作者：贾强，李玉兰，兰州大学第一临床医学院麻醉科

术中神经电生理监测（intraoperative neurophysiological monitoring，IONM）是在手术过程中连续监测神经功能的一项技术，在脊柱外科用以识别和减少术中可能发生的脊髓及神经根损伤。20世纪70年代末，Mller等首次记录了脊柱侧凸手术中的体感诱发电位（somatosensory evoked potentials，SSEP），证明IONM可以减少脊髓的损伤。此后，包括SSEP在内的IONM技术因可连续、实时反映术中脊髓及脊神经根功能状态的特点，广泛应用于脊柱外科领域，本文就该技术应用近10年的发展概况进行综述。

1.IONM技术

SSEPSSEP作为IONM技术中最基本的方法，广泛应用于评价术中脊髓感觉功能通路的完整性。SSEP最早被用于脊柱侧凸矫形手术，监测脊髓后束-内侧丘系通路功能的完整性。此通路是人体精细触觉、振动觉、本体感觉、方位觉及协调肌肉运动感觉的传入通路。具体方法是在头皮放置记录电极，通过电刺激周围神经，记录由特定脊神经节段和脊神经根支配的皮肤区域产生的波形，即SSEP。SSEP具有无创、方便、可与其他监测技术合用的优点。

Thirumala等回顾了15项包含4763例青少年特发性脊柱侧凸（adolescent idiopathic scoliosis，AIS）手术病例的研究显示：SSEP敏感度平均为84%（95%CI59%～95%）；特异度平均为98%（95%CI97%～99%），Meta分析得出SSEP阳性患者脊髓损伤致神经功能障碍的危险性是阴性患者的340倍。SSEP的缺点包括：易受麻醉因素影响；受低体温及周围神经病变（如糖尿病周围神经病变）的影响；监测不到脊髓下行运动通路功能的完整性。SSEP警戒标准为波形下降幅度＞50%、波形延迟出现＞10%。

神经源性诱发电位（neurogenic mixed evoked potentials，NMEP）：NMEP是从暴露的脊髓或邻近脊髓部位直接记录到的诱发电位，即从脊髓的一个部位进行刺激，另一个部位进行记录；反映脊髓感觉通路和部分运动功能。

一般联合SSEP用于监测术中脊髓感觉功能通路的完整性，特别是当SSEP受到混杂因素干扰、不易获得时，可作为评价神经感觉功能的辅助参考指标。NMEP的优点是所记录的波形较SSEP波幅更大、出现速度更快，基本不受麻醉因素的影响。Kundnani等分析了354例AIS手术患者，术中采用SSEP、NMEP联合监测，结果表明SSEP的特异性（100%）高于NMEP（96%）；NMEP的敏感性（100%）远优于SSEP（51%）。NMEP的缺点在于监测有创并侵占手术视野，因其仅反映部分脊髓运动功能，特异性存疑。NMEP目前尚无统一的警戒标准，可参考SSEP警戒标准。

运动诱发电位（motor evoked potentials，MEPs）：MEPs用于监测皮质脊髓束通路，评价脊髓下行运动通路功能的完整性，对于脊髓机械刺激及缺血状态十分敏感。

早期因MEPs对麻醉敏感，应用受到限制。多脉冲电刺激技术和全凭静脉麻醉的应用最大限度地提高了MEPs的监测效能，现MEPs常与SSEP联合监测术中脊髓感觉、运动功能的完整性。目前最常使用的MEPs是经颅电刺激运动诱发电位（transcranial electric motor evoked potentials，TceMEPs），即经颅电刺激，于C1、C2椎体前放置螺旋刺激电极，记录电极置于上肢或下肢肌群，记录到的波形即TceMEPs。TceMEPs的优点是无创、实施方便，可与其他监测技术联合使用。Kothbauer对1996～2002年大约300例脊柱肿瘤手术患者的研究结果表明，TceMEPs敏感度为100%，特异度为90%。TceMEPs的缺点在于波幅较小，不易观察、易受麻醉因素影响且可能诱发术中知晓及癫痫发作。Tce-MEPs目前无统一的警戒标准。

