兒童脊柱側(cè)凸矯正手術(shù)中神經(jīng)電生理監(jiān)測方案的選擇及技術(shù)難點

馮 磊 張學(xué)軍

兒童脊柱側(cè)凸病因很多，根據(jù)發(fā)病原因，可以分為先天性、特發(fā)性、神經(jīng)肌肉性和繼發(fā)性（與綜合征相關(guān)或繼發(fā)原因所致）［1］。 先天性脊柱側(cè)凸是由先天性結(jié)構(gòu)異常引起的正常脊柱結(jié)構(gòu)的機械性偏離；而神經(jīng)肌肉性脊柱側(cè)凸由神經(jīng)（如腦癱、癱瘓）或肌肉病理學(xué)改變引起；馬凡氏綜合征、軟骨發(fā)育不全等并發(fā)或疼痛、脊髓異常等引起的脊柱側(cè)凸為繼發(fā)性脊柱側(cè)凸［2］。 排除了以上可能的致病因素者歸類為特發(fā)性脊柱側(cè)凸。另外，脊柱側(cè)凸研究協(xié)會（Scoliosis Research Society，SRS）也將兒童脊柱側(cè)凸分為早發(fā)性脊柱側(cè)凸（early onset scoliosis，EOS）和遲發(fā)性脊柱側(cè)凸。 EOS 是指10 歲以內(nèi)發(fā)生的脊柱側(cè)凸，10 歲以上的脊柱側(cè)凸無論病因如何，均為遲發(fā)性脊柱側(cè)凸［3］。

一、兒童脊柱側(cè)凸手術(shù)

兒童脊柱側(cè)凸的手術(shù)起源于整形外科，手術(shù)的目的是阻止彎度的進展，同時減少因外觀問題給患兒帶來的心理影響。 兒童脊柱畸形的評估往往需要特殊的檢查。 治療方案的選擇取決于多種因素，如引起脊柱側(cè)凸的病因、是否存在椎體畸形、癥狀、彎度大小和范圍、生理年齡／骨骼年齡、進展速度及手術(shù)風險等。 兒童脊柱側(cè)凸治療方案的選擇具有挑戰(zhàn)性，也很復(fù)雜［4］。 例如，對于小年齡、完全分節(jié)的半椎體畸形所致先天性脊柱側(cè)凸可以行半椎體切除＋短節(jié)段固定手術(shù)［5］。 對于側(cè)凸范圍較大，難以短節(jié)段融合矯正且骨骼尚未成熟的患兒，如早發(fā)性脊柱側(cè)凸，可以采用生長棒技術(shù)，定期進行再撐開手術(shù)，直至骨骼成熟后再進行融合固定［6］。 對骨骼已發(fā)育成熟且彎度較大者，如青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸，可以選擇脊柱矯形固定融合手術(shù)。

隨著手術(shù)水平的提高，嚴重脊柱畸形患兒逐漸增多，通常需要采取不同程度的截骨術(shù)來糾正矢狀位和冠狀位的畸形與不平衡。 其中椎體切除術(shù)（vertebral column resection，VCR）能最大限度地矯正這些僵硬畸形，但該手術(shù)技術(shù)要求很高，術(shù)中失血量、手術(shù)時間和神經(jīng)系統(tǒng)損傷風險都會明顯增加［7］。

二、術(shù)中神經(jīng)電生理監(jiān)測的原理及特點

1． SSEPs 主要監(jiān)測脊髓后柱完整性。 通過一系列電流刺激外周神經(jīng)，電信號傳導(dǎo)至同側(cè)脊髓后部達到髓質(zhì)核，髓質(zhì)內(nèi)交叉，并在丘腦腹后核的內(nèi)側(cè)丘系通路中上升到初級感覺皮層，在大腦感覺皮層記錄電信號［8］。 通常，外周神經(jīng)選取雙側(cè)尺神經(jīng)和脛后神經(jīng)，通過測量和分析來自周圍神經(jīng)的重復(fù)小振幅信號，并疊加為一個信號，形成具有特定形態(tài)、波幅和潛伏期的SSEPs 波形［9］。 預(yù)警標準為波幅下降50%和（或）潛伏期延長10%，且這些變化與特定的手術(shù)操作相對應(yīng)時，需考慮存在脊髓損傷，應(yīng)及時通知手術(shù)醫(yī)生并采取干預(yù)措施［10］。 SSEPs 易于操作，重復(fù)性較好，可以連續(xù)監(jiān)測，但是假陰性率高［11］。

