随着现代影像技术及显微神经外科技术的发展,微侵袭显微神经外科逐渐成为神经外科治疗的主要方向,手术致死率、致残率逐渐下降[1]。神经外科手术与神经血管等重要结构关系密切,术中有损伤神经的风险,虽然神经导航系统及术中磁共振检查可以提供实时术中解剖定位,但无法实时监测手术部位的神经功能是否受损。如切除脑功能区肿瘤时,操作牵拉、电凝等可致周围神经结构损伤而引起功能障碍;夹闭动脉瘤时误夹穿动脉或载瘤动脉可导致脑缺血、脑梗死等严重并发症。为了手术中能实时监控神经功能,术中神经电生理监测(intraoperative neurophysiological monitoring, IONM)技术应运而生[2-3]。IONM是利用脑电图(electroencephalography, EEG)、肌电图(electromyography, EMG)、诱发电位等监测技术实时监控术中可能受损的神经功能,以指导手术切除范围,避免产生不可逆的神经功能损伤[4]。目前文献报道IONM在神经外科手术中的应用以成人为主,关于儿童的报道甚少[5-6]。现笔者根据自身三十余年成人及儿童神经外科工作中应用IONM的经验,结合文献,就IONM在儿童神经外科手术中的应用阐述如下。
一、IONM的起源与发展据文献资料显示,IONM最早可追溯到1937年,Penfield[7]利用术中皮层脑电图(electrocorticography, ECoG)监测技术来定位及切除致痫区。20世纪60年代,面部EMG被用于前庭神经鞘瘤切除术中面神经损伤的监测;EEG被用于颅内动脉瘤夹闭术、颈动脉内膜剥脱术的术中监测,以早期发现脑缺血,防止引起脑梗死等严重后果[8]。20世纪70年代躯体感觉诱发电位(somatic sensory evoked potential, SSEP)被用于脊柱侧凸矫形术中感觉传导通路完整性的监测,以了解有无脊髓损伤[9]。20世纪80年代脑干听觉诱发电位(brainstem auditory evoked potential, BAEP)被用于前庭神经鞘瘤切除术、面肌痉挛及三叉神经痛微血管减压术中听觉传导通路完整性的监测。后来,随着监测技术的不断成熟,EMG及BAEP被广泛应用于各种颅底手术中颅神经及脑干功能的监测[10]。20世纪90年代,运动诱发电位(motor evoked potential, MEP)及术中直接皮质电刺激(direct cortical stimulation, DCS)被认为是术中功能区定位的金标准,特别是MEP和SSEP技术的联合应用,对脊髓手术的功能保护较之前的单一监测技术大大提高[11]。随着电生理医师、麻醉医师和手术医师的不断磨合,神经外科IONM监测手段的选择、术中监测参数的设置、麻醉药物的选择以及给药时机等均有很大进步,IONM已经成为现代神经外科手术中重要的辅助技术。
二、IONM在儿童神经外科的应用文献显示,1979年首次报道IONM在儿童脊柱侧凸矫形术中的应用,利用SSEP监测儿童脊柱手术中是否存在感觉通路损伤,比在成人中的应用仅迟了2年左右[9, 12]。Kirollos等[13]在儿童脊髓栓系松解术中发现,SSEP能监测脊髓感觉传导通路的完整性,有效减少术后医源性神经损伤的发生。Acharya等[14]研究发现,在61例儿童脊柱矫形手术中运用MEP监测脊髓功能,脊髓运动功能监测的敏感度达100%,特异度为96%,阳性预测值为96%,但后续在儿童神经外科手术中的应用仍不如成人普遍,其原因可能是:①IONM监测技术多数依赖电刺激和神经传导,儿童神经系统发育存在髓鞘化进程,神经轴突髓鞘发育成熟一般在3~4岁前完成,髓鞘化不全会引起神经传导速度下降,诱发电位波幅降低,潜伏期延长,不容易引出等,影响IONM参数的判读,导致其在儿童患者中的应用不如成人普遍[15]。②儿童颅骨普遍较成人薄,囟门一般到2岁左右才完全闭合,对囟门未闭合儿童及低龄儿童行经颅电刺激时,存在螺旋电极损伤上矢状窦或颅内结构的风险[16]。③由于儿童神经系统发育未完全成熟,尤其是低龄儿童,对麻醉药物十分敏感,行IONM时必须和麻醉师进行充分沟通,确定最佳麻醉方案、具体给药类型和时机等[17]。④由于儿童神经外科诊疗疾病谱与成人不同,故儿童IONM监测技术也有差异。成人IONM监测技术更多用于颅底肿瘤、脑血管病、微血管减压术及功能区或脊髓肿瘤切除术等。而儿童常用于症状性癫痫、功能区肿瘤、脊髓栓系综合征及脑瘫手术等。
