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神经外科

神经外科手术中运动诱发电位监测及其影响因素的研究进展

作者:佚名 来源:中国临床神经科学 日期:2020-05-31
导读

         自1954年,Patton和Amassion等在猴颈髓部首次记录到运动诱发电位(motorevokedpotential,MEP)以来,经过数代研究人员的不断改良,MEP监测已被广泛应用于脑运动区肿瘤手术、脊髓髓内肿瘤手术、脊柱畸形手术、后颅窝肿瘤手术、颅内动脉瘤手术。 神经外科医生通过术中MEP监测能实时、全面了解从皮质至脊髓以及周围神经肌肉通路的功能完整性,及时定位和明确肿瘤与脑神经的位置关

关键字:  神经外科手术 

        自1954年,Patton和Amassion等在猴颈髓部首次记录到运动诱发电位(motorevokedpotential,MEP)以来,经过数代研究人员的不断改良,MEP监测已被广泛应用于脑运动区肿瘤手术、脊髓髓内肿瘤手术、脊柱畸形手术、后颅窝肿瘤手术、颅内动脉瘤手术。

        神经外科医生通过术中MEP监测能实时、全面了解从皮质至脊髓以及周围神经肌肉通路的功能完整性,及时定位和明确肿瘤与脑神经的位置关系,在确保运动功能的前提下,最大限度地切除颅内病灶。目前,术中MEP监测已成为现代神经外科手术中重要的神经功能监测手段。

1.MEP分类和术中应用

        MEP是指用磁或者电刺激大脑运动皮质产生的下行电信号,通过皮质脊髓束,在脊髓、周围神经或靶肌肉上进行记录的神经电生理检查方法,以检测运动神经通路的整体同步性和完整性。MEP根据刺激方式的区别,分为磁或电刺激MEP;根据刺激位置的不同,分为经颅刺激MEP、直接皮质或皮质下刺激MEP;根据记录部位的差异,分为脊髓上记录的脊髓神经元动作电位信号(D波和I波)、周围神经上记录的MEP和靶肌肉上记录的MEP。

        通常,MEP与体感诱发电位(somatosensoryevokedpotential,SSEP)联合用于神经外科手术的术中监测。前者反映上行感觉通路,后者监测下行运动通路,两者互为补充。与SSEP相比,MEP监测在脑血管手术中对皮质、皮质下缺血方面更为敏感。在毗邻运动皮质、语言皮质的颅内手术中,直接电刺激MEP用于定位语言/运动功能区,与功能神经导航技术的联合应用进一步提高了神经功能定位的成功率。癫是直接电刺激MEP监测的主要并发症,及时使用冷0.9%氯化钠溶液冲洗刺激部位一般能得到有效控制。经颅刺激MEP监测时,颅内电流水平远低于直接电刺激的电流水平,故癫发生率较低。在术野皮质暴露前或硬膜缝合后,术者仍可使用经颅刺激MEP监测运动神经通路的完整性。

2.MEP的影响因素

        现有研究证实,手术中的多种因素可影响MEP监测结果的准确性,包括:麻醉药物、机械通气、血流动力学和体温的改变等。合理选择麻醉用药、术中保温、维持血流动力学稳定、避免过度通气或通气不足等措施有助于术中MEP的精准监测。

        2.1麻醉药物

        大量研究证实,临床常用的麻醉药物对MEP均具有不同程度的抑制作用。其中,卤族类吸入性麻醉药和肌肉松弛药对术中MEP监测影响最为显著。因此,需要行术中MEP监测的神经外科麻醉中,丙泊酚与瑞芬太尼联合的全凭静脉麻醉仍是主要的麻醉方法;术中肌松监测的使用可有效排除肌肉松弛药对MEP波形的干扰。

        2.1.1吸入性麻醉药

        2.1.1.1卤族类吸入性麻醉药

        临床研究证实,卤族类吸入性麻醉药(如:氟烷、异氟烷、七氟烷、地氟烷等)可抑制皮质和皮质下MEP的波幅和潜伏期,且呈剂量、时间依赖性。当浓度达到1.0最低肺泡有效浓度(minimumalveolarconcentration,MAC)时,所有卤族类吸入麻醉药均能显著降低MEP的波幅;浓度为0.5MAC时,氟烷对MEP的抑制作用小于异氟烷和七氟烷,可能与氟烷对神经-肌肉的阻滞程度较低有关。