2． MEPs 通過刺激運動皮層，經(jīng)皮質(zhì)脊髓束向下傳導(dǎo)，在骨骼肌上記錄電信號，用于監(jiān)測脊髓前角運動傳導(dǎo)功能的完整性［12］。 將刺激電極置于大腦運動皮層區(qū)域，給予一系列單個高電壓、短持續(xù)時間的電信號，經(jīng)皮質(zhì)脊髓束向下傳導(dǎo)，激活上肢和下肢肌肉群，在相應(yīng)肌群記錄到復(fù)合肌肉動作電位，從而測試整個運動通路是否完整。 目前對于MEP 的預(yù)警標準還沒有統(tǒng)一定論，通常采用以下兩種方法： ①全或無標準，即從基線記錄中完全丟失MEP 信號表示陽性脊髓損傷，應(yīng)用最廣泛； ②波幅標準，即與基線相比波幅下降超過75%視為陽性［13］。 Schwartz 等［14］已經(jīng)證明MEPs 對脊髓損傷非常敏感，在SSEPs 改變前平均5 min 監(jiān)測到損傷。 MEPs 敏感性高，但更易受麻醉、血壓、體溫等影響，假陽性率也高。

3． fEMG 主要用于監(jiān)測神經(jīng)根功能。 脊神經(jīng)根包含運動傳導(dǎo)通路，這些通路支配不同的肌肉群。 將記錄電極置于相應(yīng)神經(jīng)根支配的肌肉，不需要刺激，正常信號應(yīng)該是直線的靜息波形，當這些通路因手術(shù)操作刺激或通過外部電刺激激活時，可導(dǎo)致支配的相應(yīng)肌肉活動，產(chǎn)生神經(jīng)張力性放電，記錄電極接收到信號。如果出現(xiàn)任何形式的肌電反應(yīng)，均提示神經(jīng)根受到一定的激惹或損傷，連續(xù)肌電反應(yīng)的出現(xiàn)則往往與神經(jīng)根受到持續(xù)的牽拉或者壓迫有關(guān)，是暫時且可逆的，典型的高頻放電可能與真正的損傷有關(guān)［15］。

4． tEMG 同樣用于監(jiān)測神經(jīng)根功能。 置釘后將刺激電極的陽極連接于椎弓根釘上，陰極置于附近肌肉。陽極給予低電流刺激，正常信號也是直線的靜息波形，如果椎弓根釘接觸或靠近1 個神經(jīng)根，則肌肉上記錄到復(fù)合電位信號，提示有神經(jīng)根損傷的可能性，應(yīng)對釘?shù)肋M行探查或者重新定位［16］。

三、影響術(shù)中神經(jīng)電生理監(jiān)測結(jié)果的相關(guān)因素

造成術(shù)中神經(jīng)電生理監(jiān)測信號丟失的原因是多方面的，必須系統(tǒng)地排除各種可能的因素，以便有針對性地找出信號丟失的原因，及時糾正并采取預(yù)防措施。

（一）技術(shù)因素和機器干擾

技術(shù)因素包括電極脫落、移位或斷裂，刺激器失靈、導(dǎo)線連接錯誤等，監(jiān)測開始時應(yīng)首先排查是否有技術(shù)性錯誤。 手術(shù)床、電刀、超聲骨刀等機器均會對監(jiān)測信號造成電磁干擾，可常規(guī)連接地線以減少上述干擾［17］。