三、儿童神经外科常用的IONM监测技术 (一) SSEPSSEP是指刺激上下肢外周神经支配的肌肉时,电刺激通过感觉传导通路传导到初级感觉皮层所记录到的电位变化。SSEP按记录电极部位的不同,分为头皮SSEP和皮层SSEP两种。SSEP波源确切,潜伏期相对稳定,对神经损伤具有较高的敏感性,能实时反映感觉传导通路的完整性,被广泛应用于儿童脊柱脊髓肿瘤、先天性脊髓栓系综合征、脑干肿瘤及功能区肿瘤切除。文海韬等[18]报道多模式IONM监测技术治疗儿童脊髓栓系综合征,有利于术中及时发现脊髓损伤以及鉴别神经组织,在保护神经功能的前提下最大程度切除脂肪瘤,降低髓/囊比值(CORD/SAC值)。由于SSEP具有在中央区位相倒置的特点,因而更多学者利用其在术中定位中央沟,辨认中央前后回,常用于中央区肿瘤及癫痫病灶的切除等[19]。文献指出,儿童SSEP成功定位中央沟的比例与患儿年龄有关,大龄儿童更能引出稳定典型的位相倒置电位[20]。
(二) MEPMEP是指电刺激运动皮层时,电刺激通过下行传导通路,在体表记录到电位变化。MEP可分为经颅电刺激或磁刺激、术中直接皮层电刺激等。MEP能实时监测运动皮层及下行运动神经传导通路的完整性,主要用于功能区及累及锥体束的肿瘤切除[21]。与SSEP相比,MEP波幅不稳定,变异较大,目前仍缺乏统一的报警阈值标准。一般认为,波幅下降50%或潜伏期延长10%,存在神经损伤的可能,应予报警,分析原因,必要时终止操作[22]。
麻醉对MEP的影响较大,一般建议采用连续静脉全身麻醉,仅在诱导插管时使用短效肌松药,而在IONM过程中应全程禁用肌松药[23]。Jonathan等[24]总结57例儿童幕上脑肿瘤切除术中使用IONM的经验指出,MEP的引出与年龄相关,经皮层电刺激比经颅电刺激更敏感,IONM能指导术中切除范围及避免运动功能损伤。
(三) EMGEMG通过记录外周肌群的电活动情况,了解支配肌肉的周围神经、神经元、神经肌肉接头及肌肉本身功能。EMG简单易行,可重复性强,分为自由描记EMG及激发EMG。原则上所有可能引起肌肉收缩的手术均可监测EMG,因此,EMG联合SSEP、MEP等监测技术被广泛应用于神经外科手术。小儿神经外科领域常用EMG的手术有功能区肿瘤切除、脊髓栓系松解、痉挛性脑瘫选择性脊神经后根切断术(selective dorsal rhizotomy, SDR)等。和MEP一样,术中EMG监测要求禁用肌松药[23]。
(四) EEGEEG通过电极及放大器记录脑神经元放电情况,根据电极放置位置的不同可分为头皮、皮层、深部EEG等。EEG可以反映大脑功能,临床广泛用于癫痫患儿术前及术中的评估,判断致痫范围,鉴别发作性事件是否为癫痫,评价出血、炎症、缺血等情况下的脑功能[25]。儿童术中EEG最常用是ECoG,通过ECoG了解皮层放电情况,协助判断切除范围、判断皮层是否为功能区以及切除致痫病灶后了解周围皮层放电情况。ECoG能反映麻醉深度,同时行术中ECoG时麻醉不宜过深,以免影响电位捕捉[26]。目前对于术中ECoG指导癫痫手术的意义仍存在争议,有学者认为术中ECoG存在监测时间短、受麻醉药物影响大、电极分布仅限于皮层等因素,难以准确判断致痫区范围。更多学者认为术中ECoG能指导癫痫手术中致痫区及切除范围的判断,尤其是颞叶外新皮层癫痫、皮层发育不良及海绵状血管瘤继发癫痫等,能明显提高术后癫痫发作控制率[27]。儿童患者常因颅骨较薄、神经网络发育不成熟等原因,限制了立体定向EEG的应用;且儿童术前发作期脑电图定位价值有限,术前发作间期EEG及术中ECoG在儿童癫痫手术中起重要作用。
综上所述,IONM在神经外科手术中起到非常重要的作用,能实时监测术中神经功能,减少神经损伤及术后并发症。由于儿童神经系统特殊的生长发育过程,儿童IONM与成人明显不同,存在临床应用经验少、缺乏儿童术中监测参数标准、对其影响因素了解不足等问题,需要进一步探讨解决。
利益冲突 所有作者声明不存在利益冲突
作者贡献声明 文献检索和论文撰写为许新科,论文指导为李方成
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