一般在麻醉诱导后开始监测，此时的TceMEPs波形作为基线，如出现波形形态改变、波形振幅下降，特别是波形下降幅度＞50%可作为次级警戒标准；如波形完全消失应作为警戒。Zhuang等回顾研究了1162例脊柱畸形手术患者，建议如TceMEPs波形幅度下降幅度＞80%，且进行了高风险的相关手术操作，在排除全身和麻醉因素影响的情况下，可引起警戒。

D波（Direct-Wave，D-Wave）：与TceMEPs的产生机制类似，于C1、C2椎体前放置螺旋刺激电极，将记录电极放置于脊髓硬脊膜外，可记录到两种波形，即D波和I波。

D波由直接刺激皮质脊髓束引起，反映脊髓下行运动通路功能的完整性，常用于监测脊髓运动功能及神经根功能完整性，常与SSEP、TceMEPs联合使用。I波目前被认为是由间接刺激皮质脊髓侧束引起，应用较少。D波因监测电极直接位于脊髓硬脊膜外，对脊髓运动功能完整性的监测较Tce-MEPs更具特异性，并可通过改变刺激电极位置来判断脊髓损伤水平。D波缺点在于监测有创，并侵占手术视野，目前尚无统一的警戒标准，可参考TceMEPs警戒标准。

肌电图（electromyography，EMG）：EMG是记录肌肉静止或收缩时的电活动及应用电刺激检查神经、肌肉兴奋及传导功能的方法。

（1）自发肌电图（spontaneous electromyography，sEMG）：是将记录电极放在神经根支配的相应肌肉上，手术操作时对神经根的牵引、拉伸、压迫使神经兴奋放电并传送至肌肉，被电极测量并记录。如果波形出现频率增高或者振幅加大，就需结合手术来判断有无神经根损伤。术中电刀、麻醉药的应用，以及神经肌肉系统疾病如重症肌无力、肌营养不良等可明显干扰肌电信号的采集。

（2）触发肌电图（triggered electromyography，tEMG）：是利用恒压或恒流电源刺激置入椎弓根内的螺钉，使对应节段的神经所支配肌肉被同步激活产生动作电位，从而被电极测量并记录。在经椎弓根脊柱内固定术中，tEMG可用来监测椎弓根螺钉是否突破了椎管。如螺钉位置正确，因四周是绝缘的骨性结构，故需加大电流量刺激神经根，一般用单电极直接刺激椎弓根螺钉的顶部来加大电流，使测量电极记录到相关数据。术中功能受损的神经根会有更高的触发阈值，一般为6～10mA，而正常的神经根一般只有2mA。

sEMG常用于监测脊神经根功能，tEMG则常用于监测椎弓根内固定术中可能发生的神经损伤。Kelleher等回顾了5年内1500例颈椎手术，采用EMG监测，其敏感度为46%、特异度为73%、阳性预测率为3%，阴性预测率为97%。因EMG敏感度、特异度较差，一般不单独用于术中监测，需与其他电生理监测方法联合应用。EMG的优点在于可提供术中多途径实时、动态监测信息；其缺点在于敏感度、特异度较差，监测信息不可回溯，需要连续观察，并排除肌肉自主活动所致的波形变化。EMG警戒标准：当术中EMG波形频率增高、振幅加大、触发阈值增高时，应结合手术过程及其他监测指标综合判断。

唤醒试验（stagnar awake up test）：唤醒试验最早是针对全麻手术患者，在手术中降低麻醉深度并采取捏耳垂、拍打背部、脸部等方式唤醒患者，以防因唾液等分泌物导致患者窒息的方法。1973年法国医师Vauzelle等首次报道了术中应用唤醒试验来监测脊髓功能的方法，即术中使患者清醒，询问患者感觉并嘱其配合医师做一些动作。虽然唤醒时患者无痛感、无记忆，但唤醒试验明显延长手术时间，且无法连续监测神经功能，对于听力、认知障碍以及患有重症肌无力等神经肌肉病变的患者，应用受到限制。对于那些神经电生理参数无法获得的特殊病例，或神经电生理参数出现异常需鉴别诊断者，唤醒试验仍为评估脊髓功能的有效方法。