（二）病理生理因素

低血壓、低體溫、局部脊髓缺血等對監(jiān)測信號有明顯影響，甚至可能造成神經(jīng)系統(tǒng)功能損傷。 Stephe等［18］認為監(jiān)測信號的雙側(cè)改變與脊髓灌注不足有關(guān)，通過釋放矯正程度或通過增加血壓和（或）通過輸血逆轉(zhuǎn)低血容量來恢復(fù)局部灌注，可成功解決所有患者的這些變化。 低體溫通過改變神經(jīng)去極化模式改變電信號，包括增加動作電位持續(xù)時間、降低傳導(dǎo)速度等，從而增加潛伏期。 有研究表明體溫每下降1℃，潛伏期延長0．4 ～1．5 ms［19］。 術(shù)中維持穩(wěn)定的血壓和體溫有助于監(jiān)測的順利進行。

（三）麻醉因素

監(jiān)測成功與否很大程度上取決于麻醉藥物的使用，兒童神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育不完善，更加容易受麻醉藥物影響。 吸入性麻醉劑通過抑制大腦皮層興奮性，明顯抑制MEPs 和EMG 波幅，因此兒童脊柱手術(shù)中宜盡量使用全靜脈麻醉。 除氯胺酮外，幾乎所有的靜脈麻醉劑都會抑制神經(jīng)突觸功能，因此術(shù)中僅在插管后使用肌松劑，之后用復(fù)合麻醉方式維持最佳麻醉狀態(tài)，又不至于影響誘發(fā)電位波幅，從而避免假陽性的發(fā)生［20］。

四、不同手術(shù)部位及手術(shù)方法對監(jiān)測方案的選擇

術(shù)中神經(jīng)電生理監(jiān)測的目的是根據(jù)神經(jīng)結(jié)構(gòu)的功能基礎(chǔ)對其進行定位和監(jiān)測，并最終保持其結(jié)構(gòu)的完整性。 在兒童脊柱矯形手術(shù)中，有可能損傷脊髓、神經(jīng)根、腰叢或相關(guān)的血管供應(yīng)，但是不同術(shù)式損傷的機制和概率不同，應(yīng)結(jié)合每種監(jiān)測方法獨特的優(yōu)缺點，根據(jù)患兒病情選擇監(jiān)測方案。

（一）不同部位的手術(shù)選擇不同的監(jiān)測方案

1． 頸椎手術(shù)的監(jiān)測方案。 兒童頸椎在解剖、生物力學(xué)、病種和治療選擇方面與胸腰段有明顯差異，它有較小的解剖結(jié)構(gòu)和較多的軟骨［21］。 術(shù)中并發(fā)癥包括前或后入路椎動脈損傷、脊髓損傷、神經(jīng)根損傷等。 因此，術(shù)中需要全面的神經(jīng)電生理監(jiān)測。

術(shù)中神經(jīng)電生理監(jiān)測應(yīng)重點關(guān)注上肢神經(jīng)電生理信號，下肢作為對照。 上肢SSEPs 選取正中神經(jīng)和尺神經(jīng)進行刺激，下肢選取脛后神經(jīng)、大腦皮層記錄信號；上肢MEPs 主要以三角肌、肱二頭肌、肱三頭肌、大小魚際肌為記錄點，下肢記錄足底肌肉電信號；同時根據(jù)不同節(jié)段頸神經(jīng)根所支配的上肢各個肌肉監(jiān)測fEMG，不論脊髓還是神經(jīng)根損傷，都能及早發(fā)現(xiàn)。 值得注意的是，兒童頸椎相對不穩(wěn)定，且手術(shù)多在牽引下實施，故應(yīng)在插管后立即建立適當?shù)幕€，翻轉(zhuǎn)體位后重新建立基線，避免因翻身、牽引導(dǎo)致脊髓損傷［22］。

2． 胸椎手術(shù)監(jiān)測方案。 在胸部手術(shù)中，脊髓保護更為重要，椎弓根螺釘從后向前放置，如果偏離內(nèi)側(cè)，有可能直接損傷脊髓，節(jié)段性胸動脈結(jié)扎容易造成缺血性脊髓功能障礙，因此保持脊髓完整性顯然至關(guān)重要［23］。 選取雙側(cè)正中神經(jīng)、脛后神經(jīng)進行刺激獲得SSEPs 波形，選取雙側(cè)魚際肌、脛前肌、足底肌作為MEPs記錄點，同時實時監(jiān)測魚際肌、脛前肌、足底肌的fEMG。 綜合使用上下肢SSEPs 和MEPs 對脊髓功能的全面評估具有重要價值，EMG 作為輔助監(jiān)測手段。

