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术中神经电生理监测技术的应用及麻醉进展(最全版)
术中神经电生理监测(neurophysiologic intraoperative monitoring，IONM )被广泛应用于外科手术中，用于反映患者术中的神 经系统功能状态。神经外科医生、骨科医生、血管外科医生等通常依靠 IONM来指导外科手术操作，并且在术中预防神经组织发生缺血或损伤。 研究显示：IONM 使行脊柱手术的患者术后截瘫的发生率降低了 60%。
IONM 在改善了患者的预后的基础上，还能及时地帮助术者全面了解并判 断患者在麻醉状态下的神经系统功能状态，引导手术操作，从而在最大程 度上减少因手术操作不当引起的神经损伤，降低医源性神经损伤的发生 率，保证患者在围术期术中神经系统功能的完整性，并可通过改变手术操 作和麻醉管理来避免严重并发症的发生。
1.IONM 与术中唤醒试验的比较
在IONM 被广泛应用之前，外科手术中常通过短暂的术中唤醒试验 来检测患者是否发生神经系统损伤。但术中唤醒试验的作用是有限的，因 为其只能评估单一时刻的神经系统功能，不能做到实时连续评估神经系统 的功能状态，且在术中唤醒试验之后发生的神经系统损伤通常要等到手术 结束后才能被发现。
术中唤醒试验可能只揭示几个小时前发生的神经损伤，增加了神经系 统不可逆损伤的可能性。此外，术中唤醒试验也与术中出现的许多不良事 件相关，例如意外抽搐等。相反，应用IONM 对神经系统功能进行评估的 可行性和安全性都较好，例如体感诱发电位(somatosensory evoked potential，SSEP)波幅的下降达50 %~80 %时出现报警，提示神经系统 功能障碍，如果在几分钟内迅速找到引起报警的原因并及时处理，则术后 通过神经学检查所发现的神经系统并发症的发生率会大大降低。
IONM人员、麻醉医生以及外科医生团队需要密切合作，尽最大努力 使降低或消失的电生理波形恢复，这些衰退的波形是神经系统永久性损伤 的标志，会导致术后并发症的发生。目前最常用的IONM模式，包括SSEP、 运动诱发电位(motor evoked potential ，MEP )、脑电图
(electroencephalography，EEG )、肌电图 (electromyography， EMG )，上述模式在保证患者术中安全的同时，也给麻醉医生带来了巨大 的挑战。制订特定的IONM模式和麻醉管理方案将有助于产生最佳的 IONM 数据，降低麻醉因素对IONM信号的干扰，及时反映患者术中的 神经系统功能状态，使手术安全性大大提高。
2.常用的IONM 监测模式
SSEP最初应用于20世纪70年代，现在是脊柱外科手术中最常用的
IONM模式。SSEP在监测神经损伤方面具有敏感性和特异性，尤其是对
监测脊髓后索内侧丘系神经通路的完整性上，其敏感性和特异性更高。 SSEP通过一定强度和频率的电刺激刺激外周神经（正中神经、尺神经、 胫后神经和腓神经）产生电信号，沿感觉传导通路上行至大脑皮层，并通 过外置电极记录包括大脑皮层在内的整个感觉上行传导通路不同区域的 电反映。在不同的电刺激频率下，经外周电刺激所产生的多个电信号会随 着时间而被数字化、平均化，从而将SSEP成分从EEG和EMG等不需要 的其他背景生物信号噪声中区分出来。
手术开始时收集SSEP初始基线数值并在术中进行对照，以了解其在 术中波幅及潜伏期的动态变化，因为这些变化可能预示即将发生的神经损 伤。在进行脊柱外科手术时，常对患者的四肢进行常规SSEP监测，且上 肢会作为下肢的对照组。SSEP术中振幅变化通常超过其初始基线数值的 50 %和/或其潜伏期变化超过其初始基线数值的10 %时，需引起外科医生 关注，此变化很可能预示着神经系统已经发生了潜在性的损伤。尽管引起 SSEP变化的首要原因是外科手术操作不当，但低血压、低温、麻醉方法 的改变（特别是挥发性麻醉药物浓度的突然变化）或者监测技术本身的问 题都可能是引起SSEP变化的原因之一。
