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脊柱侧凸矫形术中脊髓监护基准的选择
作者：胡勇 胡从云 陆瓞骥
单位：胡勇(300072天津大学生物医学工程系)；胡从云(海市第五人民医院)；陆瓞骥(香港大学骨科学系)
关键词：诱发电位；躯体感觉；监测；手术中；脊柱侧凸；外科手术
中华骨科杂志000912
【摘要】目的对脊柱侧凸矫形手术中体感诱发电位(SEP)的监护基准进行选择，以降低监护过程中脊髓损伤预报之假阳性率，从而提高脊柱外科手术中对脊髓监护的可靠性。方法回顾分析160例特发性脊柱侧凸患者在不同手术阶段中的SEP潜伏期和波幅值及其百分比变化率，比较脊柱暴露前后SEP波变化对术中脊髓损伤预报的准确性与可靠性，由此而选择脊髓监护基准。结果各监护阶段SEP潜伏期的变化差异无显著性意义(P>0.05)；第二阶段的SEP波幅值与第一阶段相比明显降低，差异有显著性意义(P<0.01)；在第三、第四阶段SEP波维持平稳，至第五阶段略有上升，但差异无显著性意义(P>0.05)。观察结果显示，在术中，当以脊柱暴露前(第一阶段)的SEP值作为监护基准时，160例中有5例假阳性(3.2%)预报，而改以脊柱暴露后(第二阶段)的SEP值作为监护基准时则无一例假阳性结果。结论SEP波幅值在不同手术阶段具有正常变异性，以脊柱暴露后的SEP值作为监护基准稳定性较好，可以提高对脊髓监护的可靠性。
Determination of baseline for intraoperative spinal cord monitoring during scoliosis surgery
HU Yong HU Congyun LU Dieji
(Department of Biomedical Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China)
【Abstract】Objective To determine the baseline for intraoperative somatosensory evoked potential (SEP)monitoring to diminish the false positive rates and improve the reliability of monitoring.Methods One hundred and sixty patients of idiopathic scoliosis undergoing intraoperative spinal cord monitoring were collected to this retrospective study. The amplitudes, latencies and their percentage variabilities of SEP were observed in different stages of surgery. The monitoring outcomes were assessed between the pre incision baseline and spine exposure baseline. Results The change of SEP latencies had no statistic significant difference (P >0.05) during spinal cord monitoring. The values of SEP amplitudes at the 2nd stage was higher in comparison with that of the 1st stage(P<0.01), and remained stationary in both the 3rd and 4th stages,and was significant difference (P>0.05). There were 5 patients false positive(3.2% ) when the values of SEP at pre incision was used as baseline, while no false positive case was found in spine exposure baseline. Conclusion Some variability of latencies and amplitudes during different stages of scoliosis surgery is normal. The study results suggest that to determine the SEP after spine exposure as the reference baseline is more reliable for intraoperative spinal cord monitoring.