3． 腰骶椎手術(shù)監(jiān)測方案。 新生兒脊髓下端平第3 腰椎（lumbar 3，L3），隨著生長發(fā)育，脊髓下端逐漸短于脊柱，至成人脊髓下端平第1 腰椎椎體下緣。 因此，兒童脊柱手術(shù)中，固定節(jié)段在第2 腰椎以上者手術(shù)監(jiān)測方案與胸椎手術(shù)一致，以SSEPs、MEPs 為主，結(jié)合fEMG。 第2 腰椎以下者，椎弓根釘難以直接損傷脊髓，以EMG 和SSEPs 為主，輔以MEPs。

在腰骶部脊柱手術(shù)中，由于只有鞘膜囊和神經(jīng)根位于脊髓圓錐以下，所以神經(jīng)功能保護的重點轉(zhuǎn)移到神經(jīng)根層面。 在這種情況下，EMG 結(jié)合SSEPs 是最佳監(jiān)測方法。 2004 年，Gunnarsson 等［24］分析了在腰椎手術(shù)中使用多模式監(jiān)測術(shù)后運動障礙的敏感性和特異性，結(jié)果表明，EMG 的敏感性為100%，特異性為23．7%；SSEPs 的敏感性為28．6%，特異性為94．7%。 同時使用EMG 和SSEPs 可以預(yù)防腰骶椎手術(shù)中神經(jīng)根損傷。

不同的神經(jīng)根支配不同的肌肉，如L2-L3 支配髂腰肌、L3-L4 支配股四頭肌、L4-L5 支配脛前肌、L5-S1 支配足背屈肌、S1-S2 支配腓腸肌、S2-S3 支配足底肌。 應(yīng)根據(jù)相應(yīng)手術(shù)節(jié)段選取不同的肌肉記錄fEMG 信號；為確保置釘安全性，可在每個椎弓根釘置入后進行tEMG 監(jiān)測，如有異常電信號則及時調(diào)整；SSEPs 選取脛后神經(jīng)進行刺激，雙側(cè)正中神經(jīng)作對照；監(jiān)測雙下肢MEPs，同樣根據(jù)相應(yīng)節(jié)段神經(jīng)根支配的肌肉進行記錄。

（二）不同手術(shù)方式選擇不同的監(jiān)測方案

在矯正脊柱畸形手術(shù)中，脊髓最容易受到損傷并導(dǎo)致功能障礙。 在置釘過程中，椎弓根螺釘位置如果偏離內(nèi)側(cè)破入椎管，有可能損傷脊髓或馬尾，如果放置太高或太低，有可能損傷神經(jīng)根。 截骨時，脊髓可能受到牽拉、壓迫，或脊髓供血血管受到損傷導(dǎo)致脊髓缺血和梗死。 有研究表明MEPs 記錄對監(jiān)測脊髓缺血最有效，對脊髓缺血的敏感性最高［25］。 在脊柱矯形過程中，尤其在脊柱后凸、僵硬性脊柱側(cè)凸、先天性脊柱側(cè)凸、神經(jīng)肌肉性脊柱側(cè)凸以及前后路聯(lián)合手術(shù)的患者，脊髓旋轉(zhuǎn)、分離、彎曲、壓縮和平移這些操作常常同時進行，故神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥發(fā)生率較高［26］。 因此，針對不同的手術(shù)方式、不同的操作步驟，監(jiān)測的重點也不一樣，需要綜合考慮各方面因素。 例如對于低年齡、半椎體完全分節(jié)的先天性脊柱側(cè)凸常采用半椎體切除、短節(jié)段融合固定手術(shù)，在半椎體切除過程中失血量多、損傷脊髓概率大；對于早發(fā)性脊柱側(cè)凸多采用生長棒技術(shù)，撐開過程會對脊髓造成不同程度的牽拉，此類手術(shù)應(yīng)重點監(jiān)測脊髓完整性，即上下肢SSEPs、MEPs，結(jié)合EMG。 特別在行椎體切除術(shù)的過程中，失血量、手術(shù)時間和神經(jīng)系統(tǒng)風險都會明顯增加，聯(lián)合應(yīng)用多模式監(jiān)測是必不可少的。 應(yīng)同時結(jié)合不同的手術(shù)節(jié)段，制定一個最佳的監(jiān)測方案。

