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听神经瘤术中保护面神经神器:术中面神经监测

编辑:INC | 发布时间:2021-12-01 17:07:39 |

  一、术中面神经识别和定位:位置、走行和功能保留

  术中面神经监测(intraoperative facial nerve monitoring,IOFNM)是一种神经电生理学方法,主要目的是将术中面神经实际功能状况告知手术团队从而调整手术操作避免损伤神经。术中面神经功能变化对预测术后面神经功能也有一定价值。

  因为局部电刺激可引起神经功能性反应,IOFNM可用于识别面神经并在手术区域追踪神经行程,提示术者减少神经损伤。

  最常用的(称为“标准的”)IOFNM技术是直接电刺激(direct electrical stimulation,DES)和自主肌电图(electromyography,EMG)。

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术中面神经监测指南

  神经外科医师学会最新循证指南建议在听神经瘤手术中常规使用IOFNM以改善术后长期面神经功能,但并未提出最适宜神经生理学技术。目前尚无临床试验直接比较上述三种技术优劣,许多研究显示将它们结合起来似乎是一个明智的选择。

  就功能预后而言,指南认为IOFNM可准确预测长期面神经功能,特别是术中面神经监测结果良好预示着远期面神经功能良好。然而神经解剖结构完整保留但面神经监测结果不佳时,并不一定能预测远期面神经功能不佳,因此术中面神经监测结果不佳并不能帮助决定尽早进行神经移植。尽管许多研究报道预测长期面神经功能效果相关因素,但由于缺乏标准化监测和经验性观察早期面瘫患者面神经功能IOFNM结果不佳的预测价值目前无法做出定论。因此,术中肌电图面神经反应不佳不能预测术后长期面神经功能不佳。

  二、标准技术:基本技术要点

  标准IOFNM技术基于相同原理和技术设备:通过探针给予电刺激或面神经自发传导、通过记录电极和(或)动作电位探测器记录反应。

  IOFNM使用的电刺激属于矩形脉冲。提前设定在确定时间间隔内(ms)给予确定强度电流(mA),释放等同于脉冲强度和时程的确定电量(C)。刺激器分为两种类型,主要区别是在刺激过程中保持恒定的是电流还是电压,至于应该选择哪一类型仍然存在争议,尚无定论。

  刺激探针直接接触目标引出反应。产生电流需要两个电极,但临床存在两种不同刺激装置。单极刺激器的主动电极作用于靶处,参老电极远离目标;双极刺激器两个电极都是主动电极,同时接触目标。在两个电极之间产生电流。两种不同探针产生的电流各有特点:达到响应所需强度、密度分布和局部扩展/分流等均有差异。单极探针通常需要的电流强度是双极探针的2~3倍。电流强度定义为每单位横截面通过的电流量;其分布代表了当前强度在受刺激区域所达到的不同值单极探针的特点是电流密度分布更好、更有可预测性,导致刺激强度和反应强度之间存在直接相关性,但主要缺点是刺激电流可越过靶组织激活周围任何可兴奋组织导致假阳性反应。与此相反,双极探针目标只在两个电极之间,电流外周扩展微乎其微,从而导致局部刺激更精确,此为这类探针主要优势。双极刺激器的主要缺点是如果电极间缺少电阻组织可导致电流分流,例如术腔冲洗或短暂出血时电流主要通过液体,可导致假阴性反应。简而言之,单极探针灵敏度高,需要高度特异性时使用双极探针更佳。

  脑电图(electroencephalography,EEG)铂针电极是IOFNM中最常用记录电极,它能够检测目标肌肉任何位置的活动。多通道电极组合已成为标准肌电图记录装置,它能提高监测灵敏度,包括一对定位于眼轮匝肌和口轮匝肌、分别监测面神经上、下支的双极记录电极(即记录通道)。眼轮匝肌电极应插在眉毛下方外眦处(距眶缘1.5cm)处,口轮匝肌第一电极插入距离口角2cm,第二电极位于上唇或下唇外1cm处。

