多模式神經電生理監測技術在兒童腰椎滑脫后路復位融合固定手術中的應用

馮 磊 張學軍 高景淳 郭 東 祁新禹 白云松 曹 雋 李承鑫 孫保勝

脊髓及神經根損傷是脊柱手術常見并發癥之一，兒童腰椎滑脫后路復位融合固定手術中，矯形或神經根減壓操作均有可能造成脊髓或神經根損傷[1]。軀體感覺誘發電位(somatosensory evoked potential，SEP)、運動誘發電位(motor evoked potential，MEP)和自由肌電圖(free-run electromyogram，f-EMG)的多模式聯合監測方式，有助于更全面地反映脊髓及神經根的功能，提高監測的敏感性和特異性。有研究表明，脊柱手術中神經系統并發癥的發生率為3%～4%[2]。最近的研究發現，脊柱手術的并發癥發生率已降至0.5%～2%[3]。目前在全世界范圍內，多模式神經電生理監測(multi-mode intraoperative neuromonitoring，MIOM)已被確定為脊柱手術的必備輔助手段[4]。本研究旨在分析MIOM監測異常的原因，探討信號異常與術后并發癥的關系。

材料與方法

一、一般資料

選取2018年1月至2019年11月在首都醫科大學附屬北京兒童醫院行腰椎滑脫后路復位融合固定手術的19例患者作為研究對象，其中男2例，女17例；平均年齡(9.1±2.7)歲；Ⅱ度滑脫7例，Ⅲ度滑脫12例。腰痛者15例，下肢疼痛者2例，因外傷行脊柱正側位片偶然發現者2例。術前已有下肢肌力下降或行腰椎滑脫術后內固定調整者不納入此研究。

二、麻醉方式

手術采用全靜脈麻醉(total intravenous anesthesia，TIVA)，全程盡量避免吸入性麻醉藥的使用，以防對誘發電位波幅產生抑制作用。麻醉誘導時給予異丙酚3 mg/kg、瑞芬太尼1 μg/kg、維庫溴銨0.6 mg/kg、右旋美托咪定0.3 μg/kg，以及0.5 μg/kg舒芬太尼進行氣管插管術；誘導結束后不再給予肌松藥。之后持續靜脈輸注芬太尼(0.25 g·kg-1·min-1)和異丙酚(6 mg·kg-1·h-1)維持麻醉。 異丙酚的用量為6～10 mg·kg-1·h-1，鎮靜深度監測指標使用腦電雙頻指數(bispectral index,BIS)，維持在40～60。瑞芬太尼的劑量調整為0.2～0.4 μg ·kg-1·min-1，以維持正常的血壓和心率。

三、手術方法

麻醉生效后，患者取俯臥位。切開皮膚、皮下組織，于雙側沿骨膜下剝離，顯露L5至S1椎板，橫突和棘突，進一步剝離顯露其椎板及椎弓根解剖位置，L5、S1椎體置入椎弓根釘。用咬骨鉗去除L5椎板，顯露硬膜囊和神經根，切除L5、S1間椎間盤至骨性終板，同時切除終板及部分S1椎體，確保其上方骨面平整。截取適當長度棒，預彎生理性腰椎前突及骶椎后凸，上棒后先擰緊雙側骶骨椎弓根釘螺栓，撤出腰部臥位墊，同時擰緊雙側提拉復位螺栓使滑脫逐漸復位，前方置入椎間融合器，融合器內部和周圍植入自體骨促進融合。加壓矯形，直至C形臂X線檢查提示脊柱冠狀面無側彎，矢狀面脊柱滑脫得到完全糾正，融合器位置良好。鎖緊所有內固定裝置。

四、 監測方法

手術過程采用美國 Nicolet生產的Endeavor CR神經電生理工作站進行監測。頭部針電極定位依據國際通用標準10-20系統[5]。

1. SEP監測：刺激電極使用表面電極，置于雙側脛后神經，記錄電極為Cz，參考電極為Fz。采用方波刺激，刺激強度15～25 mA，頻率2.1～4.7 Hz，刺激間期0.1～0.2 ms，靈敏度1～5 μV，平均疊加200次。大腿處連接地線，連接電極并獲得基線。預警標準為與基線相比，SEP波幅下降≥50%和(或)潛伏期延長≥10%視為陽性，考慮可能存在神經功能損傷[6]。

2 .MEP監測：刺激電極使用針電極，置于大腦運動皮層所對應的C3、C4，記錄電極選擇雙下肢股四頭肌、脛前肌、趾長伸肌和拇短展肌。采用方波刺激，刺激強度200～400 V，帶通濾波30～500 Hz，刺激間期200～500 μs，靈敏度50～500 μV。調節刺激參數時以能引出最佳波形的最小刺激強度為宜。陽性判定標準為與基線相比，MEP波幅下降≥80%[7]。

3. f-EMG監測:根據患者的手術節段，選擇相應及臨近神經根支配的肌肉放置記錄針電極，即監測下肢股四頭肌、脛前肌、趾長伸肌和拇短展肌的肌電反應。正常自由肌電圖呈直線。為靜息波形，如果出現任何形式的肌電反應，均提示神經根受到一定的激惹或損傷，而連續爆發性肌電反應的出現則往往與神經根受到持續的牽拉或者壓迫有關[8]。

