德洲会集团 TOKUSHUKAI GROUP

疾病的治疗

medical treatment

脑神经外科疾病:脑神经外科术中神经心理学监控

术中监控是防止脱落症状不可或缺的手段

现代脑神经外科手术领域中,是不允许术后出现任何神经脱落症状甚至恶化情况的。因此,术中神经生理学监控显得尤为重要。另外,为确保术中神经心理学监控和确定手术功能领域,术中映射(Mapping)也是必须进行的。目前的术中神经心理学监控·映射包括以下几个方面:

术中映射(Mapping)
术中监控

这里,对为防止出现术后运动神经麻痹以及恶化而广泛进行的运动诱发电位(MEP)监控、尤其是对简单的经颅MEP监控进行详细说明。除此之外,还对近年来部分医院施行的全身麻痹状态下,仍能达到语言功能监控的皮质-皮质间诱发电位(CCEP)进行阐述。

运动诱发电位(MEP)监控

运动诱发电位包括直接刺激运动区以及皮质下·脑干·脊髓的椎体路方法和从头皮上方使用高电压经颅刺激运动区的方法。一般用四肢肌肉电图记录导出,有时也会用将硬膜外电机插入颈椎导出D-wave的方法。

  1. 运动区椎体路直接刺激(DMEP)监控

    将硬膜下电极插入脑沟,刺激对侧正中神经,将体感诱发电位从脑表导出,通过N19或P20 的相位逆转确定中心沟,给予运动区10-20mA的train 5刺激,从对侧上肢(APB)导出肌肉电图进行监控。另外,在皮质下进行5-10mA刺激,据此来确定锥体路。
    笔者曾通过直接刺激脑干部和脊髓来对锥体路进行监控·映射1)。运动区锥体路直接刺激主要是脑内肿瘤的MEP监控。根据笔者的经验,监控的敏感度、特异度均为100%,精度相当之高。但是,未露出运动区的开颅,由于硬膜下必须滑入电极,所以存在损伤脑表血管的风险。另外,导出也极为困难。再者,DMEP通常是从对侧上肢的MEP导出,下肢监控比较困难。

  2. 经颅刺激MEP(TCMEP)监控

    术中经颅运动诱发电位(MEP)监控比较简单且具有低侵袭度,它能够预测、预防术后四肢运动麻痹,目前在脑神经外科领域中的脑瘤、脑血管障碍、脊髓等手术中广泛应用。另一方面,经颅MEP监控由于刺激部位不明确,相较运动区直接刺激MEP缺乏精度2)。除此之外,MEP监控的评估方法分为振幅方法和刺激阈值方法,关于结果解释、术后产生麻痹cut off尚未达成统一意见。
    笔者进行一贯的振幅评估,为提高经颅MEP的敏感度和特异度,自2003年开始根据末梢神经刺激compound muscle action potential (CMAP)对MEP进行振幅修正。这里,对于CMAP修正方法和其有效性、脊髓手术中经颅MEP监控的意义、以及MEP监控中cut off的决定不再赘述。

    经颅MEP监控方法

    刺激电极原则上将CS电极(unique medical)设置在C3、C4 后方2cm处。接受刺激一端为阳极、笔者将开颅手术时的阴极设置为正中(Cz)。以前,导出电极使用皿电极,现在多使用配置NCS电极(日本光电工业)。开颅手术中的导出电极为4处(左右APB,AH)、颈椎手术为5处(左右APB,AH,患侧BB)、腰椎手术5处(患侧APB, 两侧AH, TA, AD, IPなど)。刺激为00~600V(开颅手术200-300V, 脊髓300-400V)、按照train 5、duration 0.2 msec、inter-pulse interval 2 msec 进行。

