第三节 运动诱发电位
运动诱发电位(MEP)是用电或磁刺激大脑运动区或其传出通路,在刺激下方的传出通路及效应器——肌肉所记录的电反应。它是继体感诱发电位监测感觉神经系统后进一步检查运动神经系统的功能。更好地确保了脊髓传导功能的完整性。
运动诱发电位主要有经颅(头皮)和经脊髓刺激两种方法:经颅(头皮)电刺激运动皮质产生肌肉动作电位的方法称为经颅(头皮)电刺激运动神经诱发电位(TES-MEPE),经颅(头皮)磁性刺激运动皮质产生肌肉动作电位的方法称为经颅(头皮)磁刺激运动神经诱发电位(TMS-MEP),经硬膜外或硬膜下直接刺激脊髓,并在手术区域下段脊髓记录诱发电位的方法称为脊髓刺激运动诱发电位,经椎板、椎间盘、棘间韧带间接刺激脊髓,在外周神经干记录神经诱发电位的方法称为下行神经源性诱发电位(DNEP)。
记录电极放置于肌肉上所记录的反应称为“肌肉发生性、肌源性的”,所记录的电位称为复合性肌肉动作电位(CMAPs),记录电极放置于外周神经干上所记录的反应称为“神经发生性、神经源性的”,所记录的电位称为复合性神经动作电位(CNAPs)。
(一)经脊髓刺激,运动神经诱发电位
1.直接刺激脊髓,记录脊髓的诱发电位
直接刺激脊髓上端,在脊髓下端记录的诱发电位反应称为脊髓诱发电位,该监测技术是将刺激电极和记录电极放置在硬膜外或硬膜下(图8-3-1)。刺激手术部位以上脊髓,记录手术部位以下的脊髓引发出的电位反应。由于脊髓上行和下行的传导束,因此,从脊髓下段接收的反应电位可能是来自于下行和上行传导束的动作电位,即下行的传导束引发的顺行反应电位和上行的传导束所引发的逆行下传的反应电位的电活动的总和。由于上行和下行的传导束有不同的传导特性,因此从脊髓所记录反应电位显示出两种明显不同的波形:即较短反应期,振幅较高的单相波形称为“D”波,又称直接波,而随后反应期稍长的,振幅较小得多相波称为“I”波,又称间接波(图8-3-2)。
图8-3-1 电极放置硬膜外刺激与硬膜下刺激
“D”波现在认为是来自下行的皮质脊髓束所产生的,因此它的波幅较高,反应期较短。“I”波则可能是由于上行感觉传导束逆行传导产生的,因此波形呈多相而分散,振幅较小,潜伏期也稍长。但是,这一推论还没有得到临床大量患者及相关病理的完全证实。此法不能明确辨别所记录的反应电位是来自感觉的后索电位还是运动的皮质脊髓束所产生的,还有的报道认为此法对髓内肿瘤切除的术中监测缺乏明确的指导意义。
2.间接刺激脊髓,记录外周神经和肌肉的反应电位
间接刺激脊髓法是以插入两个邻近的椎骨水平的椎板、脊突、脊间韧带或椎间盘上刺激针电极(图8-3-3与图8-3-4),非选择性地通过骨性组织或软组织间接刺激脊髓。记录电极通常放置在外周神经干通过的皮肤上,如放在腘窝处以接收来自脊髓—胫神经的动作电位,或放置在上肢或下肢肌肉上,以接收来自不同肌肉组的肌肉诱发电位。
图8-3-2 直接波与间接波
图8-3-3 电极插入两个相邻椎骨的脊间韧带或椎间盘
值得注意的是,经脊髓刺激,运动神经诱发电位监测上的技术要求较高,例如需要手术医师帮助放置在硬膜外或硬膜下,多数情况下刺激和(或)记录电极放置在手术视野范围内影响手术进行或手术造成电极移动而影响记录反应的电位,并且刺激和(或)记录电极的位置相对不易固定,造成不必要的脊髓损伤。因此在实际应用中受到一定限制。