  肌电图主要缺点是由于电凝可产生大量伪影,影响最终判断面神经热损伤。尽管运动检测装置已用于在面部肌肉收缩的基础上识别电凝时异常神经活动,但达不到充分监测。因此,此步骤仍然可能影响面神经功能保留。

  面部肌肉活动是肌电图有效记录的基础,因此,以神经肌肉阻滞药为基础的麻醉方案可能干扰电流传导,最终影响监测效果。但是,在气管插管过程中使用短效药物通常被认为是安全的,因为药物在实施手术入路过程中需要IOFNM之前已经被清除。

  (一)直接电刺激

  DES是利用探针刺激面神经以获得一个触发的肌电图记录反应,电刺激产生的复合肌肉动作电位(compound muscle action potentials CMAPs)被眼轮匝肌和口轮匝肌内电极记录下来,参考电极位于前额。面部肌肉反应通过扩音器自动监测,可在监视器上观察其波形参数一

  潜伏期和振幅。DES的基本原理为当刺激受损的面神经或脑神经出脑干处(root entryzone,REZ)时需要高强度电流才能获得反应。因此,DES不仅能够进行面神经定位和追踪,而且还能评估面神经解剖和功能的完整性。

  1.DES的面神经定位

  在脑桥小脑角定位面神经并无标准方案,明智的做法是开始时选择1~3mA刺激量筛选,预计接近面神经时逐步降低刺激强度。实际上,当面神经显露时,即使01~0.2mA非常温和的刺激也能精确定位,同时保证避免电/热损伤和电流扩散。后者是单极探针的主要缺点,其危害并非无关紧要。据估算1mA单极刺激可穿越Imm颞骨段面神经,而0.5~0.6mA单极刺激可穿越2cm左右距离,可能引起假阳性反应。定位面神经后,术中间歇使用DES以便确认神经走行和神经功能活动。

  尽管缺乏目标特异性,探测肿瘤包膜时单极刺激所致电流传导可以帮助外科医师判断,如果刺激没有响应,可以排除神经位于包膜下或神经纤维散布于包膜表面(此为“面神经探测技术”)。事实上,这种探测可以避免损伤走行异常的面神经,特别是面神经背侧走行者。面神经背侧型罕见,但要引起重视,因为必须在神经旁或后方分离切除肿瘤,面神经功能更容易受到手术影响。Nejo等和Sameshima等报道,面神经背侧型非常罕见(分别占3.8%和0.3%),多见于大中型听神经瘤(分别为28mm和1.5~3cm)。虽然分析术后远期面神经功能未发现面神经背侧型与其他类型之间存在显著统计学差异,但这组病例听神经瘤手术效果具有显著特征:背侧型(D组)的全切除或近全切除率显著低于非背侧型(ND组),分别为38%和85.4%(P<00001);相反,D组再次手术率明显高于ND组:分别为33.3%和1.3%(p<00001)。Nejo等进一步分析D组,发现面神经形态是影响肿瘤切除程度和再手术率的突出因素,面神经背侧型和神经变形、变宽的病例更难达到完全切除或近完全切除肿瘤,与神经形态完整病例相比,不得不更多再次手术。虽然Sameshima等仅观察到一例背侧型(头侧和尾侧走行),但发现面神经与肿瘤包膜显著粘连,最终术后面神经功能严重下降。

  Sameshima等报道了多种面神经不同走行方式的完整数据,分为六种类型:腹侧中央型、腹-头侧型、腹-尾侧型、头侧型、尾侧型和背侧型,腹侧中央型最常见(52%),其次是腹-头侧型(38.5%)和腹-尾侧型(5.3%)。尽管按肿瘤直径分类后这种分布规律仍然保持不变,但腹-头侧型在大肿瘤中更常见。根据作者的说法,这是一种由于肿瘤生长导致神经移位加重的迹象。头侧型、尾侧型和背侧型罕见,但这些类型面神经与肿瘤包膜粘连更重。有趣的是六种类型术后长期面神经功能无明显差异。事实上,神经走行类型本身并不能作为面部麻痹的预测指标,只有神经与肿瘤包膜的黏附性是相关因素。