結 果

19例患者術中均同時具備SEP、MEP及f-EMG三種監測方式的信號，成功率100%。本組患者監測過程中SEP與MEP波幅或潛伏期改變均未達到預警標準，術后有17例(89.5%)恢復良好，腰腿痛等癥狀明顯緩解或消失，無神經肌肉系統并發癥發生；2例(10.5%)術中出現單側趾長伸肌連續爆發性肌電反應，經提醒后暫停手術操作，肌電反應明顯減少，繼續手術操作后，仍有成串、波幅較大的肌電反應。及時進行術中喚醒，其中1例肌力正常，探查發現神經根結構完整，但分離過程中牽拉時間較長，盡量減少神經根牽拉；另1例一側足背伸無力，肌力下降至4級，探查發現復位過程中椎間融合器對該側神經根造成了卡壓，調整椎間融合器位置，確保神經根無損傷，重新提拉復位。

直至手術結束，無一例再出現爆發性肌電反應。2例術后出現一側下肢神經灼性疼痛，肌力正常。下肢疼痛癥狀均在3個月內消失，具體見表1。

討 論

腰椎滑脫(lumbar spondylolisthesis)是指由于先天性發育不良、創傷、勞損等原因造成相鄰椎體骨性連接異常而發生的上位椎體與下位椎體部分或全部滑移。該疾病由Kilian在1854年首次提出[9]。絕大多數兒童及青少年的腰椎滑脫是先天性的，即出生后就存在發育不良的骨性結構，一旦開始行走，就會造成峽部的應力增加，從而使峽部發生變化或骨折，進一步造成滑脫部位的不穩定和進展。有文獻報道兒童腰椎滑脫的發病率為2.5%～3.5%，通常不表現出癥狀，少數因腰痛或者腿痛就診，常見于青春期快速發育階段[10]。腰痛通常為受累節段不穩定所致，腿痛多與神經根受刺激有關[11]。根據Meyerding分型，即根據L5椎體向前滑脫的距離與S1椎體頂部前后徑之比，可將腰椎滑脫分為5度：Ⅰ度為≤25%，Ⅱ度為25%～50%，Ⅲ度為50%～75%，Ⅳ度為≥75%，Ⅴ度為L5椎體全部脫出，也稱之為椎體前移[12]。滑脫角是指垂直于骶骨后緣和L5上終板的線形成的角，滑脫角越大，進展的可能性越大[13]。

表1 術中監測方式及術后結果Table 1 Intraoperative monitoring modes and postoperative outcomes序號性別年齡臨床表現監測信號是否改變SEPMEPf-EMG術后并發癥1女8歲3個月腰痛否否否無2女9歲10個月腰痛否否否無3女8歲7個月無癥狀,偶然發現否否否無4女12歲9個月腰痛否否否無5女13歲8個月腰痛否否否無6女8歲4個月腿疼否否否無7女5歲3個月無癥狀,偶然發現否否否無8女7歲9個月腰痛否否否無9女9歲6個月腰痛否否是一側腿痛、肌力正常10女10歲11個月無癥狀,偶然發現否否否無11女9歲7個月腰痛否否否無12女12歲1個月腰痛否否否無13女11歲2個月腿疼否否否無14女5歲10個月腰痛否否否無15女4歲8個月腰痛否否否無16女4歲7個月腿疼否否否無17女11歲6個月無癥狀,偶然發現否否是一側腿痛、肌力正常18男13歲2個月無癥狀,偶然發現否否否無19男7歲2個月腰痛否否否無

發育不良性腰椎滑脫往往在兒童早期出現，當發生前滑脫時，部分可壓迫神經根和潛在的馬尾神經，且進展較快，故通常應積極采取手術治療。Sairyo等[14]認為Ⅲ～Ⅳ度滑脫或有癥狀的Ⅱ度滑脫是融合手術適應證，Ⅰ度和無癥狀的Ⅱ度滑脫采用保守治療。手術目的是將滑脫的椎體復位并將其與鄰近的椎體融合起來，徹底解除對脊髓和神經根的壓迫[15]。鑒于手術損傷神經根風險較大，因此術中要重點保護神經根，同時兼顧脊髓功能的完整性。為了及時發現術中可能發生的神經系統損傷并及時采取處理措施，本組患者術中采用了SEP、MEP、EMG三種監測模式相結合的方法進行監測。

SEP、MEP及EMG均較易受吸入麻醉藥和肌松劑影響，通過影響神經肌肉間的信號傳遞對其產生影響[16]。以上抑制作用在兒童中表現尤為明顯，故本研究中監測人員在手術開始前就與麻醉醫生溝通，手術全程避免使用吸入性麻醉藥，并在誘導后不再使用肌松藥，保持合適的肌肉收縮性，BIS值維持在40～60 ，控制好麻醉深度，從而盡量避免術中監測發生假陰性的結果。因麻醉后藥物的濃度尚不穩定，且肌松藥的代謝需要一定時間，代謝過程中監測的結果經常出現假性好轉(如SEP波幅增高、MEP 從“無”到“有”的現象)[17]。因此本組患者均在顯露椎板及椎弓根后置入椎弓根釘前重新設置SEP、MEP基線。在進行神經根游離、提拉復位等關鍵步驟時，應再次與麻醉師溝通，盡量維持恒定的肌肉收縮，以獲得重復性較好的信號。