在单个肢体上孤立出现的SSEP改变可能只表示因摆放手术体位引起 的神经损伤，并不一定与外科手术操作有关，但必须及时处理。最近的一 项研究发现：因手术体位所导致的上肢SSEP改变的发生率为2.89%，若 在术中得以发现并及时处理，这种SSEP的改变是可逆的，并不会引起患 者术后神经功能障碍。在此项研究中，14例患者出现了因手术体位所导致 的SSEP改变，其中6例因尺神经损伤引起，8例因正中神经损伤引起。 这些SSEP改变都发生在摆放完手术体位后的10min内。对上肢进行SSEP 监测可预防因摆放手术体位而导致的尺神经损伤，因为某些手术所要求的 特殊体位易引起尺神经受压，尺神经长时间受压会引起损伤，进而导致 SSEP波形改变，该改变在患者被要求固定上肢的手术中更为常见。
SSEP监测也越来越多地被应用于神经外科的血管手术中，以反映神 经组织的灌注情况（例如动脉瘤夹放置错误时可能会引起神经组织发生缺 血，继而导致SSEP改变）。Thirumala等系统回顾了 2015名行颅内动 脉瘤手术的患者，其中一部分在术后发生了神经损伤的患者术中SSEP也 发生了相应的改变；在围术期用SSEP预测行动脉瘤夹闭术患者发生脑卒 中的特异性为84 %，但其敏感性并不高，其中仍有5.4%的患者在术后发 生了神经功能改变，但其术中SSEP波形无明显改变，这可能是因手术或 麻醉方式改变引起。
SSEP反映感觉传导通路的完整性和脊髓后柱的功能状态，可用其判 断脊髓后柱的神经损伤。但脊髓前外侧柱的损伤并不会引起SSEP的改变， 故无法用其进行评估，而脊髓前外侧柱的损伤常导致患者术后运动功能障 碍。相反地，MEP则能直接监测脊髓前外侧柱的功能，反映运动传导通路 的完整性，因此在术中有助于发现因脊髓前外侧柱受压或缺血所引起的脊 髓前外侧柱损伤。
MEP是指用电或磁刺激中枢运动神经（脑功能区或脊髓），在刺激 点下方的传出路径或效应器、肌肉记录到的电反应。刺激中枢运动神经主 要有经脊髓和经颅刺激两种方法。电刺激脊髓或运动皮质后，在外周肌肉 记录到的电位称为复合肌肉运动电位（compound muscular activity potentials CAMP ），是广泛使用的测量MEP的方法。由于麻醉药物会 抑制MEP，因此需在不同的刺激间期内进行多次的脉冲刺激来获得准确的 MEP数据。其他因素（如神经损伤、低血压或麻醉方式）的改变都会使 MEP发生相应改变。
在对低位脊髓进行手术操作时，上肢可用作下肢的对照组，从而帮助 外科医生对仅因手术操作引起的下肢MEP信号改变和因麻醉药物引起的 上肢MEP信号改变进行区分，排除麻醉因素对MEP信号的干扰，减少神
经损伤的机会，提高手术的安全性。在患者进行开颅手术或脊髓手术时， 将MEP振幅下降超过50%用作神经系统发生潜在损伤的诊断标准。
2.3EEG
EEG可反映脑灌注和麻醉深度°EEG是监测脑功能的最基本方法，是 对脑自发性生物电放大进行记录而获得的波形图，它反映了大脑皮层锥体 细胞产生的突触后电位和树突电位的整合，包括原始EEG、计算机处理后 的EEG和双频谱分析。术中进行EEG监测是一个非常有效的评估脑功能 活动的手段，给神经外科医生和麻醉医生以极大帮助°EEG信号幅值的变 化范围为10~1 W，全麻可能导致EEG频率减慢或出现爆发性抑制。 许多麻醉剂，包括苯二氮卓类药物可使。波增强。此外使用大剂量丙泊酚， 在全麻诱导时可使EEG发生抑制。由于EEG有助于对癫痫的原发灶进行 定位和清除，在癫痫手术中经常得到应用。
