甲狀腺術中神經監測技術的現狀及思考

甲状腺术中神经监测技术的现状及思考

文章來源:國際外科學雜誌,2018,45(3)

摘 要

甲狀腺術中神經監測技術(intraoperative neuromonitoring, IONM)自問世以來,經過不斷髮展,已成為術中喉神經保護的重要輔助工具,在識別和定位神經、判斷神經功能及損傷機制方面發揮著重要作用。該技術在我國雖然已得到廣泛普及,但存在使用中不規範及技術本身的缺陷亟待糾正及改進,其設備也存在較大改進空間。通過開展規範化培訓、推廣標準化應用、深入科學研究,讓IONM發揮最大效能,讓更多醫患受益。

甲狀腺手術最為常見和嚴重的併發症包括RLN和喉上神經損傷,如何保護喉神經一直以來都是困擾外科醫生的難題。喉神經保護歷經了上百年的歷史,經歷了由被膜保護法-區域保護法-全程顯露肉眼直視下保護法的沿革,有效降低了神經損傷率。但由於喉神經的解剖變異性及手術本身的複雜性,神經損傷的情況仍存在。術中神經監測技術(in-traoperative neuromonitoring, IONM)自問世以來,經過不斷髮展和普及,已成為術中喉神經保護的重要輔助工具。

一、IONM技術的現狀

IONM技術自1966年由Shedd和Flisberg首次提出後,歷經40餘年的發展,技術日臻完善,逐漸得到臨床醫生的認可,並顯著降低了神經損傷率。目前IONM技術已被廣泛應用於甲狀腺和甲狀旁腺手術中,並起到有效保護神經的作用。

1.IONM技術的原理及沿革:

IONM的原理是利用神經肌肉的電興奮性,當電刺激導致神經纖維去極化,形成神經衝動傳遞至喉部肌肉突觸,使肌肉膜上離子通道產生動作電位引發喉部肌肉收縮,通過聲帶運動來判斷神經功能。在IONM技術的發展過程中,出現過數種判斷聲帶運動的方法。

最初為對聲帶運動進行定性分析的方法,如1970年Riddell使用喉鏡直接觀察聲帶運動;1984年Woltering通過氣管導管表面彈性球囊監測聲門壓力變化;1986年Gavilan等在術中使用手指在喉部背側觸診喉部運動等。這類方法能判斷聲帶運動的"有與無",優勢在於操作簡單、需要設備不復雜且方便直觀,但其僅能對神經功能完全受損導致聲帶完全麻痺的情況做出反應,無法對神經發生部分損傷的情況進行準確判斷,且無法提供量化神經功能指標,存在一定監測失敗及神經功能誤判的風險,已被逐漸棄用。

隨著IONM技術發展,逐漸出現了定量分析聲帶運動的方法,1988年Lipton發明通過喉鏡放置在聲帶肌肉內的針刺電極;1996年Eisele等研製的集成於氣管導管表面的電極;1998年Rea發明的環杓後肌表面電極;2000年Jonas等應用經環甲膜穿刺的肌內針刺電極等。這些方法通過記錄肌電信號,即進入到利用肌電圖反映神經功能的"量化時代"。

針刺電極具有肌電信號高且穩定的優勢,但因其會造成一定創傷,易造成血腫、感染、針斷裂及刺破氣管導管球囊的風險,故針刺電極的應用受限;經過近30年的探索研發,氣管導管表面電極由於其易於使用、無創、能與更多喉部肌肉接觸等優勢,已成為IONM的主流模式,監測導管的種類也在日漸增多。

2.IONM技術標準化操作步驟:

為確保IONM技術能發揮出優勢、提高監測質量、減少監測故障,2011年由國際神經監測學組編寫的《術中神經監測國際指南》,及2013年中國醫師協會外科醫師分會甲狀腺外科醫師委員會編寫的《甲狀腺及甲狀旁腺手術中神經電生理監測臨床指南(中國版)》均明確規定IONM技術的實踐應用均應遵循標準化操作步驟,即標準化"六步法":

L1:術前喉鏡檢查;

V1信號:在甲狀腺區操作前,應用3.0 mA電流探測甲狀腺下極水平頸鞘獲得的肌電信號;

R1信號:解剖遊離RLN前,應用1.0 mA電流探測RLN顯露處的肌電信號;

R2信號:RLN全程解剖遊離後,應用1.0 mA電探測RLN顯露部最近端獲得的肌電信號;