【Key words】Evoked potentials,somatosensory; Monitoring,intraoperative; Scoliosis; Surgical procedures,operative
近年来，随着脊柱外科手术技术和内固定矫形器械的发展，脊柱外科手术特别是矫形手术已广泛应用于临床，但脊髓损伤的机会也随之增多[1-3]。为了预防这类损伤，在脊柱外科手术中实施脊髓监护已被视为必要的保护性手段[4]。在多种监护方法中，体感诱发电位(somatosensory evoked potential,SEP)以其方便、实用的特点而成为脊柱外科手术中最常用的脊髓监护方法[4]。然而，体感诱发电位在手术过程中变异较大，常会产生假阳性结果，因而降低了它对脊髓监护的可靠性[4-6]。
为了选择SEP在手术过程中的监护基准，笔者对正常状态下SEP在不同手术阶段的变化规律进行了回顾性分析，旨在确定相应的监护基准，以准确判断异常SEP，降低假阳性率，从而提高手术中对脊髓监护的可靠性。
资料与方法
一、临床资料
本组病例选自1994年1月～1998年7月在香港根德公爵夫人医院接受特发性脊柱侧凸矫形手术的患者，共160例，男31例，女129例；年龄4～45岁，平均15.5岁。病例入选标准:(1)手术前后神经功能检查无异常；(2)术中麻醉深度和其他主要生理参数稳定；(3)术中各阶段诱发电位的监护记录详尽而完善。所有手术患者均采用全身麻醉。
二、方法
(一)SEP检测方法:按照国际脑电图学会指定系统(10-20系统)，SEP记录电极采用针电极，分别放置于Cz＇和Cv点(位于第二枢椎棘突)，参考电极置于Fz点[7,8]。一对刺激电极放置于左右两侧踝骨的后侧，分别刺激两侧的胫后神经。刺激电流范围10～30mA，刺激强度以使足趾产生微动为标准。刺激强度一经确定，在整个监护过程中保持恒定。刺激频率5.1～5.7Hz，脉宽300μs。观测仪器为术中脊髓监护系统(Nicolet Viking VI,Nicolet Biomedical Inc，USA)，经20～3000Hz带通滤波器，对100次信号进行平均叠加后获取SEP波形。
(二)观测方法:为了便于统计监护结果，将脊柱侧凸手术的监护过程分为五个阶段，每阶段各取一个SEP监测值用于本研究。第一阶段:为手术准备阶段，取患者施行引导麻醉后但尚未切开皮肤之前的SEP监测值。第二阶段:为脊柱暴露阶段，手术剥离椎旁肌及椎旁软组织，但尚未进行手术操作和器械矫形，此时记录第二个SEP值。第三阶段:为放置内固定器械阶段，这一过程的SEP信号需连续记录，取其中重复性较好的数据作为监测值进行分析。第四阶段:为畸形矫正阶段，对畸形的脊柱进行拉、压和旋转矫正。在此阶段中仍对脊髓实施连续监护，并记录清晰并重复出现的波形作为第四个监测值。第五阶段:为手术结束阶段，在伤口缝合之后进行手术监护的最后一次监测。
(三)观测参数:监护参数主要有SEP潜伏期和波幅值，指刺激起点到第一个诱发电位波形起始点的延迟时间和第一个诱发电位波形的峰值。判断SEP异常的标准为波幅值下降50%或潜伏期延长时间≥10%，当同侧刺激产生的两个导联(Cz＇和Cv)的SEP波形同时出现异常时，视为脊髓监护报警。分别选择第一阶段和第二阶段的SEP值作为监护基准。
(四)统计学方法:分析五个监护阶段的SEP潜伏期和波幅值及其相对应基准值的百分比变化率，结果采用方差分析(ANOVA)。
结果
一、手术监护过程中SEP潜伏期的变化
如表1所示，在手术各监护阶段中，SEP潜伏期的变化差异无显著性意义(P>0.05)。SEP(Cz)的平均潜伏期为(34.50±0.65)ms，SEP(Cv)的平均潜伏期为(26.80±0.24)ms，两者的变化范围均小于5%。
表1 术中各监护阶段SEP潜伏期的变化(
±s,ms)监护阶段
病例数
左侧刺激
右侧刺激
Cz’
Cv
Cz’
Cv
第一阶段
160
35.1±5.4
26.8±4.3
34.9±5.9
26.6±4.3
第二阶段
160
35.4±5.7
27.3±4.3
35.3±5.9
27.1±4.5
第三阶段
160
34.7±5.6
27.1±4.4
33.7±7.3
27.1±4.5
第四阶段
160
34.5±5.8
26.9±4.5
34.3±6.2
26.7±4.6
第五阶段
160
34.0±6.0
26.8±4.5
34.0±6.0
26.7±4.6
F值
1.44
0.389