颈动脉内膜剥脱术(carotidend arterectomy，CEA )脑卒中的发生 率极高。Thirumala等最近研究出了用EEG预防CEA患者术后发生脑卒 中的方法，在行CEA手术期间使用EEG来监测脑血流灌注情况，从而帮 助外科医生决定是否使用颈动脉分流术来缓解脑灌注不足，但此方法在术 中能否有效预防脑卒中直到现在还未得到完全证实。该项研究发现：相比 术后未出现脑卒中的患者，术后发生脑卒中的患者在手术期间出现EEG改
变的发生率要高出6倍；此外，在围手术期中EEG诊断脑卒中的敏感性较 高，达到99 %。
尽管该项临床回顾性研究是专门针对CEA手术而言，但EEG也可以 被应用于其他神经外科手术，以预测患者术中发生脑卒中的风险°EEG的 动态改变可以帮助外科医生发现术中出现的潜在隐患，并实施相关的神经 保护措施预防术后脑血管意外的发生。
2.4EMG
SSEP不能有效地评估单个神经根的功能，因为其反映的是多个神经 根同时发生电活动的综合结果。然而，在EMG中单个神经根的损伤程度 可以通过该神经根所支配特定肌群的肌电信号来评估。EMG的信号强度 改变可能是由神经根损伤、牵拉或受冲洗液冲洗引起。在脊柱外科手术中 植入椎弓根螺钉时可参考EMG信号引导椎弓根螺钉的植入，这不仅降低 了损伤神经根的风险，而且也减少了患者受电离辐射暴露的机会。肌电信 号的“爆发”表示肌细胞发生去极化，提示支配该肌细胞的神经受到牵拉或 已发生潜在损伤。与EMG监测相关的麻醉问题主要是神经肌肉阻滞药会 通过阻止肌肉收缩进而阻止EMG信号的产生。
3. 麻醉药物对IONM 的影响
3.1挥发性麻醉药
挥发性麻醉药能够降低SSEP和MEP的振幅并延长其潜伏期。挥发 性麻醉药对IONM 的影响会随最低肺泡有效浓度(minimum alveolar concentration，MAC )值的升高而增强。文献表明：挥发性麻醉药MAC 值控制在0.5以内时，对IONM信号的影响程度最小，且这种影响在可接 受范围内°Martin等对接受脊柱侧凹手术的青少年患者进行了一项全凭静 脉麻醉与吸入麻醉的随机对照试验，30例患者随机接受丙泊酚复合瑞芬太 尼全凭静脉麻醉或地氟烷0.6~0.8MAC复合瑞芬太尼吸入麻醉。虽然在两 组间SSEP的潜伏期有统计学差异，但仍可获得可信的SSEP数据。此外 在接受挥发性麻醉药的患者中，还需设置更强的电刺激参数来确保产生足 够可信的MEP数据。
在以上随机对照试验中，有1 %的患者在吸入麻醉下无法获得可信的 MEP数据，在术中更换了麻醉方法，并将吸入麻醉改为全凭静脉麻醉后得 到了可信的MEP数据。Martin等认为避免丙泊酚输注换以挥发性麻醉药 能够降低发生丙泊酚输注综合征的风险，并能预防因输注丙泊酚时其时量 相关半衰期所导致的苏醒延迟。
Sloan等在不同手术中比较了使用3%地氟烷吸入麻醉和丙泊酚全凭 静脉麻醉的IONM 效果，得出了与Martin等研究结果相类似的结论。在 其对156个临床病例进行回顾性研究时，有3例患者在使用0.5MAC地 氟烷进行吸入麻醉时未能获得有效的IONM数据而不得不将麻醉方式更 改为全凭静脉麻醉，因此未被纳入研究范围中，其中2例在改为全凭静脉 麻醉后产生了可信的IONM的数据。
3.2静脉麻醉药
阿片类药物
阿片类药物可用于IONM中，因为阿片类药物只会轻微地影响诱发 电位的振幅和潜伏期。瑞芬太尼是一种超短效的阿片类麻醉镇痛药，在进 行IONM时可作为全凭静脉麻醉的一部分发挥镇痛作用，且瑞芬太尼停药 后能使患者术后快速苏醒，方便医生在术后对患者进行及时的神经功能学 检查。瑞芬太尼的主要缺点是阿片类药物所引起的痛觉过敏。一项对接受 瑞芬太尼与安慰剂的志愿者的研究表明：减少瑞芬太尼用量，可能会降低 患者术后发生痛觉过敏的风险。芬太尼和舒芬太尼也可作为全凭静脉麻醉 的一部分，但因为它们的半衰期相对较长，应在手术结束前适时停止使用， 以避免术后患者发生苏醒延迟。
