甲狀腺術中神經監測技術的沿革、創新與規范

趙詣深 趙紫涵 孫輝

甲狀腺手術不斷進步，但手術導致的喉返神經損傷(recurrent laryngeal nerve injury，RLNI)一直是困擾醫生的主要并發癥之一。本文結合文獻復習并重點介紹甲狀腺術中神經監測技術的最新進展與使用規范。

一、喉神經保護與神經監測技術的發展與沿革

1.喉返神經保護的沿革：喉返神經保護一直是甲狀腺手術中的焦點。19世紀末，Billroth提出區域保護法，強調遠離神經走行區域，這使得甲狀腺手術死亡率降低，但喉返神經損傷率仍占29.5%。20世紀初，Kocher提出了喉返神經的被膜保護法，力求通過精細的解剖方法，即保留甲狀腺背側少許組織從而對喉返神經進行保護。雖然喉返神經損傷率較前顯著降低，但這種方法卻不能滿足甲狀腺全切的徹底性。其后，Lahey于1938年提出喉返神經解剖顯露法，認為可視化解離神經可減少喉返神經損傷，這一觀點被沿用至今，但喉返神經損傷率仍居高不下[1]。循證醫學證據表明，甲狀腺背側生長的腫瘤或位于喉返神經入喉處的腫瘤，再次、多次手術或術前一側聲帶麻痹等病例，全程解剖顯露喉返神經時極易發生損傷，損傷率可達8.9%～12.9%[2-6]。針對這一問題，耶魯大學Shedd教授在1966年首先報道甲狀腺手術中神經監測技術的應用，1970年Flisberg提出應用神經監測技術識別喉返神經，通過電流刺激神經，支配效應肌肉運動，使其運動并產生肌電信號，通過接收端將肌電信號進行放大和處理，形成肌電圖(electromyography，EMG)波形及提示音，以輔助外科醫生判斷神經的連續性和電生理功能，進而判斷神經-肌肉傳導功能的完整性，從此開啟了甲狀腺術中神經保護的電生理時代[7]。進入21世紀，隨著監測設備的更新換代，監測步驟的不斷標準化，神經監測技術已經成為甲狀腺術中判定喉返神經功能、預防喉返神經損傷的有效手段。近年，在歐美國家甲狀腺術中喉返神經監測普及率達到40%～90%，在我國也逐漸被外科醫生認可并推廣應用。

2.喉神經監測技術的沿革：神經監測技術發展經歷了從不規范應用到規范應用，再到科學化、體系化應用的漸進過程。神經監測技術在推廣應用之初，曾一度遭到曲解，部分醫生通過對這項技術的“試用”，認為該技術既不能降低手術難度，也不能顯示良好的解剖關系結構，它只是有助于外科醫生提高辨別能力[8]。由于缺乏系統、規范的應用方法，該技術的發展緩慢，推廣受限，監測優勢未能充分體現。Chiang等[9]在2010年報道了術中喉返神經監測的標準化四步法，即未識別喉返神經前探測的迷走神經信號V1，初次于氣食管溝內探測到的喉返神經信號R1，神經完全解剖顯露后于喉返神經最近端測得的R2信號，以及止血完成后再次測得的迷走神經信號V2。此標準化操作法明顯提高了監測的實用性和有效性。隨后，Randolph等[3]完善了這一理念，認為喉返神經的保護方法不應僅局限于術中，作為一個科學的應用體系，貫徹于整個圍術期，將四步法補充為包括手術前后的喉鏡檢查在內的六步法，這一理念最終得到了廣泛的認可，并被列入術中神經監測(IONM)技術的國際指南中。

起初監測手段僅限于術中應用探針直接電刺激神經及周圍組織的間斷監測法，雖然使用方便，但在監測間歇期仍容易出現神經損傷，學者們開始探索能夠在術中實時監測神經功能的方法，以迷走神經刺激電極、監測探鉗為監測手段的連續監測方法應運而生。通過臨床觀察和動物實驗發現，連續監測的工作時間可以覆蓋手術全程，有效避免了間斷監測間歇期造成的神經損傷[10-12]。國內外專家還認為，手術中對氣管前方的中央區淋巴結清掃時，通過對迷走神經和喉返神經遠端的交替連續監測，可發揮其對該區域走行的喉返神經的重要保護作用[13]。術中對于喉上神經外支(external branch of superior laryngeal nerve，EBSLN)的電生理保護方法也幾乎在同時代出現。Barczynski等[14]編寫的甲狀腺術中喉上神經外支電生理監測國際指南中，從解剖分型、病理生理及其術中保護方法和適應證等方面均進行了詳細闡述。孫輝等[15-16]也對國際、國內指南進行了解讀。由于IONM的應用大大提高了EBSLN的識別率，更有學者利用這一特點歸納出了不同于以往尸檢中總結出的EBSLN分型的全新解剖分類體系，這對于EBSLN的術中保護更加意義重大[17]。

