神經外科

神經外科手術中運動誘發電位監測及其影響因素的研究進展

作者:佚名 來源:中國臨床神經科學 日期:2020-05-31
導讀

         自1954年,Patton和Amassion等在猴頸髓部首次記錄到運動誘發電位(motorevokedpotential,MEP)以來,經過數代研究人員的不斷改良,MEP監測已被廣泛應用於腦運動區腫瘤手術、脊髓髓內腫瘤手術、脊柱畸形手術、後顱窩腫瘤手術、顱內動脈瘤手術。 神經外科醫生通過術中MEP監測能實時、全麵了解從皮質至脊髓以及周圍神經肌肉通路的功能完整性,及時定位和明確腫瘤與腦神經的位置關

關鍵字:  神經外科手術 

        自1954年,Patton和Amassion等在猴頸髓部首次記錄到運動誘發電位(motorevokedpotential,MEP)以來,經過數代研究人員的不斷改良,MEP監測已被廣泛應用於腦運動區腫瘤手術、脊髓髓內腫瘤手術、脊柱畸形手術、後顱窩腫瘤手術、顱內動脈瘤手術。

        神經外科醫生通過術中MEP監測能實時、全麵了解從皮質至脊髓以及周圍神經肌肉通路的功能完整性,及時定位和明確腫瘤與腦神經的位置關係,在確保運動功能的前提下,最大限度地切除顱內病灶。目前,術中MEP監測已成為現代神經外科手術中重要的神經功能監測手段。

1.MEP分類和術中應用

        MEP是指用磁或者電刺激大腦運動皮質產生的下行電信號,通過皮質脊髓束,在脊髓、周圍神經或靶肌肉上進行記錄的神經電生理檢查方法,以檢測運動神經通路的整體同步性和完整性。MEP根據刺激方式的區別,分為磁或電刺激MEP;根據刺激位置的不同,分為經顱刺激MEP、直接皮質或皮質下刺激MEP;根據記錄部位的差異,分為脊髓上記錄的脊髓神經元動作電位信號(D波和I波)、周圍神經上記錄的MEP和靶肌肉上記錄的MEP。

        通常,MEP與體感誘發電位(somatosensoryevokedpotential,SSEP)聯合用於神經外科手術的術中監測。前者反映上行感覺通路,後者監測下行運動通路,兩者互為補充。與SSEP相比,MEP監測在腦血管手術中對皮質、皮質下缺血方麵更為敏感。在毗鄰運動皮質、語言皮質的顱內手術中,直接電刺激MEP用於定位語言/運動功能區,與功能神經導航技術的聯合應用進一步提高了神經功能定位的成功率。癲是直接電刺激MEP監測的主要並發症,及時使用冷0.9%氯化鈉溶液衝洗刺激部位一般能得到有效控製。經顱刺激MEP監測時,顱內電流水平遠低於直接電刺激的電流水平,故癲發生率較低。在術野皮質暴露前或硬膜縫合後,術者仍可使用經顱刺激MEP監測運動神經通路的完整性。

2.MEP的影響因素

        現有研究證實,手術中的多種因素可影響MEP監測結果的準確性,包括:麻醉藥物、機械通氣、血流動力學和體溫的改變等。合理選擇麻醉用藥、術中保溫、維持血流動力學穩定、避免過度通氣或通氣不足等措施有助於術中MEP的精準監測。

        2.1麻醉藥物

        大量研究證實,臨床常用的麻醉藥物對MEP均具有不同程度的抑製作用。其中,鹵族類吸入性麻醉藥和肌肉鬆弛藥對術中MEP監測影響最為顯著。因此,需要行術中MEP監測的神經外科麻醉中,丙泊酚與瑞芬太尼聯合的全憑靜脈麻醉仍是主要的麻醉方法;術中肌鬆監測的使用可有效排除肌肉鬆弛藥對MEP波形的幹擾。

        2.1.1吸入性麻醉藥

        2.1.1.1鹵族類吸入性麻醉藥

        臨床研究證實,鹵族類吸入性麻醉藥(如:氟烷、異氟烷、七氟烷、地氟烷等)可抑製皮質和皮質下MEP的波幅和潛伏期,且呈劑量、時間依賴性。當濃度達到1.0最低肺泡有效濃度(minimumalveolarconcentration,MAC)時,所有鹵族類吸入麻醉藥均能顯著降低MEP的波幅;濃度為0.5MAC時,氟烷對MEP的抑製作用小於異氟烷和七氟烷,可能與氟烷對神經-肌肉的阻滯程度較低有關。