    关于经颅刺激的被刺激部位

    经颅MEP是在头皮上设置电极,实际上哪个部位接受刺激、靠近运动区部位是否接受到刺激,目前仍未能达成统一意见。有报告指出,MEP波形潜时距离脑干近的部位接受到刺激,经颅刺激不应当视为手术监控2)。但是,这是900V的单次刺激结果,目前的刺激电压已大大提高。笔者曾在报告中提到,通过降低刺激电压,被刺激部位慢慢靠近阳极侧的运动区4)。另外,导出MEP时,通常必须进行5连发刺激,该刺激大概耗时9 msec。在9 msec时间内,运动区在哪一个时间点着燃尚不明确,也无法通过潜时推断被刺激部位。从我们现有的临床结果来看,开颅手术中,经颅MEP在临床上已被明确证实有效性。

    末梢神经刺激CMAP修正

    通常,将刺激电极设置于患侧正中神经,在经颅刺激2秒前(以前是2秒后),按照单次最大刺激(20-50mA)进行,从患侧APV导出CMAP,其振幅可以修正经颅刺激的振幅3)。现在使用的神经回路网MAST(MEE-12XX日本光电工业)中,CMAP修正振幅相对值会自动显示(图1)。

    图1 神经回路网MAST(MEE-12XX日本光电工业)画面
    进行CMAP修正的振幅相对值自动计算并显示

    Receiver Operating Characteristic(ROC) 解析决定cut off值

    术中MEP监控的Cut off值、即术后关于呈现最新运动麻痹的振幅低下率尚未达成统一见解。在这里,我们用ROC解析尝试确定MEP监控中的cut off值。ROC解析是以第二次世界大战中探测飞机的雷达系统的性能评估为目的的考察方法,目前应用于影像诊断中对诊断的正确性做出评估、以及确定临床检查中的cut off值5)。MEP监控也是临床检查之一,它决定了异常值,但是,使用ROC解析相对比较妥当。 ROC解析的纵轴为敏感度、横轴为假阳性率(1-特异度),依此绘出ROC曲线,最接近左上方的点即为cut off值。通过术前无MMT2/5以下麻痹的开颅手术中经颅MEP156次、脊髓手术中经颅MEP233次两个数据群进行ROC解析5)。开颅手术中经颅刺激MEP的末梢神经刺激无CMAP修订69.6%的振幅低下cut off值敏感度为91.7%、特异度95.8%、有CMAP修正70.7%有cut off值,敏感度为91.7%、特异度96.5%(图2)。脊髓手术中经颅MEP无CMAP修正数据分别为83.3%、100%、97.4%、由CMAP修正数据分别为83.1%、100%、97.4%(图3)。

    图2 开颅手术中经颅MEP监控的ROC曲线
    TPF , 敏感度;FPF, 1-特异度

    图3 脊髓手术中经颅MEP监控的ROC曲线
    TPF , 敏感度;FPF, 1-特异度

    脑动脉瘤摘除手术中的经颅MEP

    开颅脑动脉瘤摘除手术中,进行运动区直接刺激的MEP监控6)。该方法比经颅刺激敏感度更高,但缺点是,前侧开颅无法露出前头叶最后面的运动区、并且将电极滑入硬膜下确定运动区比较耗时,还存在出血风险。除此之外,前交通动脉瘤手术中,通过硬膜下电极刺激位于半球间裂的下肢运动区存在较大难度。
    随着器械和医学技术的进步,更简单、更安全的经颅MEP监控在脑动脉瘤手术中广泛应用。经颅法可与四肢MEP监控同时进行。在我们已做过的105例脑动脉瘤手术中,经颅MEP监控进行ROC解析,末梢神经刺激CMAP无修正为69.6%振幅低下,cut off值敏感度为100%、特异度为95.0%、末梢神经刺激CMAP有修正为70.7%振幅低下,cut off值敏感度为100%、特异度为93.6%。由此可见,脑动脉瘤摘除手术中,经颅MEP是非常值得信赖的监控。