3.神經監測設備的沿革：神經監測設備已從無肌電圖監測模式演化為以肌電圖相關參數為量化指標的電生理監測模式。早期的無肌電圖模式，如喉部觸診、喉鏡觀察生門運動、聲門壓監測等，存在操作繁瑣、神經功能反應不及時、不能評估神經損傷程度等缺陷。電生理監測模式大體上可以分為兩大類：一類是僅提供音頻提示的系統，另一類則通過電刺激神經而誘發的肌電活動來提供視頻波形信息和音頻提示。前者僅能做到“聽音定損”，無法準確分析術中信號丟失的原因，且無法區分正常波形與刺激偽差，更無法對EMG進行定量分析和記錄。而后者除對肌肉運動產生的肌電信號進行音頻提示外，還可以提供EMG波形的形態、振幅、潛伏期等信息，通過這些信息可以了解正常和病理條件下波形的基本變化，并對外科醫師的手術決策產生重要影響。

IONM基本的監測設備主要分為記錄端(如接收電極)、刺激端(如刺激探針)和EMG監測主機。目前接收電極已由有創留置向微創、無創留置發展，并更加注重了接收信號的準確性和抗干擾能力。而刺激端則向著全面、多元、適用性廣等方面發展，如適用于不同迷走神經走行類型的連續監測電極[18]，適用于不同入路腔鏡手術的監測探鉗[19]，以及適用于機器人手術的刺激導管等[20]。

監測主機，作為IONM硬件系統的主要組成部分，已歷經三代更迭。以市面上最為常見的NIM?系列產品為例，最初的NIM?1.0僅能發出特定大小刺激電流，且不能顯示波形。第二代主機可以精確顯示波形，在NIM-2XL中更是將監測通道提升為雙通道，隨后的NIM-Response?2.0在提高靈敏度的同時還增加了EMG的數據記錄，這都為后來的科學研究奠定了基礎。目前臨床常見為第三代NIM神經監測儀，如NIM-Response?3.0，不僅具有4個以上可同時使用的監測通道，還可進行雙刺激通路的建立，實現間斷監測與連續監測的同時應用，適用于開放、腔鏡、機器人等多種手術場景，增加了對科研數據的記錄和整理功能，有利于醫療工作的經驗總結和研究數據的搜集。

二、神經監測設備的研發與創新

歐美發達國家對IONM技術的普及已有近30年，部分國家在甲狀腺手術中的使用率超過90%。近10年來，隨著IONM這項技術的全國范圍內逐漸普及，從而推動了IONM的創新與研發。現階段對于主機的研發局限于軟件的開發，如增加監測信號的敏感度、波形自動分析、抗干擾等，除一些集成了腦電監護系統可術中辨識肌松劑是否過量情況的軟件設計外，尚無具有劃時代性的理念更新，對于硬件設備的創新應用主要集中于刺激端和記錄端方面。

1.刺激端的創新：刺激端方面，最矚目的創新當屬將解剖器械與刺激探針相結合而演化出的多種手術器械。常見的有分離鉗型刺激探針，又稱探鉗，以及附加于腔鏡甲狀腺手術中長柄器械的電刺激手術器械[19]。Wu等[21]對常見的10種刺激探針在甲狀腺手術中對喉部神經的監測刺激功能進行了橫向比較，從中總結了適用于不同手術環境中各種監測器械的使用優勢。Sung等[22]、杜國能等[23]通過監測適配器與不同手術器械的連接，達到了不同手術器械均可起到術中探測的功效。這種設配器的優勢在于，可使每一種金屬器械(包括手術刀、顯微剪等)均實現探針作用，在腫瘤侵犯神經外膜時可連接上述器械進行銳性分離喉返神經，做到邊監測、邊分離。此外，上述電刺激手術器械所完成的監測屬于實時連續監測，在目前能量外科器械普及、熱隔離保護神經意識明顯提高的前提下，神經損傷的主要風險在于神經的分離顯露，具有監測功能的分離鉗可使每一個分離動作均起到監測神經的作用，更準確地判斷哪種操作損傷了神經功能，以達到改良操作習慣、提高技術水平的目的。操作手使用能量外科器械，如超聲刀時，輔助手手持監測器械，在能量器械工作的同時進行監測，無需助手協助。

Moritz等[24]在胸外科手術中采用EZ-Blocker+神經監測導管的方式進行迷走神經的監測，根據這一創新，Sinclair等[25]將刺激電極也同時集成于監測導管表面，起到了連續監測迷走神經的作用，又可同時完成刺激和接收信號任務。