        另有研究发现,地氟烷对MEP的抑制作用小于七氟烷。研究发现,维持七氟烷在0.5~1.0MAC时,采用多脉冲高频电刺激技术可在拇短展肌和拇展肌上获得较稳定的经颅刺激MEP波形。

        2.1.1.2氧化亚氮

        与卤族类吸入性麻醉药比较,氧化亚氮对MEP的影响较小,可轻度抑制MEP的波幅和潜伏期,呈剂量依赖性。氧化亚氮与丙泊酚、芬太尼具有协同作用,联合用药时可显著抑制MEP的波幅。

        2.1.2静脉麻醉药

        2.1.2.1丙泊酚

        研究发现,丙泊酚可增强γ-氨基丁酸介导的皮质中间神经元的抑制性作用,通过抑制皮质的兴奋性降低MEP的波幅和延长潜伏期,其抑制作用呈剂量相关性。丙泊酚也可通过抑制脊髓灰质水平的α运动神经元,起到MEP的抑制作用。神经外科手术中,在维持脑电双频指数(BIS)于45~60的前提下,丙泊酚全凭静脉麻醉较七氟烷麻醉对MEP抑制作用更小。

        2.1.2.2依托咪酯

        依托咪酯对脑干和脊髓等皮质中枢没有抑制作用,不抑制运动神经系统的兴奋性,因而对MEP监测无影响。动物研究发现,即使在依托咪酯诱导的深麻醉状态下(脑电图显示为爆发性抑制状态),仍可记录到MEP波形。Sloan等研究发现,单次注射依托咪酯0.1mg·kg-1,20min后MEP波幅增加,潜伏期无明显改变;随着剂量不断增加,依托咪酯对MEP波幅产生轻度抑制。

        2.1.2.3氯胺酮

        氯胺酮对MEP的作用仍不明确。在一项纳入34例12~16岁行脊柱侧弯矫形术患儿的随机对照研究中,研究人员将患儿分为氯胺酮组(初始剂量0.5mg·kg-1后,持续静脉输注4μg·kg-1·min-1)和对照组(等量0.9%氯化钠注射液)。结果显示,在获得MEP最大波幅所需的最小刺激电压方面,两组间差异无统计学意义,结果提示小剂量氯胺酮输注对MEP波幅无影响。然而,Furutani等和Erb等分别在个案报道中提出,氯胺酮静脉输注后显著降低或增大MEP波幅。上述研究结果的不一致性尚缺乏合理的解释。

        2.1.2.4右美托咪定

        右美托咪定作为新型的高选择性α2肾上腺素能受体激动剂,具有镇静、镇痛和抗焦虑等作用。在丙泊酚-瑞芬太尼全凭静脉麻醉时,右美托咪定对MEP波幅的抑制作用呈显著剂量相关性;右美托咪定血浆浓度达到0.6~0.8ng·mL-1时,MEP波幅显著下降,潜伏期无影响。

        2.1.2.5其他

        硫喷妥钠可剂量依赖性地降低MEP波幅,静脉注射硫喷妥钠4~9mg·kg-1时,MEP波形完全消失。静脉注射咪达唑仑数分钟后,可引起MEP波幅下降,对潜伏期不产生明显改变。

        2.2阿片类镇痛药

        阿片类镇痛药可轻度抑制MEP,使MEP波幅下降,延长潜伏期。其作用机制为抑制脊髓中间神经元。临床常用的阿片类药物对MEP抑制作用大小依次为:芬太尼>阿芬太尼>舒芬太尼>瑞芬太尼。瑞芬太尼持续静脉输注对MEP的影响可忽略不计,已被常规用于需要MEP监测的神经外科麻醉。

        2.3肌肉松弛药

        肌肉松弛药(罗库溴铵、阿曲库铵、顺式阿曲库铵,等)能阻断神经-肌肉接头处的运动传导通路,故此类药物可显著抑制MEP的波幅。4个成串刺激(train-of-fourstimulation,TOF)监测可反映肌肉松弛药的起效和消除情况。既往研究中,于左耳前采用超强刺激(刺激强度20mA,脉宽0.2ms)面神经,可记录到稳定的眼轮匝肌复合肌肉动作电位;当TOF为2、3、4时,该MEP波幅变化与无肌松状态之间差异无统计学意义。