(二)经颅(头皮)刺激运动皮质引发的运动诱发电位
即经颅头皮电刺激运动神经诱发电位(TESMEPE)和经颅头皮磁刺激运动神经诱发电位(TMSMEP)。两者的原理、操作方式基本相同,但在实际临床应用中,由于磁刺激器设备笨重,价格昂贵,刺激位置很难准确定位,使用最多、最便捷的是经颅头皮电刺激运动神经诱发电位(TES-MEPE)。
对于运动诱发电位,阳极是有效电极,即刺激电极,阴极则是参考电极。
图8-3-4 电极插入两个邻近的椎骨水平的椎板和棘突
图8-3-5 刺激电极安放位置
1.刺激电极安放
A:阳极(刺激极)放在脑皮质手部和足部的投射区,即在10/20系统中C3、C4、和Cz点的前方2cm处,阴极则放在头部的一侧任意部位。B:单一阳极在Cz,阴极在Fz。C:阳极在C3~C4或C1~C2,其中C3~C4互相作为对侧的参考电极,C1~C2互相作为对侧的参考电极,而阳极(刺激极)总是放在记录肢体肌肉反应的对侧(图8-3-5)。
2.记录电极安放
电刺激大脑中央前回皮质引起的肌肉收缩反应,理论上讲,可以在身体的任何部位记录,但是由于监测仪器导联数目的限制,一般只记录几组主要的肌肉组。如颈椎的手术,以上肢的拇短展肌、掌长肌、尺侧腕屈肌肱桡肌作为直接监测的肌肉组。胸腰部的手术,只需以下肢的股直肌、胫前肌、腓肠肌展肌作为直接监测的肌肉组。两者可相互作为参考电位(图8-3-6)。
3.刺激与记录的参数
刺激参数:
刺激部位和导联: C3、C4(阳极为刺激极,放在记录部位的对侧)。
刺激强度: 100~400V。
刺激间歇时间: 1~10ms。
刺激间期: 0.1~0.5ms。
系列刺激: 2~10/次
记录参数:
滤波范围: 30~2000Hz
信号平均次数: 1次(运动诱发电位不需要多次平均)。
信号分析时间: 100ms。
4.经颅刺激脑皮质中麻醉的影响及使用
经颅刺激脑皮质对麻醉剂的使用要求较高,多种吸入性的麻醉剂都可明显减少甚至安全抑制大脑皮质神经元的活动,从而影响诱发电位的产生。麻醉过深会造成复合性肌肉动作电位反应波幅降低。术中平均动脉压降低到7.98kPa(60mmHg)以下,也会造成复合肌肉动作电位反应波幅降低。在具体临床手术监测中,没有一个固定的麻醉模式,每个医疗单位有自己的麻醉习惯和方式,要根据自己的具体情况,找出一套适合本院的麻醉组合方案。
5.经颅刺激脑皮质诱发肌电位的报警标准
总体上讲,经颅刺激脑皮质诱发运动电位的方法,对于监测神经损伤和估计预后是非常敏感的,对脊髓运动传导损伤的预报则比躯体感觉诱发电位、下传神经源性诱发电位和脊髓诱发电位要更敏感得多,根据传统报警标准,经颅刺激脑皮质在脊髓硬膜外腔记录的诱发电位的报警标准是:与改变之前的波幅相比,波幅降低大于50%则为报警标准。波幅降低20%~30%应高度重视,严密观察,检查波幅降低的原因,波幅降低是否为进行性,以便综合考虑提高警惕。目前,对于经颅刺激脑皮质在肌肉接受复合肌肉诱发电位反应,尚没有非常明确的报警标准线。有人建议用波幅降低大于50%的相同标准作为警报标准。但是,有人报道波幅降低基线80%与手术后的神经损伤没有相关的联系。由于这一原因,大量的临床工作表明,采用“全或无”的标准作为报警的标准,在同样麻醉的情况下,能否引出运动诱发电位作为判断标准。
图8-3-6 记录电极安放位置