2.接收端的創新：表面附有接收電極的氣管插管，由于其具有無創留置、操作簡便等特性，已成為主流EMG信號接收方式。除了直接接觸效應肌肉的接收電極外，目前最受關注的是甲狀軟骨針刺電極，這種接收方式通過間接與效應肌肉接觸，同樣可以精準接收EMG信號，其接收波形相較監測導管電極具有潛伏期相同，振幅顯著增高的特點，這導致了甲狀軟骨針刺電極監測時具有與傳統監測導管相同特異度的同時，表現出更高的敏感度。相對監測導管具有大小型號限制，留置方法嚴格，術中易受位置偏轉產生假陽性結果等局限性來說，針刺電極的術中抗干擾性更強，被一些學者認為是表面接觸型電極的有效替代品[26-27]。但針刺電極畢竟仍是一種有創電極，Wu等[28]研發了甲狀軟骨貼片粘合電極解決了這一問題，進一步減少針刺電極對黏膜、軟骨及肌肉產生的負損傷。Liddy 等[29]將雙極表面電極縫合到鼻胃管中，并放置在下咽中環的后方，與環杓后肌(PCA)相鄰，可于術中收集環杓后肌的EMG，可作為一種輔助判定方法。這種PCA EMG監視功能的添加可分析內收肌和外展肌的反應，從而對聲門功能進行更完整地評估。鑒于喉外展對維持聲門氣道通暢的重要性，PCA監測有可能作為預測術后氣道通暢提供更加可靠的方法。此外，一些非肌電傳感器對喉部效應肌肉的監測方法也被證實有效，并引起了業界的關注，如經皮加速度傳感器監測和表面壓力傳感器監測[30-31]。

三、神經監測技術的規范化應用

1.堅持標準化步驟，杜絕不規范操作：IONM技術的規范應用為醫患雙方帶來收益，不規范的操作和所謂的創新應用，更可能導致悲劇的發生。在神經監測設備應用初期，由于沒有操作指南規范指導，部分IONM使用者過分“迷信”設備應用，常常出現術中信號丟失卻難以分析原因，使用者束手無策。Khairunnisak等[32]報道了一例術后患者“意外”的雙側聲帶麻痹，其原因在于術中未能規范地調整刺激電流，過高的刺激電流掩蓋了神經表面的損傷點，雖然其實已出現了信號丟失，但監測儀未能及時預警。同樣，不重視標準化操作步驟，假陰性結果的發生率增加。Melin等[33]的一項研究發現，不規范的IONM會增加術中監測結果的假陰性率，誤導手術策略，導致術后雙側聲帶麻痹的發生。

2010年及2013年先后頒布了喉返神經及喉上神經外支的術中神經監測國際指南，用以規范術中操作，規范化操作的重要性得到了業界同行的一致認可。堅持規范化操作對充分發揮術中神經監測的效能至關重要。中國研究型醫院學會術中神經監測學組連續3年的問卷調查發現，不規范的使用和系統故障發生率正逐年下降。目前已有34個省級行政區域，三百多家醫院開展了此項技術。2013年和2017年分別頒布了中國版術中喉返神經和喉上神經外支監測指南與專家共識，標志著該技術的日臻規范，隨后出版的《甲狀腺術中神經監測技術》和《實用甲狀腺外科新技術：術中神經監測技術》等著作，標志著該技術已向更加科學化、專業化及精準化的方向發展[1-2，16，34]。

2.新方法有待完善，開展仍需慎重：在眾多創新中，改良接收端的研究最多，以期克服目前氣管表面電極的弊端及價格昂貴的問題。以甲狀軟骨針刺電極為例，自Chiang等[35]通過臨床實踐發現了甲狀軟骨單針針刺電極具有與監測導管相同的監測功能后，這種方式不僅解決了傳統監測導管接收電極的不足，還具有留置簡單、抗干擾能力強、價格低廉、便于重復使用等技術特點和醫療經濟學優勢，各家機構紛紛效仿，簡單的效仿和盲目的使用導致使用過程中出現種種問題。如部分老年患者因甲狀軟骨骨化，普通單針電極不易插入適當位置，存在監測失敗，甚至是電極針折斷的風險。再如部分使用者沒有掌握針刺電極的最佳留置方式，插入過淺，監測效果欠佳，術中易脫落；插入過深，易刺穿甲狀軟骨板，過深的電極對喉內肌肉產生反復切割作用，導致患者術后聲音嘶啞、聲帶運動異常、喉頭水腫、喉內肌血腫等副損傷，引發醫患糾紛。針對這一問題，有學者進行了嚴謹細致的動物實驗，模擬甲狀軟骨針刺電極插入軟骨不同位置，深度和角度，并對其接收EMG信號的強度進行了記錄，最終得到了最佳針刺留置方式的循證醫學證據，為規范化應用奠定基礎[27]。

四、結語

IONM作為術中神經保護重要的輔助工具，不僅降低了臨床工作的難度，提高了患者術后滿意度和醫療服務的優質度，而且，IONM的量化顯示神經功能、揭示神經損傷機制的作用，對外科醫生手術技術和理念的提升，更起到了推波助瀾的效果。不過，對該項技術若要做到運用自如，仍需對其所形成的術中神經監測體系加以深入學習，不僅需要使用者對其中蘊含的解剖學基礎和神經電生理理論融會貫通，對新技術、新設備的操作方法的熟練掌握，必須強調要嚴格遵循其中的技術規范，根據不同的醫療場景和“戰場”，選擇應用最適合的新技術、新“武器”，才能真正達到事半功倍。