2.不同脊柱手术中的IONM

IONM技术各有其优缺点及适用范围，在脊柱手术过程中一般采用联合监测以提高监测效能。尤其在困难脊柱手术中，多模式IONM已经成为现代脊柱外科一种标准化的监测手段。脊柱侧凸畸形矫形术脊柱矫形手术涉及多个椎体的矫正，包括半椎体、蝴蝶椎等不规则椎体，手术难度极大，术中医源性脊髓损伤风险极高。SSEP反映脊髓感觉功能完整性，TceMEPs反映脊髓运动功能完整性，脊柱侧凸畸形矫形术中一般采用两者联合监测。

Ferguson等回顾了2007～2010年接受脊柱畸形矫正术的519例患儿，采用SSEP、TceMEPs联合监测，其敏感度为100%、特异度为92%、阴性预测值为100%、阳性预测值为8.5%，肯定了IONM的价值。Bhagat等回顾了2003年7月至2013年10月345例成人脊柱侧凸畸形矫形手术，采用SSEP、TceMEPs联合监测，联合敏感度为100%、特异度为99.3%，认为术中采用两者联合监测应作为复杂脊柱矫形手术术中监护的金标准。髓内肿瘤切除术在髓内肿瘤切除术中，最大限度切除肿瘤并保护脊髓是一项具有挑战性的工作。术中一般采用SSEP监测脊髓感觉通路功能；TceMEPs、D-Wave联合监测脊髓运动通路功能；D-Wave、EMG联合监测脊神经根功能。

Sala等研究了423例髓内肿瘤切除术患者，肯定了TceMEPs联合D-Wave监测脊髓运动功能的价值，并建议将其作为髓内肿瘤切除术中监测脊髓运动通路功能的标准方法。Scibilia等回顾了1998～2014年12项髓内肿瘤的相关研究，共1075例行髓内肿瘤切除术患者，采用Tce-MEPs、D-Wave、SSEP及EMG联合监测，联合监测敏感度为100%，特异度为99%，阳性预测值为96%，阴性预测值为100%，监测效能满意。颈椎手术C5神经根麻痹是颈椎减压术的常见并发症，在颈椎前路手术中发生率为12%，后路手术发生率为30%。Bose等回顾了238例颈椎前路手术患者，认为单独应用EMG监测C5神经根假阴性率过高，单独使用SSEP监测则敏感度欠佳，建议采用EMG、SSEP、TceMEPs联合监测。在颈椎减压术后，如颈部体位不当也可引起脊髓损伤；Bello等研究了75例颈椎减压手术患者，采用SSEP、Tce-MEPs、sEMG联合监测，认为术中及术后采用多模式IONM监测可有效避免因颈部体位不当导致的脊髓损伤，并强调TceMEPs在监测脊髓机械损伤方面的敏感度（100%）明显优于SSEP（40%）。

3.其他困难脊柱手术

脊髓拴系综合征（tethered cord syndrome，TCS）：TCS是因脊椎管发育异常、脊髓异常拉伸、脊髓末端血液循环障碍从而导致一系列临床神经受损的罕见综合征。松解治疗可达到减轻症状和防止病情进展的双重效果。Beyazova等研究了10例TCS手术患者，术中采用IONM（SSEP、Tce-MEPs、sEMG）监测，在手术松解过程中对怀疑有神经结构的组织采用直接神经根刺激法可帮助区分组织成分，避免神经损伤。

唐氏综合征（Down syndrome，DNS）：DNS是由21号染色体异常而导致的先天性疾病，部分DNS患儿因颈椎不稳定需要行颈椎内固定手术。Patel等分析了6例术中采用SSEP和TceMEPs监测的DNS患儿，认为尽管IONM指标的变化可能与术中损伤无关，而是患儿本身异常的生理状态所致，但是仍建议对于此类特殊患儿常规采取IONM监测，并分析每一个IONM监测指标异常变化的原因。