V2信號:術野徹底止血後,關閉切口前,應用3.0 mA電流探測迷走神經最近端獲得的肌電信號;

L2:術後喉鏡檢查。如R2、V2信號較R1、V1信號未見明顯減弱,提示神經功能完整;若R2、V2信號丟失或明顯減弱,則提示手術操作中造成神經功能受損;術前及術後喉鏡檢查聲帶運動情況,是判斷RLN功能的"金標準"。

認真執行IONM標準化步驟可實時反映神經功能狀態,在保障手術安全性方面也具有重要作用。

3.關於間斷神經監測與連續神經監測:

目前IONM監測方法分為間斷神經監測(intermittent-intra-operative neuromonitoring, I-IONM)和連續神經監測(continu-ous-intraoperative neuromonitoring, C-IONM)。I-IONM指應用刺激探針等設備,在術中間斷對FLN或喉上神經進行刺激,完成神經監測。該方法為最基礎的神經監測方法,能起到神經定位、識別、功能判定等作用。

但I-IONM存在一定侷限性:當未主動對神經進行刺激時,此時神經若受到牽拉或其他可能造成損傷的操作影響,則術者無法及時瞭解神經功能受損,如持續操作,可加重神經損傷,則有可能使可逆的暫時性神經損傷轉變為不可逆的永久性神經損傷,導致術後永久性聲音嘶啞。C-IONM通過將刺激電極固定在迷走神經上,對迷走神經進行不間斷的持續刺激,從而實時反映RLN功能,使術者能在術中全程實時掌握肌電信號變化,不存在I-IONM中的"監測空白期",尤其對於牽拉傷等造成的肌電信號下降,具有良好的預警和預防作用,術者可及時發現損傷的發生並排除損傷誘因,從而有效避免永久性神經損傷的發生。

此外C-IONM在腔鏡甲狀腺手術及機器人手術中具有一定優勢:操作時可減少術中的頻繁交換手術器械,降低操作難度及對主要手術器械的干擾。目前已有相關研究證實C-IONM在手術中是安全且有效的。但C-IONM多數需將迷走神經進行完全解離後放置監測電極,此操作具有一定額外創傷的可能,且術中容易脫落,較高的價格也成為C-IONM普及的一大障礙。

值得注意的是,無論I-IONM還是C-IONM,僅對牽拉傷等遲髮型的神經損傷具有預防作用,而對於熱損傷、離斷傷等速髮型的損傷,2者均無能為力,預防這類損傷仍需依靠術者謹慎嫻熟的操作技術及豐富的經驗。

4.神經損傷機制的判斷:

在近年的研究中,將神經損傷包括2種損傷類型:I型損傷(點損傷)及II型損傷(全程型損傷)。I型損傷表現為神經幹上可找到明確損傷點,其遠端可探及肌電信號,而近端無肌電信號,常見原因為鉗夾傷、牽拉傷、壓迫傷及熱損傷。II型損傷表現為RLN顯露部分全程無肌電信號和損傷點,但對側神經信號正常。II型損傷的機制目前尚不清楚,向氣管中線過度牽拉甲狀腺葉,造成RLN遠端喉內部分損傷,被認為是II型損傷的最常見原因。

臨床上將肌電信號作為評判神經功能的重要指標。肌電信號為雙相波形,由潛伏期、振幅、時程等參數組成。潛伏期表示從電刺激開始到出現肌電波形之間的時長,通常以毫秒錶示,代表神經衝動在神經纖維上傳導的時間。振幅為波峰和波谷之間的電壓差值,以微伏表示,表示在同一時間內去極化肌肉纖維動作電位之和的最大值。肌電波形潛伏期延長提示神經髓鞘損傷,振幅下降提示神經軸突受損。目前臨床上通常認為當肌電信號振幅較初始信號下降50%時提示神經可能受損。

值得注意的是,如術中由於牽拉造成肌電信號下降,應及時中止操作,解除牽拉誘因,待肌電信號恢復後再小心進行操作。若對神經進行反覆牽拉損傷,則易造成不可逆的永久性II型損傷。本中心的動物模型研究及臨床研究成果顯示:術中RLN肌電振幅下降≥50%前解除損傷誘因,術後神經功能可完全恢復,可有效避免術後發生聲帶運動異常。

5.喉上神經外支的監測:

喉上神經外支(external branch of the superior laryngeal nerve, EBSLN)與甲狀腺關係密切,其神經纖維細小、走行多變異,操作甲狀腺上極血管時極易損傷,造成術後出現音調降低、音質改變等,因其症狀隱匿難以診斷,以往許多外科醫師並未對其引起足夠重視,導致其損傷率被嚴重低估。隨著喉部神經解剖學的研究深入,及患者對術後聲音質量要求的提高,EBSLN的保護的臨床意義突顯。