        另有研究發現,地氟烷對MEP的抑製作用小於七氟烷。研究發現,維持七氟烷在0.5~1.0MAC時,采用多脈衝高頻電刺激技術可在拇短展肌和拇展肌上獲得較穩定的經顱刺激MEP波形。

        2.1.1.2氧化亞氮

        與鹵族類吸入性麻醉藥比較,氧化亞氮對MEP的影響較小,可輕度抑製MEP的波幅和潛伏期,呈劑量依賴性。氧化亞氮與丙泊酚、芬太尼具有協同作用,聯合用藥時可顯著抑製MEP的波幅。

        2.1.2靜脈麻醉藥

        2.1.2.1丙泊酚

        研究發現,丙泊酚可增強γ-氨基丁酸介導的皮質中間神經元的抑製性作用,通過抑製皮質的興奮性降低MEP的波幅和延長潛伏期,其抑製作用呈劑量相關性。丙泊酚也可通過抑製脊髓灰質水平的α運動神經元,起到MEP的抑製作用。神經外科手術中,在維持腦電雙頻指數(BIS)於45~60的前提下,丙泊酚全憑靜脈麻醉較七氟烷麻醉對MEP抑製作用更小。

        2.1.2.2依托咪酯

        依托咪酯對腦幹和脊髓等皮質中樞沒有抑製作用,不抑製運動神經係統的興奮性,因而對MEP監測無影響。動物研究發現,即使在依托咪酯誘導的深麻醉狀態下(腦電圖顯示為爆發性抑製狀態),仍可記錄到MEP波形。Sloan等研究發現,單次注射依托咪酯0.1mg·kg-1,20min後MEP波幅增加,潛伏期無明顯改變;隨著劑量不斷增加,依托咪酯對MEP波幅產生輕度抑製。

        2.1.2.3氯胺酮

        氯胺酮對MEP的作用仍不明確。在一項納入34例12~16歲行脊柱側彎矯形術患兒的隨機對照研究中,研究人員將患兒分為氯胺酮組(初始劑量0.5mg·kg-1後,持續靜脈輸注4μg·kg-1·min-1)和對照組(等量0.9%氯化鈉注射液)。結果顯示,在獲得MEP最大波幅所需的最小刺激電壓方麵,兩組間差異無統計學意義,結果提示小劑量氯胺酮輸注對MEP波幅無影響。然而,Furutani等和Erb等分別在個案報道中提出,氯胺酮靜脈輸注後顯著降低或增大MEP波幅。上述研究結果的不一致性尚缺乏合理的解釋。

        2.1.2.4右美托咪定

        右美托咪定作為新型的高選擇性α2腎上腺素能受體激動劑,具有鎮靜、鎮痛和抗焦慮等作用。在丙泊酚-瑞芬太尼全憑靜脈麻醉時,右美托咪定對MEP波幅的抑製作用呈顯著劑量相關性;右美托咪定血漿濃度達到0.6~0.8ng·mL-1時,MEP波幅顯著下降,潛伏期無影響。

        2.1.2.5其他

        硫噴妥鈉可劑量依賴性地降低MEP波幅,靜脈注射硫噴妥鈉4~9mg·kg-1時,MEP波形完全消失。靜脈注射咪達唑侖數分鍾後,可引起MEP波幅下降,對潛伏期不產生明顯改變。

        2.2阿片類鎮痛藥

        阿片類鎮痛藥可輕度抑製MEP,使MEP波幅下降,延長潛伏期。其作用機製為抑製脊髓中間神經元。臨床常用的阿片類藥物對MEP抑製作用大小依次為:芬太尼>阿芬太尼>舒芬太尼>瑞芬太尼。瑞芬太尼持續靜脈輸注對MEP的影響可忽略不計,已被常規用於需要MEP監測的神經外科麻醉。

        2.3肌肉鬆弛藥

        肌肉鬆弛藥(羅庫溴銨、阿曲庫銨、順式阿曲庫銨,等)能阻斷神經-肌肉接頭處的運動傳導通路,故此類藥物可顯著抑製MEP的波幅。4個成串刺激(train-of-fourstimulation,TOF)監測可反映肌肉鬆弛藥的起效和消除情況。既往研究中,於左耳前采用超強刺激(刺激強度20mA,脈寬0.2ms)麵神經,可記錄到穩定的眼輪匝肌複合肌肉動作電位;當TOF為2、3、4時,該MEP波幅變化與無肌鬆狀態之間差異無統計學意義。