SEP記錄的是脊髓后角上行感覺傳導功能，它反映了脊髓后1/3的功能，具有片面性，但具有不易受麻醉藥物影響、安全性高、易于操作等特點[18]。MEP記錄的是脊髓前角下行運動傳導功能，易受麻醉、血壓影響，但其具有特異性強、靈敏度高等特點，二者結合，可以共同保護脊髓功能的完整性[19]。本組中SEP、MEP波幅改變均未達到預警標準，術后無感覺運動功能障礙。有研究表明，滑脫復位過程中，原本緊張的脊髓逐漸得到松弛，且手術節段椎管內僅存馬尾神經，故直接損傷脊髓風險不大，這也印證了本研究中均無明顯誘發電位波幅下降的原因[20]。

隨著滑脫程度的進展，神經根持續受到牽拉刺激，發生慢性損傷，但神經根已逐漸適應了新環境的改變[21]。此外，兒童神經系統尚處于發育中，在滑脫手術過程中如操作不當極易引起神經根損傷。因此，該手術過程監測的重點在神經根。EMG記錄的是特定神經根支配的肌肉上得到的運動單位，與神經受到牽拉、壓迫等刺激后出現去極化有關，記錄到的肌電反應越多就越明顯，提示神經受到的刺激強度越大，它可以在手術中持續動態地監測神經根的功能。

腰椎滑脫手術部位在L5、S1兩個椎體，最易損傷L5神經根。本研究中2例術中一側趾長伸肌發生連續暴發性肌電反應，此類肌電反應的出現提示與L5神經根受到持續牽拉或者壓迫有關。經提醒后暫停手術操作，肌電反應明顯減少，繼續手術操作后，仍有成串、波幅較大的肌電反應。及時進行術中喚醒，其中1例患者肌力正常，探查發現L5神經根結構完整，但分離過程中牽拉時間較長。另一例患者一側足背伸無力，肌力下降至4級，探查發現復位過程中椎間融合器對該側L5神經根造成了卡壓，調整椎間融合器位置，確保神經根無損傷，重新提拉復位。說明EMG對神經根牽拉、擠壓等極其敏感，能及時精確地反映神經根功能狀態。術后出現該側下肢神經灼性疼痛，但肌力恢復正常，意味著支配該肌肉的神經根發生輕度損害。由此可見，EMG在保護神經根方面顯得尤為重要，它能及時發現正在發生的損傷，提醒手術醫生采取措施來避免或者減少損傷。

術中造成神經根損傷的常見原因有過度牽拉神經根、減壓、椎弓根釘破入椎間孔內、血壓降低、體溫降低和神經根暴露時間過長等[22]。本組中2例出現了趾長伸肌異常肌電反應，趾長伸肌可以伸第二至五趾，控制足背伸、外翻，由L5神經根支配，結合手術節段，推測發生了不同程度的L5神經根損傷，故術中喚醒時出現足背伸無力等肌力下降癥狀。術后肌力恢復正常，下肢疼痛癥狀經過一段時間能消失，說明這類損傷通常是可逆的。由此可見，EMG監測能獲得損傷神經根的預警作用，也和預后具有一定關系。兒童術后功能恢復快，一是與假陽性有關，肌電反應敏感，不一定和癥狀的嚴重程度成正比；二是與兒童本身處于生長發育階段，神經損傷修復快有關。

鑒于上述各監測方法的優勢，多模式神經電生理監測技術被越來越廣泛地應用于脊柱外科手術。由于脊髓的運動和感覺傳導通路各自獨立，手術可以使感覺和運動功能單獨受損，SEP可以反映脊髓感覺傳導通路的完整性，MEP則對脊髓運動傳導功能是否損傷起預警作用。EMG在術中記錄到的肌肉電活動直接反映了支配它的神經根的功能狀態。三者聯合可以相互補充，給手術醫生提供神經系統功能是否完好的全方位信息。尤其對于易損傷神經根的腰椎滑脫矯正手術，則應該更多地依靠EMG監測結果。

但是，本研究也存在一些不足。首先沒有同時監測上肢SEP、MEP進行對照，對于麻醉、缺血、體溫等導致波幅下降難以區分，容易造成假陽性，可以同時進行TOF(Train of four,四個成串刺激)監測，以減少上述非手術因素的干擾。其次，樣本量相對較少，且僅有2例陽性，針對肌電反應和預后的關系還有待進一步研究。

總之，針對兒童腰椎滑脫等腰骶部手術，考慮到術中可能損傷脊髓或者神經根，采用三種監測方法相結合的模式，既可以保護脊髓功能的完整性，又能及早發現神經根損傷，同時對術后并發癥的預測也有初步的判斷，對兒童腰椎滑脫矯正手術的順利進行提供了很好的輔助作用。