  本研究发现大肿瘤中面神经前型和前下型更常见,推测由于肿瘤增大所致。事实上,由于听神经瘤最常起源于前庭下神经,因此从逻辑上讲,面神经前上移位可以预料。当然,随着肿瘤生长也可能将神经推向其他方向。面神经前型意味着肿瘤增长趋势更强,术后长期面神经功能恢复率明显低于前上型和前下型。

  2.DES的面神经功能保护及预测指标

  电刺激面神经可产生复合肌肉动作电位,肌电图记录的波形特征包括自身潜伏期和波幅。复合肌肉动作电位的波幅与刺激的面神经纤维(通路完整、细胞存活)数量成正比,如果波幅降低,意味着面神经功能有下降风险问。Amano等研究了复合肌肉动作电位波幅与术后早期面神经功能的相关性。切除肿瘤后以μV为单位记录刺激脑神经出脑干段后最大反应。观察发现最大反应为1000uV者术后出现轻度肌肉麻痹,反应超过1000μV者无早期面部麻痹,因此作者提出1000μV作为切除肿瘤引起面瘫风险的临界点(“警告标准”)。如果最大响应<800uV暂停切除肿瘤(“肿瘤切除限制”)。Duarte-Costa等集中研究了I级听神经瘤患者复合肌肉动作电位波幅与长期面神经功能的相关性同,发现预后良好组和预后不良组的平均“近端波幅”(刺激脑神经出脑干段区记录复合肌肉动作电位)存在统计学的显著差异,建议以420μV为临界点。波幅越大则远期面神经功能越好(House-Brackmann I~Ⅱ级,表9-1),灵敏度为73%,特异性为67%;与此相反,波幅越低面神经功能越差,预测准确性为79%。

  刺激不同位置均可获得复合肌肉动作电位,但最重要的是脑神经出脑干段或内听道,术中在脑神经出脑干段诱发的复合肌肉动作电位波幅下降时,在内听道诱发的复合肌肉动作电位波幅几乎保持不变。

  由于不同个体的绝对幅值不尽相同,解决这个问题的办法是切除肿瘤后计算近心端/远心端(如脑神经出脑干段/内听道)波幅比,它可以提供一个更标准化的临界值,提醒术者在可能影响面神经功能保留时调整手术策略。Acioly等报道了不同预测值,比率>30%预测远期面神经功能良好。但也提出了更复杂的风险分级系统:比率>90%预示着短期和长期面神经功能均为良好,50%~90%预示着短期功能结果不佳需要长期康复,比率<50%甚至可以预测长期结果不良。上述结论与Duarte-Costa等研究结果一致,预后良好组和预后不良组之间的比率差异显著;提出了预测听神经瘤术后长期面神经功能不良(V级)的临界值,比率85%预后良好,比率<44%预计长期面神经麻痹,敏感性73%,特异性78%。Amano等计算不同类型比率,使用球形单极探针在手术前(对照最大振幅)和切除肿瘤后(最终最大振幅)记录最大反应值。波幅保存率定义为最终最大振幅/对照最大振幅,与长期面神经麻痹风险相关。比率>50%者长期面神经功能不良者不足5%,因此,提出此值为面神经功能保留风险临界值(警告标准)。与此相反,比率<40%者长期面神经功能不良的风险显著上升到近25%,提出此值为停止切除肿瘤的临界值。

  另一种监测面神经功能保留的方法不是测试术后多少神经纤维仍然完好无损,而是测量剩余神经纤维传递脉冲的能力。确定引起EMG可记录反应的最小电流(阈值),这是一种评价神经活动的半定量方法:阈值越低,神经电传导(神经活力)越高。阈值可低至<0.05~0.1mA高达2~3mA阈值提示预后差。也有报道110严重神经粘连与平均刺激阈值较低有关,因此,肿瘤切除困难也会损害面神经功能,推测可能是因为神经纤维拉伸更易发生神经中断。虽然测量刺激阈值对定性面神经活动提供了一个有趣的视角,但它还不是一个标准化过程,不同的研究利用不同的刺激方案来确定阈值本身。