理论上，尽管舒芬太尼相对于其他阿片类药物有更好的药代动力学特 性，但使用舒芬太尼可能会延长患者术后的拔管时间。在该项研究中，男 性与大剂量的丙泊酚都与拔管时间延长有关。
氯胺酮
氯胺酮与大多数麻醉药不同，它能增加MEP与SSEP振幅。虽然氯 胺酮发生精神错乱和解离性幻觉等的不良反应限制了其在神经外科手术 中的使用。但小剂量的氯胺酮在脊柱外科手术中仍是一种很有用的辅助用 药，不仅可以减轻患者的术后疼痛，而且还能最大程度上减少不良反应的 发生。最近有学者主张在进行IONM时，将氯胺酮重新引入到临床麻醉中。
右美托咪啶
右美托咪啶是一种a2受体激动剂，具有镇静镇痛双重作用。相对于 其他静脉麻醉药而言，其产生轻微呼吸抑制，所提供的镇静效应类似于正 常的生理睡眠状态。Rozet等最近进行了 一项随机对照试验以评估右美托 咪啶在IONM中的疗效，将40例患者随机分为2组（每组各20例），2 组均在开始时使用丙泊酚复合瑞芬太尼做全凭静脉麻醉，记录好初始基线 数据后，实验组加之以右美托咪啶进行复合麻醉；对照组则应用生理盐水 作为对照，结果表明两组中SSEP和MEP的波幅与潜伏期无明显的差异。
Chaitanya等研究了右美托咪啶在癫痫手术中对EEG的影响，结果 显示：在挥发性麻醉药呼气末浓度降为0后，给予1田/kg的右美托咪啶 并在5min内输完。对比右美托咪啶输注前、输注时、输注完毕后的EEG， 超过20 %的患者在使用右美托咪啶时EEG的峰值增加；同时超过20 %的 患者EEG峰值下降，下降程度达25 %以上。对右美托咪啶的应用还需进 一步研究，它可能对某种类型的癫痫手术有很大的用途。
丙泊酚
丙泊酚常被用于全凭静脉麻醉中，在神经外科手术中使用丙泊酚可减 少强效挥发性麻醉药的使用量。丙泊酚能降低SSEP和MEP的振幅，并 延长其潜伏期，但其影响不如挥发性麻醉药强。使用丙泊酚的全凭静脉麻 醉对于进行MEP监测的CEA患者是理想选择，因为其对MEP信号波幅 的抑制程度要远远小于地氟烷。然而，最近发表的一项研究表明：在行脊 柱畸形矫正术的儿童患者中单独使用地氟烷也可产生可信的MEP数据。
4. 麻醉方法对IONM 的影响
在选择麻醉方法时，除考虑对IONM的干扰降低到最小程度外，还 要考虑在术中最大程度上降低患者发生体动、术中知晓及血流动力学不稳 定等的风险。目前常用的麻醉方法为0.5MAC的挥发性麻醉药（七氟烷或 地氟烷）结合右美托咪啶和瑞芬太尼输注。根据血流动力学情况滴定后两 种药物。如果SSEP或MEP信号发生衰减，挥发性麻醉药剂量可以减少 或者停用代之以丙泊酚。这种麻醉方法除适用于SSEP，MEP，EEG或EMG 监测外，还可以大大缩短患者的术后清醒时间，为神经外科医生在术后进 行及时的神经功能学检查提供了有利条件。
由于右美托咪啶是通过作用于蓝斑核受体发挥药理作用，与常规麻醉 药物的作用方式不同，因此在贯穿手术的整个过程中都可以使用。右美托 咪啶不仅能在术中预防突发的紧急情况，而且在需要进行术中唤醒时可马 上停用，帮助患者迅速清醒。虽然在IONM中增加强效挥发性麻醉药的浓 度是可接受的，但鉴于此时获得MEP时所需的刺激电压增加，从而增加 术中不良事件的发生率，以及诱发电位潜伏期会随挥发性麻醉药浓度的增 加而延长，所以不推荐此种方法。此外，Sloan等也提出：为获得可信的 IONM 数据，在用0.5MAC地氟烷进行吸入麻醉的情况下，有3例患者 无法获得满意的IONM数据，而不得不更换为全凭静脉麻醉。
5. 结语
IONM 可用于多种不同类型的手术之中以实时反映患者的神经系统 功能，并可明显改善患者预后，减少术中神经损伤的发生率。针对IONM 及时调整麻醉方案，使之与相应的电生理监测技术相匹配，将有助于将麻 醉因素对IONM的干扰降到最低，防止术中不良事件的发生。随着IONM 在预防围手术期的不良事件中的作用越来越重要，该领域的相关问题也将 得到进一步的深入研究。