1.735
0.458
二、手术监护过程中SEP波幅值的变化
SEP波幅值在术中五个监护阶段的变化如表2、图1所示，在最初的两个阶段，第二阶段波幅值较第一阶段明显下降，差异有显著性意义(P<0.01)，而第三、第四阶段的SEP波幅值基本保持平稳，至第五阶段SEP波幅值略有回升。在整个手术过程中，以第二阶段波幅值下降最为明显。
表2 术中各监护阶段SEP波幅值的变化(
±s,μV)监护阶段
例数
左侧刺激
右侧刺激
Cz’
Cv
Cz’
Cv
第一阶段
160
2.06±1.6
1.81±0.7
1.97±1.6
1.72±0.7
第二阶段
160
1.62±1.4
1.58±0.7
1.55±1.2
1.53±0.8
第三阶段
160
1.64±1.3
1.55±0.7
1.54±1.3
1.52±0.7
第四阶段
160
1.56±1.3
1.46±0.8
1.53±1.3
1.48±0.7
第五阶段
160
1.91±1.4
1.78±0.7
1.71±1.2
1.78±0.6
F值
3.783**
7.117**
3.22*
5.856**
图1 SEP波幅值在手术过程中的变化示意图
三、假阳性结果
当以第一监护阶段作为监测基准时，将其它四个监护阶段所测得的SEP潜伏期与基准信号进行比较，差异无显著性意义(P>0.05)。但各监护阶段间SEP波幅值的变化率差异有显著性意义(P<0.01，图2)。在本组160例中，有5例出现假阳性异常诱发电位。
图2 以第一阶段为基准的SEP波幅值百分比变化率示意图
而以第二阶段作为监测基准时，术中各监护阶段的SEP值与监测基准比较，相对变化率较为稳定(图3)，无一例出现假阳性预报。
图3 以第二阶段为基准的SEP波幅值百分比变化率示意图
讨论
目前，对脊柱外科手术中脊髓监护基准的选择尚无统一标准，大多数SEP监护方法是以皮肤切开之前的波幅值和潜伏期记录作为基准[7]。通常，SEP波幅下降超过50%和潜伏期延长时间超过10%都被认为是异常SEP[8,9]。然而，在手术过程中脊髓监护的假阳性报警时有发生，因而影响了手术进程，延长了手术时间。以往的研究已经证实，诱发电位可受多种因素的影响，其中包括体温、血压、麻醉剂的剂量、刺激电流强度、脉宽和频率等[6-8,10-13]。考虑上述因素对研究结果的影响，本组患者的上述各项参数在术中均维持恒定。虽然如此，在不同手术阶段SEP值仍有波动，究其原因在于诱发电位本身具有很大的变异性，而影响诱发电位变化的因素很多且不易控制。因此，诱发电位监护基准值的确定，对保证监测结果的准确、可靠十分重要。
Loder等[14]发现，有些难以解释的假阳性病例，其SEP异常发生在未触及脊髓的脊柱暴露过程中，Keith等[15]和Owen等[16]也分别报告了在脊柱暴露过程中SEP波幅值降低的现象。本组观察结果不仅验证了他们的发现,而且我们还比较了在不同手术阶段的SEP值变化趋势。
据笔者观察，在实际手术过程中，在第一、第二监护阶段发生脊髓损伤的可能性较小，至于有些患者在这两个阶段中出现明显的SEP波形变化可能与脊柱暴露后脊髓温度降低有关。在对本组病例的回顾性调查中我们发现，当脊柱暴露以后凡经温生理盐水冲洗脊柱的病例，诱发电位信号均明显改善。另外，虽然SEP信号主要通过脊髓传输，但椎旁肌和椎旁软组织也可能影响电信号的传导，所以术中在肌肉剥离后对神经刺激的反应信号有所不同。
综上，笔者认为以第二监护阶段的SEP值作为监护基准更为合理。将本组病例术中其它各监护阶段的SEP值与第二阶段的SEP值进行比较显示，无一例潜伏期时间延长超过10%，仅有2例SEP波幅值下降超过50%，但这2例的异常SEP并未在同侧刺激的Cz＇点和Cv点两个通道中同时出现，因此可以排除脊髓损伤的可能性。以第二监护阶段的诱发电位作为监护基准时，潜伏期和波幅值的变化比较稳定、可靠，均未出现假阳性结果。据此可推论，若以第二阶段的SEP值作为监护基准，同样不易出现假阴性结果。
本研究表明，在脊柱侧凸矫形手术过程中，SEP波幅值和潜伏期具有变异性，而这些变异并非单纯由脊髓功能变化所引起，它受前述多种因素的影响，极易造成脊髓监护过程中的虚假警报，导致误诊，从而影响脊髓监护的可靠性。特别是在脊柱暴露过程中，虽然术者并未触及脊髓，然而，大多数患者仍会出现SEP波幅值下降，有的患者甚至下降幅度超过50%。为了避免术中出现虚假监测结果，采用脊柱暴露之后的SEP信号作为监护过程中的基准，将使脊髓监护更为稳定和可靠。
香港ResearchGrantsCouncil(227/95M)
天津市21世纪青年基金资助项目(973707911)
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(收稿日期:1999-10-20)