  3.DES的缺点

  利用DES获得触发复合肌肉动作位只能间歇使用,而且计算近心端/远心端波幅比的基础是刺激脑神经出脑干区,但刺激只能在脑干处定位面神经后才能进行。这种操作在大肿瘤尤为困难,因为脑干解剖结构已发生变异,大多数手术中难以定位面神经近心端。由于技术原因、解剖结构变异或手术人路等因素导致30%~35%的患者无法定位面神经近心端、记录波幅比间。

  (二)不同步EMG

  持续不同步肌电图记录包括手术操作或自发放电引起的面肌活动反应。肌电图活动也可通过扬声器进行声学监测,以便根据音色识别其特征类型。术中肌电图记录最重要的类型是神经紧张性放电,包括对面神经机械性或代谢性刺激反应的肌肉活动。有趣的是,与触发复合肌肉动作电位相似,受损运动神经不像机械创伤后引发神经紧张性放电。

  肌电活动模式分为自发型和诱发型两种。诱发活动与肌电图反应相关,这是外科操作(如DES、机械创伤和电凝)的直接结果。不同波幅和波形的肌电活动可进一步细分为爆发型、串型和脉冲型。

  DES后可观察到脉冲型,其特征是脉冲声音与电刺激同步。爆发型是最常见肌电图活动,由短的相对同步的持续100ms的运动单元电位组成。爆发型是DES、电凝或冲洗等操作所致,可能是由于机械感受器的特性或面神经的代谢活化导致去极化和激发动作电位。因此,由于严重受伤的神经纤维无法传导电脉冲,爆发活动是面神经功能仍然正常的间接信号。最后,串型特点是持续时间长达数分钟的不同步运动单位电位串。两种串型:高频串(50~100Hz),典型声学品质类似于飞机引擎;低频串(1~50Hz),声音类似于爆米花,比高频串罕见。串活动主要与术中牵拉面神经相关,特别在脑桥小脑角区域由外向内牵引时。串活动可发生于电凝、中度神经损伤、冲洗等刺激后数秒或数分钟。串反应常见于面神经粘连严重或包膜较硬时,此时分离和牵拉神经更易损伤神经。然而,这种延迟并不能在手术操作和肌电图反应之间建立直接的因果关系,实时改变手术策略难以实现。

  Romstöck等介绍了一种更复杂的自发EMG活动模式“,特别关注不同类型串活动。他们定义为,与具有一个高峰(振幅)的两相或三相电位相关的峰电位。爆发型定义为一个孤立的复杂叠加峰电位,几个5000uV峰、持续几百豪秒,呈梭形方式排列。A串是一个独特的正弦波形模式,典型的高频声信号总是突然发生,振幅≤500μV,频率为60~200Hz,持续时间为数毫秒到数秒;B串是一个有规律或无规律的单个脉冲或脉冲组成的序列,逐渐发生,持续500ms到数小时;C串特征是连续的肌电图不规则活动。手术器械直接对面神经机械创伤会立即引起峰电位和爆发,B串和C串临床上并不相关。与此相反,A串的发生与面神经损伤相关。A串肌电图高度提示存在重复放电,可见于慢性去神经过程和肌肉病变。因此,神经损伤后相应的肌肉细胞可能变得不稳定,提示它们不再受神经支配。A串的首次发生往往与特定的手术操作相关,尤其是分离脑干附近肿瘤和内听道减压。