        此外,設置MEP刺激參數為電壓300V、頻率1000Hz、持續時間75μs和脈衝數為6個/串,進行不同神經-肌肉阻滯程度下的MEP監測。結果顯示,TOF為0~4時,均可記錄到MEP波幅,但隨神經-肌肉阻滯程度的加深,MEP波幅呈顯著降低趨勢;TOF為1時可記錄到穩定且波幅較大的MEP波形,可避免刺激時意外體動的同時保證術中MEP監測的連續性及準確性。因此,麻醉醫生必須在肌鬆監測指導下進行MEP監測。

3.血流動力學

        研究報道,在脊柱側彎矯形術中,低血壓、大量失血、急性血液稀釋技術或控製性降壓技術等均可降低脊髓的血流灌注,從而顯著降低MEP波幅和延長潛伏期。行術中MEP監測時,麻醉醫生可通過輸液、輸血、升壓等措施改善MEP波形,謹慎使用急性血液稀釋和控製性降壓技術。

4.機械通氣

        術中機械通氣可通過改變血液中的二氧化碳分壓影響MEP。研究發現,過度通氣導致的低碳酸血症可在神經-肌肉傳遞中抑製MEP;通氣不足導致的高碳酸血症可抑製皮質和脊髓前角細胞的興奮性以及外周神經-肌肉的傳遞作用。

5.體溫

        體溫越低對MEP影響越大。低體溫期間,MEP潛伏期呈線性增加,同時伴有波幅的顯著下降。

6.問題和展望

        術中MEP監測已被廣泛用於神經外科手術領域,能協助術者準確定位語言或運動功能區,判斷腫瘤與腦神經的位置關係,並及時警示術者避免破壞神經運動通路的危險操作。大量研究證實,術中輔以MEP監測可早期預測神經外科手術患者的預後,並降低其術後運動功能障礙的發生率。然而,能否實現術中MEP的精準監測仍存在以下問題。

        6.1麻醉方案的優化

        全身麻醉藥對MEP具有不同程度的抑製作用,在提供手術患者催眠鎮靜、無痛、製動的同時,不可避免地幹擾了MEP的精準監測。盡管在超強刺激(刺激電壓200~300V)下,可獲得較為穩定的MEP波形,但可顯著增加術中體動、口唇咬傷、肌肉疼痛等不良事件的發生率。手術團隊亦可嚐試“術中喚醒”經顱刺激MEP技術判斷脊柱/脊髓手術、運動功能區腫瘤切除術中有無運動通路損傷的發生,但是手術團隊的經驗和默契度、手術部位的複雜性(橋小腦角、腦幹,等)、患者的配合度(兒童、老年人或文化程度較低者)等限製了該項技術的應用普及。

        研究發現,利多卡因、氯胺酮、依托咪酯等可減少術中丙泊酚和阿片類藥物的使用劑量,減少後者對MEP的抑製作用。目前,如何在最小刺激電壓下獲得穩定MEP數據的全身麻醉藥優化方案尚未建立,亟需進一步探索和完善。

        6.2術中MEP預警值的確定

        Kobayashi等開展了一項前瞻性多中心研究,通過分析959例脊柱/脊髓手術中MEP數據和術後神經功能障礙的發生率,提出將MEP波幅下降70%作為脊柱/脊髓手術中經顱電刺激MEP監測的預警值。該預警值是否適用於顱內手術,亦或能否適用於兒童手術,還有待於進一步研究證實。

        6.3控製性降壓、急性血液稀釋技術的合理使用

        這些技術常被用於脊柱/脊髓手術、血供豐富的顱內腫瘤切除術。然而,血壓、紅細胞比容的下降對MEP具有抑製作用。術中MEP監測時,控製性降壓、血液稀釋的合理範圍尚未達到共識。

7.總結

        總之,MEP監測是神經外科手術中有效的神經電生理監測手段之一。術前麻醉醫生、外科醫生和電生理醫生之間的充分溝通是實現術中神經電生理精準監測的關鍵。圍手術期管理的優化方案還急需更多的大樣本量的臨床研究進行深入的探索和分析。

        來源:姚越,餘瓊,梁偉民.神經外科手術中運動誘發電位監測及其影響因素的研究進展[J].中國臨床神經科學,2020,28(01):110-114.

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