應用IONM技術能有效識別並保護EBSLN。近期中國神經監測學組出臺了《甲狀腺及甲狀旁腺術中喉上神經外支保護與監測專家共識》,旨在呼籲提高EBSLN保護意識,對具體保護措施也進行了規範,其概要如下:操作甲狀腺上極時,解剖甲狀腺上極與環甲肌之間的無血管間隙,緊貼上極腺體真被膜,進行鈍性解剖可顯露胸骨甲狀肌-喉三角區域,使用超閾值刺激電流對該區域進行刺激,同時觀察環甲肌震顫及肌電波形提示,能在手術早期對EBSLN進行定位。

根據EBSLN的解剖走行類型不同,採取不同的操作策略對EBSLN進行保護:如使用探針刺激發現EBSLN位置較高,遠離甲狀腺上極(如Cernea 1型),則可採用區域保護法,不顯露EBSLN,貼近甲狀腺被膜結紮甲狀腺上極血管;若EBSLN位置較低(如Cernea 2型),則可利用IONM精確解剖顯露EBSLN,將EB-SLN與甲狀腺上極血管分離後,再做血管離斷處理。

術畢關閉切口前,探測EBSLN顯露最近端並觀察環甲肌震顫及肌電波形,對EBSLN功能進行最終確認。因EBSLN的監測設備與RLN監測設備完全一致,無需添加額外監測設備,故應提高EBSLN保護意識,在進行IONM中應推薦常規監測並保護EBSLN。

二、思考與展望

1.我國IONM技術的現狀:

IONM技術自2008年進入我國後經過不斷推廣和臨床應用,目前在國內甲狀腺外科領域已具有重要地位。2016年,中國研究型醫院學會甲狀腺疾病專業委員會神經監測學組成立,併成立了首批12個甲狀腺及甲狀旁腺術中神經監測培訓基地,為IONM技術在中國的規範化普及和科學化發展奠定了紮實的基礎。

目前學組已成功舉辦三期全國神經監測高級培訓班,各培訓基地也舉辦了百餘期基礎培訓班,使IONM技術得到進一步推廣。2017年《甲狀腺及甲狀旁腺術中喉上神經外支保護與監測專家共識》的問世,標誌著我國IONM技術的應用已向更加精細化、專業化的方向發展。

IONM技術在我國雖已得到廣泛普及,但存在使用中不規範及技術本身的缺陷亟待糾正及改進。各中心對IONM技術的理解和掌握程度參差不齊,其應用現狀與更規範、更合理的精準醫學要求尚存在差距。關於IONM技術的應用,一般要經歷3個階段:

①"入門應用":僅通過IONM技術區分神經纖維與其他組織,通常在解剖遊離神經後,才通過IONM對神經進行區分和確認;

②"熟練應用":遵循神經監測標準化步驟,掌握術中神經定位、識別和功能監測,能達到IONM技術的充分應用,並充分保護神經功能;

③"高階應用":能利用IONM技術判斷和識別神經變異、在疑難複雜和再次手術中保護神經、監測喉上神經和頸部其他運動神經、判斷神經損傷機制等,並通過IONM技術進行教學和科研工作,開展動物實驗與IONM技術培訓課程。經過國內各大培訓基地的不懈努力,目前國內越來越多的中心已能做到IONM技術的"熟練應用",且隨著關於IONM科學研究方面的文章不斷髮表,也說明更多中心已經進入"高階應用"階段。但需注意的是,目前仍有較多中心對IONM的應用尚停留在"入門應用"階段。

本中心作為國內最早一批應用、並作為IONM應用例數最多的中心之一,認為IONM技術在神經定位和功能判斷中有以下優勢:

①超閾值刺激頸鞘,可快速獲取迷走神經初始信號,從而確認神經監測系統建立成功、迷走神經及RLN通路完整、功能正常;

②利用"十字交叉法"快速定位RLN,即"導航作用";

③協助快速鑑別神經主幹及分支,鑑別真偽,順暢全程顯露神經;

④於神經近端實施連續刺激,實時監測神經功能,並定位損傷點;

⑤識別並保護喉上神經外側支,避免誤判及誤傷;

⑥識別罕見的解剖變異——非返性喉返神經;

⑦監測頸部其他運動神經,如副神經、膈神經、臂從神經等;