五、兒童脊柱手術(shù)中監(jiān)測遇到的問題及解決辦法

兒童脊柱手術(shù)中神經(jīng)電生理監(jiān)測與成人不同，不能完全按照成人標準進行，例如，低年齡兒童（ ＜3 歲）難以產(chǎn)生誘發(fā)電位波形，MEPs 監(jiān)測尤其明顯，年齡越小監(jiān)測的失敗率越高。 這可能與兒童神經(jīng)系統(tǒng)還未發(fā)育完善，無法較好建立信號傳遞通路有關(guān)。 對于此類患兒可適當增大刺激量，避免麻醉過深，對波形引出有一定的幫助。 其次，研究表明吸入性醚控制在0．5 MAC 以下，不會對誘發(fā)電位產(chǎn)生影響，兒童對麻醉藥物敏感，無論是吸入麻醉還是肌松藥，都會對波幅產(chǎn)生明顯抑制作用，因此在脊柱手術(shù)中，及時和麻醉醫(yī)師溝通，盡量全程避免吸入麻醉，肌松藥僅在麻醉誘導(dǎo)時使用，減少影響因素可明顯提高監(jiān)測成功率。 此外，在脊柱手術(shù)的關(guān)鍵步驟，如截骨、矯形時，經(jīng)常出現(xiàn)MEPs 丟失現(xiàn)象，此時應(yīng)及時提醒手術(shù)醫(yī)生停止或調(diào)整操作，盡量避免發(fā)生神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥。 截骨時會造成局部或全身缺血，引起脊髓一過性缺血損害，矯形時，對脊髓有直接的牽拉、壓迫，也會出現(xiàn)功能性損傷，MEP 對此類損傷敏感，容易波動，這些損傷通常是可逆的。

用于逆轉(zhuǎn)脊髓監(jiān)測變化并最終保護脊髓功能的方法包括減少矯正程度、移除或調(diào)整內(nèi)固定器械、增加血壓或血容量以及使用類固醇，但手術(shù)中仍應(yīng)注意精細操作，減少出血，并在可控范圍內(nèi)矯形。 臨床工作中會不斷遇到新問題，需要不斷摸索和積累經(jīng)驗，才能為術(shù)者提供準確的參考意見。

總之，多模式神經(jīng)電生理監(jiān)測對兒童脊柱矯形手術(shù)中神經(jīng)損傷的預(yù)防具有重要價值，單獨的神經(jīng)監(jiān)測模式或缺乏了解地使用多模式神經(jīng)監(jiān)測都是不可取的。 對包括SSEPs、MEPs、EMG 在內(nèi)的各種模式的全面了解，為預(yù)防針對特定脊柱水平的神經(jīng)損傷提供了一個具有高度敏感性和特異性的診斷組合。 隨著手術(shù)水平的提高，對神經(jīng)電生理監(jiān)測人員也提出了更高的要求，監(jiān)測人員應(yīng)當熟悉整個手術(shù)中采用的手術(shù)步驟和具體操作，提前預(yù)測何時可能發(fā)生何種變化，及時識別和糾正陽性事件與手術(shù)操作的相關(guān)性。 除此以外，監(jiān)測人員、手術(shù)醫(yī)生和麻醉師應(yīng)該有良好的溝通合作，以便準確地解釋監(jiān)測事件。 一種跨學(xué)科的術(shù)中監(jiān)測方法有助于優(yōu)化該技術(shù)在預(yù)防神經(jīng)損傷方面的應(yīng)用，并已成為國內(nèi)外公認的發(fā)展趨勢。