先天性结缔组织发育不全综合征（Ehler-Danlos syndrome，EDS）：EDS指有皮肤和血管脆弱，皮肤弹性过强、关节活动过大3种主要表现的一组罕见遗传性疾病。EDS患者脊髓周围血管系统十分脆弱，脊柱手术时损伤脊髓风险极大。Jahangiri等报道了1例16岁男性EDS患儿，因背部畸形、脊柱后凸畸形需行椎体切除、椎弓根钉棒系统内固定手术，术中采用SSEP联合TceMEPs监测，手术过程中TceMEPs波形消失，SSEP波形幅度降低，立即给予对症治疗并终止手术。术后患儿双侧下肢不能移动，24～36h后T8以下感觉、运动功能丧失；48h后T10水平感觉功能逐渐恢复；1周后肛门括约肌功能恢复；4周后髋部屈肌功能开始恢复。推测对于EDS需行脊柱矫形手术的患者，术中采用IONM监测可早期识别术中医源性脊髓损伤。

4.IONM期间的麻醉管理

IONM期间麻醉医师需要考虑不同麻醉方式对各类神经电生理监测的影响。生理稳态的变化、麻醉方式及药物的选择都可能影响神经功能，使电生理监测结果被误诊为医源性脊髓损伤。这些生理变化包括低体温、贫血、组织缺氧和电解质紊乱等。Deiner等研究表明，高血压及糖尿病是导致电生理监测失败的独立危险因素，体重、年龄的影响则比较轻微，建议麻醉医师掌握基本的电生理监测技术及机制，以便选择适宜的麻醉方法，调节患者生理状态，以优化监测效能，保证患者术中安全。吸入麻醉药严重干扰IONM的监测结果。

Wang等研究表明，N2O及卤素类药物对MEP影响呈现剂量依赖性，低剂量（0.5MAC）的吸入麻醉药就可阻止诱发电位产生，进而使术者监测不到MEPs波形的改变，故建议对需要IONM者避免使用吸入麻醉。全凭静脉麻醉（total intravenous anesthesia，TIVA）的采用极大地减少了吸入麻醉药的使用，如：阿片类药物对感觉、运动的影响很轻微；大剂量丙泊酚虽可抑制MEPs，但因停药后诱发电位可迅速恢复且该药代谢较快，常用于IONM；硫喷妥钠、咪达唑仑对MEPs抑制作用持久，一般不用于IONM。

Wang等研究表明N-甲基-D-天冬氨酸受体拮抗药可增强诱发电位的波幅；右美托咪定可减少丙泊酚的使用剂量而使IONM受益，建议在TIVA中作为辅助用药。神经肌肉阻滞药抑制神经肌肉接头，阻碍了MEPs及EMG的监测，应尽量避免，对于部分需要肌肉松弛的患者，可采用强直后MEPs新技术，即向周围神经施加强直刺激增强传统MEPs波形。Sala等建议在TIVA过程中，丙泊酚（一般剂量100～150μg·kg^－1·min^－1）及芬太尼（一般剂量1μg·kg^－1·h^－1）应恒速滴注；在监测或手术关键阶段应尽量避免药物浓度的变化及冲击量治疗干扰IONM波形。

5.小结

外科手术的精细化对麻醉及监测提出了新的挑战。脊柱外科需要术前完备的计划和术中适当电生理监测。出现监测警报时，麻醉医师、手术医师应充分交流、密切合作，根据实际情况做出判断并调整麻醉及手术策略，才能减少和避免医源性脊髓损伤的发生。在可预见的未来，多模式IONM作为一种连续、实时的监测手段，将会应用于大部分脊柱手术的监测，尤其适用于困难、复杂的脊柱手术；多模式IONM是目前早期识别术中医源性脊髓损伤最有效的方法。

来源：贾强,李玉兰.脊柱外科领域的神经电生理监测[J].临床麻醉学杂志,2018,34(02):191-194.

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