  术中不同步肌电图的主要优点是为外科医师提供几乎实时的任何可能导致神经损伤的手术操作反馈。此外,自发肌电图活动可以提示外科医师定位面神经,甚至在其未显露时。这些考虑是正确的:峰电位(或脉冲)和脉冲爆发与机械创伤同时发生,且没有任何相关延迟。但它们与神经损伤并无直接联系,A串活动是唯一有关者,却有延误。因此,A串活动可能不是神经保留的可靠参数,但它仍被作为面神经功能预后因素进行研究,尽管文献中缺乏肌电图模式标准化,不能对其作用做出明确结论。尤其是Romstöck等明确几乎所有患者术后面神经麻痹影响A串活动。计算的敏感性为86%,特异性为89%,表明A串的发生是术后面神经功能预后不良的一个高度准确的预测指标。A串活动持续时间中断10s被认为是术后面神经功能恶化的一个预测指标[612);Liu等调查大型听神经瘤(直径>30mm)平均串时作为预测指标4,发现缺乏A串活动者不论是术后短期(3~7天和3个月)还是长期(2年)面神经功能更佳(HBI~Ⅱ),反之亦然。然而,进一步的相关分析表明,平均串时的预测效果仅在短期内显著;虽然作者观察到长串时与长期的面神经损伤之间存在经验相关性,但串时最终并不能作为一个可靠的长期预测指标。

  三、面神经运动诱发电位

  面神经运动诱发电位(facial motor evoked potential,FMEP)技术是近年来发展起来的一种监测面神经功能的新技术,它克服了常规技术的诸多缺点,可能是IOFNM技术中最有前途者。FMEP的解读并不依赖外科医师定位脑神经出脑干段的能力,更容易识别不同步EMG获得的波形记录。

  FMEP包括代表面神经运动皮质区域的刺激和随后记录到的来自同一电极与DES及不同步肌电图相关肌肉组的反应。经颅皮质电刺激(Transcranial electrocortical stimulation,TES)是间歇性的听觉脑干诱发电位和体感诱发电位(somatosensory evoked potential,SEP):将螺旋状电极插人头皮,定位于CZ(参考电)和C3或C4(国际10-20脑电图系统),分为左、右侧刺激。双极针型电极定位于眼轮匝肌和口轮匝肌真皮下,记录其反应。利用矩形脉冲刺激健侧,其数量和强度未标准化,随着不同方案而变。

  肌肉运动诱发电位的存在表明运动通路上所有结构均得以保留,包括运动皮质、皮质脊髓束、运动神经元、面神经和神经肌肉接头。运动诱发电位波幅降低可解释为病理信号,但一些混杂因素可能导致假阳性反应,或许与运动通路功能障碍或技术问题有关。皮质脊髓束损伤、神经根或外周神经损伤、拉伸、缺血或压力都可能导致运动诱发电位波幅降低。神经肌肉阻滞药、刺激失败、头皮水肿可在技术层面干扰脉冲传导。另一方面,FMEP记录来源于面神经轴突亚群,非受刺激纤维轻微损伤也可能导致假阴性结果。

  脑桥小脑角和颅底手术结束时最终/基线FMEP波幅比降低50%被认为是术后面神经功能预后良好的指标。这一标准随意性太大,不同患者FMEP波幅可有较大变异。Liu等研究FMEPs在大型听神经瘤(直径>30mm)中的作用,分析术后3~7天、3个月、第2年随访结果,发现面神经功能良好者明显高于面神经功能差者(HBⅢ~Ⅵ)。

  Acioly等推测即使最终/基线FMEP波幅比高于50%,术中FMEP波幅变化仍与术后面神经功能相关。为此他们研究了事件/基线FMEP波幅比,将FMEP波形形态的变化作为预测术后近期和远期面神经功能的指标。相关系数分析显示,口轮匝肌FMEP波幅比及波形复杂度与术后即刻及远期面神经功能结果呈显著负相关。因此,在肿瘤切除过程中FMEP波幅及复杂度越高,面神经功能越好。该研究证实了基于FMEP波幅比改变手术策略,FMEP消失等波形下降预示着严重面神经麻痹,且难以恢复。

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