        此外,设置MEP刺激参数为电压300V、频率1000Hz、持续时间75μs和脉冲数为6个/串,进行不同神经-肌肉阻滞程度下的MEP监测。结果显示,TOF为0~4时,均可记录到MEP波幅,但随神经-肌肉阻滞程度的加深,MEP波幅呈显著降低趋势;TOF为1时可记录到稳定且波幅较大的MEP波形,可避免刺激时意外体动的同时保证术中MEP监测的连续性及准确性。因此,麻醉医生必须在肌松监测指导下进行MEP监测。

3.血流动力学

        研究报道,在脊柱侧弯矫形术中,低血压、大量失血、急性血液稀释技术或控制性降压技术等均可降低脊髓的血流灌注,从而显著降低MEP波幅和延长潜伏期。行术中MEP监测时,麻醉医生可通过输液、输血、升压等措施改善MEP波形,谨慎使用急性血液稀释和控制性降压技术。

4.机械通气

        术中机械通气可通过改变血液中的二氧化碳分压影响MEP。研究发现,过度通气导致的低碳酸血症可在神经-肌肉传递中抑制MEP;通气不足导致的高碳酸血症可抑制皮质和脊髓前角细胞的兴奋性以及外周神经-肌肉的传递作用。

5.体温

        体温越低对MEP影响越大。低体温期间,MEP潜伏期呈线性增加,同时伴有波幅的显著下降。

6.问题和展望

        术中MEP监测已被广泛用于神经外科手术领域,能协助术者准确定位语言或运动功能区,判断肿瘤与脑神经的位置关系,并及时警示术者避免破坏神经运动通路的危险操作。大量研究证实,术中辅以MEP监测可早期预测神经外科手术患者的预后,并降低其术后运动功能障碍的发生率。然而,能否实现术中MEP的精准监测仍存在以下问题。

        6.1麻醉方案的优化

        全身麻醉药对MEP具有不同程度的抑制作用,在提供手术患者催眠镇静、无痛、制动的同时,不可避免地干扰了MEP的精准监测。尽管在超强刺激(刺激电压200~300V)下,可获得较为稳定的MEP波形,但可显著增加术中体动、口唇咬伤、肌肉疼痛等不良事件的发生率。手术团队亦可尝试“术中唤醒”经颅刺激MEP技术判断脊柱/脊髓手术、运动功能区肿瘤切除术中有无运动通路损伤的发生,但是手术团队的经验和默契度、手术部位的复杂性(桥小脑角、脑干,等)、患者的配合度(儿童、老年人或文化程度较低者)等限制了该项技术的应用普及。

        研究发现,利多卡因、氯胺酮、依托咪酯等可减少术中丙泊酚和阿片类药物的使用剂量,减少后者对MEP的抑制作用。目前,如何在最小刺激电压下获得稳定MEP数据的全身麻醉药优化方案尚未建立,亟需进一步探索和完善。

        6.2术中MEP预警值的确定

        Kobayashi等开展了一项前瞻性多中心研究,通过分析959例脊柱/脊髓手术中MEP数据和术后神经功能障碍的发生率,提出将MEP波幅下降70%作为脊柱/脊髓手术中经颅电刺激MEP监测的预警值。该预警值是否适用于颅内手术,亦或能否适用于儿童手术,还有待于进一步研究证实。

        6.3控制性降压、急性血液稀释技术的合理使用

        这些技术常被用于脊柱/脊髓手术、血供丰富的颅内肿瘤切除术。然而,血压、红细胞比容的下降对MEP具有抑制作用。术中MEP监测时,控制性降压、血液稀释的合理范围尚未达到共识。

7.总结

        总之,MEP监测是神经外科手术中有效的神经电生理监测手段之一。术前麻醉医生、外科医生和电生理医生之间的充分沟通是实现术中神经电生理精准监测的关键。围手术期管理的优化方案还急需更多的大样本量的临床研究进行深入的探索和分析。

        来源:姚越,余琼,梁伟民.神经外科手术中运动诱发电位监测及其影响因素的研究进展[J].中国临床神经科学,2020,28(01):110-114.

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