    脑瘤摘除手术中的经颅MEP监控

    一方面,开颅脑瘤摘除手术、尤其是大脑半球胶质瘤手术中,要大面积开颅(包含运动区),确定皮质SEP中心沟之后,通过运动区直接刺激和锥体路刺激进行MEP监控7)。通过45次运动区直接刺激MEP监控ROC解析结果得出,无修正cut off值未86.3%、敏感度为100%、特异度为95.8%,有修正cut off值未83.5%、敏感度为100%、特异度为100%。我们在进行大脑半球胶质瘤手术时,也会同时进行经颅MEP运动区直接刺激辅助。侧头叶瘤和脑膜瘤等MEP必要性较低的手术,为保险起见也会进行MEP监控。但是,在已进行的36次脑瘤摘除手术经颅MEP监控中,在有CMAP修正的情况下敏感度为83%。

    脊髓手术中的经颅MEP监控

    脊髓手术中的经颅MEP监控与前述CMAP修正的有无无关,它的敏感度为100%,是非常敏感的监控。实际脊髓手术中,一旦脊髓和神经受到任何的直接侵袭,会立即检出MEP振幅低下、消失。绝大多数情况会在手术结束时恢复,患者不会出现症状。脊髓手术中的经颅MEP非常敏感,不建议应用。
    我们对于脊髓手术中经颅MEP监控的敏感度、特异度之高非常关注,目前正在探讨是否可以通过压迫性脊髓神经障碍手术中经颅监控来对术后神经症状的恢复进行预测8)。对于压迫性脊髓神经障碍手术,由第三者依次在手术后第二天、术后1周、1个月、3个月、6个月、1年后进行Japan Orthopedic Association评估,然后根据平林法算出恢复率9)。按照JOA恢复率最大值,分为excellent (E) (recovery rate ≧50%)、good (G) (recovery rate 0< and 50%>)、no change (N) (recovery rate = 0%)、 worsening (W) (recovery rate < 0%)四大群,并对各群中的术中MEP振幅相对值进行比较。
    其结果为: E群中202次压迫性脊髓神经障碍除压手术中,术后JOA恢复率达到50%以上(115例)。CMAP修正下的振幅相对值为1.8±1.5(平均±标准偏差)。E群之外的其他三大群(G, N, W群)的平均振幅相对值明显提升(P = 0.0150)。另一方面,未进行CMAP修正时,E群的振幅相对值为2.6±2.8(平均±标准偏差),E群之外的其他三大群(G, N, W群)的平均振幅相对值未见明显提升(P = 0.1504) (表1)。

    表1 压迫性脊髓神经障碍手术术后JOA恢复率和MEP振幅

    此外,振幅相对值上升率(0-100%)以每10%为单位,E+G群JOA恢复比例用CMAP修正(有/无)表示如表2所示。进行CMAP修正时,振幅增加20%的症例全例为E群或G群、JOA得到恢复。另一方面,未进行CMAP修正时,即便振幅增加100%,也未出现JOA恢复。

    表2 压迫性脊髓神经障碍手术中的MEP振幅增加率和JOA恢复率

皮质-皮质间诱发电位(CCEP)

胶质瘤等脑内肿瘤摘除手术中,为保留语言功能,通过慢性硬膜下电极留置的床侧映射和清醒状态下手术进行术中语言映射和监控。缺点是:硬膜下电极留置床侧映射耗时较长,必须进行2次电极留置和摘除手术的全身麻痹手术。另外,摘除手术中的监控无法进行。