⑧在腔鏡及機器人手術中對保護RLN優勢更加明顯;

⑨監測術中肌電信號的變化,可輔助判斷神經損傷機制,預測術後聲帶功能。

此外,對剛開始從事甲狀腺外科的專科醫師,由於其經驗不足,手術操作技巧不夠嫻熟,在定位、識別和保護神經方面具有一定困難,IONM技術可成為其強有力的入門輔助工具,有效提升神經識別率、降低遊離解剖過程中損傷的風險、縮短甲狀腺手術神經解剖的學習曲線;IONM技術結合術前喉鏡檢查,能提供足夠的臨床證據,避免醫療糾紛的發生。

2.IONM技術存在的不足:

根據大量臨床實踐、培訓班學員反映及調查問卷結果,目前國內製約IONM技術應用和普及的最主要問題包括:

①喉神經顯露及保護理念落後,對於喉神經保護意識不足;

②對IONM技術理解和掌握不足,未按照標準化步驟建立系統及實施操作,不能發揮IONM的全部技術優勢;

③麻醉師對IONM技術的理解和支持不足,不規範的氣管導管留置及肌松劑應用,造成信號丟失和監測失敗;

④缺乏IONM系統故障排除知識和技巧,導致肌電信號不穩定乃至監測失敗。

此外IONM技術正處於發展階段,其設備本身尚存在一些問題,仍有改進的空間:

①神經監測技術肌電圖核心指標——振幅,可在監測導管出現偏轉、深度改變的情況下會發生明顯變化,例如術中患者體位改變、腫物較大壓迫氣管、助手將手置於氣管導管上方休息或拉鉤向下壓迫氣管導管導致監測導管過深等,都會造成肌電信號振幅的顯著改變,甚至信號丟失,導致對神經功能的誤判。

②術中應用探針間斷監測,在2次刺激間隔期內出現監測"空白期",不易及時發現損傷,且術中頻繁交替使用探針與手術器械,操作繁瑣。

③監測設備耗材偏貴,影響技術普及。

3.展望:

IONM技術作為一項新興技術,成功為廣大外科醫生手術安全起到保駕護航的作用。但只有不斷推廣和普及IONM標準化操作步驟,規範IONM應用,規避和排除監測故障,將IONM的效能最大化,才能保證IONM技術具有持久旺盛的生命力。因此,應結合我國目前情況,加強以下幾方面工作的推進:

①開展臨床及基礎實驗研究,為IONM技術的應用提供更多循證醫學依據;

②各培訓基地加強開展培訓班、學術交流等,讓IONM規範化應用技術和理念廣泛傳播,並注重多學科(尤其麻醉師)參與,進一步確保IONM的規範化應用;

③建立操作準入制度,對IONM技術進行培訓和資質認證;

④研發更易於使用、穩定、故障率更低的監測設備;

⑤進一步制定及更新共識與指南,起到規範指導臨床實踐的作用。

近年來,各種新型監測設備和耗材不斷面世,為IONM技術注入了新的活力。目前IONM技術發展的首要任務之一,是解決監測導管術中肌電信號不穩定、易受干擾等問題。新型導管表面電極、球囊表面電極、監測導管定位技術、新型電極材料等的研發,都能顯著提高術中肌電信號的穩定性,提高IONM技術預測術後聲帶功能的準確性。

"多功能神經監測精細分離探鉗"將外科解剖器械與刺激探針有機結合,鉗體覆蓋有絕緣塗層,鉗尖末端部分金屬暴露,鉗尾握把處可與神經監測系統的刺激端導線連接,使該探鉗具備在解剖操作同時監測神經的功能,全程觀察神經肌電信號,無需額外刺激設備,有效提高手術效率。在腔鏡及機器人手術中,可使用集成於腔鏡長柄器械或機械手臂上的刺激裝置,及更易於在腔鏡和機器人手術中放置的C-IONM迷走神經刺激電極,都是未來的發展方向。

此外能量外科設備在甲狀腺手術中應用日漸廣泛,未來也可將刺激電極集成於各種能量設備上,達到同時解剖分離、凝閉止血、神經監測的多功能"一械多用"手術器械,有望成為輔助外科醫生的新型利器。因此,未來應當著力於研發更加可靠穩定的記錄電極;研發兼有監測功能的手術器械;降低耗材成本。讓此項技術更加可靠,使用更加便利,操作更加方便,價格更加實惠。真正讓更多醫生易於掌握,讓更多患者受益。

參考文獻【略】


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