日本在1995年批准清醒状态下手术使用静脉麻醉剂丙泊酚注射液,笔者恩师堀智胜先生在1996年于鸟取大学附属医院第一次使用丙泊酚注射液进行手术。在此之后的20年间,清醒状态下手术在现有规定下于全国广泛推广。但是,缺点是手术设施制约着清醒时间,有时癫痫发作、麻痹管理也不得不进行全身麻痹等,从这点来看,它是侵袭度较高的监控·映射。
皮质-皮质间诱发电位(CCEP)是2005年左右,为保存癫痫手术时的语言中枢以及弓状束而开始进行的10)。CCEP可在清醒状态下以及麻醉状态下进行。失语症患者也可进行语言映射·监控记录,近年来在胶质瘤手术中开始普及。CCEP刺激优势侧下前头回的运动语言中枢(Broca)和优势侧上侧头回的感觉语言中枢(Wernicke)的任一个,介入上纵束一部分的弓状束,从具有传递诱发电位功能的中枢导出。CCEP如果具备Neuromaster (日本光电)等多频诱发肌肉电测量仪和能进行alternative刺激的刺激装置,可以在低侵袭度、短时间内更加容易进行记录。图4是最近笔者所在医院开始施行的进行左侧头叶转移性脑瘤摘除手术的CCEP波形。

语言功能除含Wernicke-弓状束的上纵束-Broca--dorsal stream传递路线以外,还可考虑连接额上回和Broca的frontal aslant tract (FAT) 和形成侧头叶内network的下额针束(IFOF)等的 ventral stream12)。CCEP监控可适用FAT和IFOF,相信在不久的将来,可以实现更加精密的语言监控。目前,CCEP的清醒状态下手术并用设施很多,但是,相信随着CCEP的发展普及,非清醒状态下手术、全身麻醉状态下、高精度术中语言映射·监控值得期待。

图4 皮质-皮质间诱发电位(CCEP)
左上侧头回(Welnicke)刺激。右侧:留置于左前颅(Broca)16极各硬膜下电极N1振幅的大小和颜色(绿:小~黄色~红:大)

今后致力于消除术后不良

为计算出MEP的敏感度和特异度,在计算术后麻痹阈值使用ROC解析5)。在之前,ROC解析敏感度最大的振幅低下率中,特异度最大的视为术后麻痹阈值的MEP解析法与理论相一致13)。但是,MEP监控中,为了决定术后新麻痹阈值、计算敏感度,实际上必须要有术后麻痹产生的诸多症例。随着脑神经外科手术技术的进步,术后新运动麻痹产生的症例将会越来越少。今后,将会进一步减少,我们也为将术后不良的情况降至为0而继续努力。因此,MEP监控的振幅解析,尤其为了决定麻痹产生阈值,必须要对众多症例做出解析,必须要对包括retrospective研讨在内的多设施进行共同研究。

 

压迫性脊髓神经障碍除压手术中,以末梢神经CMAP修正为首,通过经颅MEP监控可对除压后的神经症状回复做出预测6)。关于神经症状的恢复和MEP监控的振幅上升,目前仍存在较大异议。但是,通过CMAP修正、提高MEP精度、MEP振幅增加,可以在术中对术后运动神经症状做出预测14)。

 

皮质-皮质间诱发电位(CCEP)在清醒状态下和全身麻痹状态下均可实现,失语症患者也适用可记录的语言映射·监控。相信在不久的将来,即便不进行清醒状态下的手术,在全身麻痹状态下,也可以实现高精度的术中语言映射和监控。

   
参考文献
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5. Metz CE, Goodenough DJ, Rossmann K: Evaluation of receiver operating characteristic curve data in terms of information theory, with applications in radiography. Radiology 109:297-303, 1973.
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8. Tanaka S, Hirao J, Oka H, et al.: Intraoperative monitoring in decompression of compressive spinal and spinal nerve diseases by transcranial motor-evoked potential: The law of twenty percent. J Clinical Neurosci 2015 doi: 10.1016/j.jocn.2015.03.011
9. Japanese Orthopaedic Association: [Japanese Orthopaedic Association scoring system for cervical myelopathy (17-2 version and 100 version)]. Nippon Seikeigeka Gakkai Zasshi 68:490–503, 1994 (Japanese with English translation).
10. Matsumoto R, Kinoshita M, Taki J, et al.: In vivo epileptogenicity of focal cortical dysplasia: a direct cortical paired stimulation study. Epilepsia 46: 1744-1749, 2005.
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