异丙酚对脊柱手术患者经颅电刺激运动诱发电位振幅影响及机制探讨

宗明江，刘少朋，边春生，高路盈，付佳郁，张守文

(1.北京大望路急诊抢救医院麻醉科，北京 100122；2.北京大望路急诊抢救医院神经电生理科，北京 100122)

运动诱发电位(Motor-evoked potential,MEP)测量广泛用于神经生理监测。MEP 测量可检测术中神经损伤并预防术后神经损伤功能障碍[1]。然而，低血压、低氧血症、颅内压升高和低体温等因素会减弱MEP 振幅，特别是麻醉剂可抑制MEP 振幅[2]。据报道，异丙酚以剂量依赖方式降低经颅电(Transcranial electrical,TCE)-MEP 振幅。为了阐明异丙酚对脊髓的影响，在先前的临床试验中已经使用了诱发肌电图。诱发肌电图(H-反射、F-波和M-波)可用于诊断神经肌肉疾病，异丙酚在麻醉下抑制H-反射和F-波振幅[3]。这表明，异丙酚能抑制脊髓运动神经元的兴奋性，因此，异丙酚诱导的TCE-MEP 幅度降低可归因于脊髓运动神经元的抑制。然而，这些研究并未关注异丙酚抑制TCE-MEP 振幅的机制，本研究旨在通过全麻下的诱发肌电图(H-反射波、M-波和F-波)，阐明异丙酚对TCE-MEP 振幅的影响，及其脊髓抑制机制。

1 材料和方法

1.1 临床资料

选取2021 年1 月-2023 年3 月在北京大望路急诊抢救医院治疗的30例通过后路进行脊柱手术患者作为研究对象，患者或其家属均签署知情同意书。入选标准：①年龄18～75 岁；②术中神经生理监测。排除标准：①美国麻醉师协会(American Society of Anesthesiologists,ASA)4 或5 级；②既往癫痫、脑血管疾病、神经肌肉疾病、下肢周围神经功能障碍或严重心脏病病史；③对本研究中使用的任何药物过敏。

30 例患者中：男性2 例（6.6%），女性28 例（93.4%）；年龄18～75岁，平均34.2±3.6 岁；身高158～180 cm,平均165.4±17.4 cm；体重45.0～70.5 kg，平均56.3±6.0 kg；手术原因，脊柱侧弯24 例（80%），脊柱后凸6例（20%）。

1.2 麻醉方法

患者躺在手术台上并在前臂固定好静脉导管后，使用面罩用5 L/min 氧气进行吸氧。通过持续输注异丙酚和瑞芬太尼[0.4～0.5 μg/（kg·min）]诱导全身麻醉使用TCI 泵给予异丙酚，异丙酚输注开始时TCI 剂量为2.0 mg/L，然后逐渐增加至4.0 mg/L，直到双谱指数(Bispectral index,BIS)值＜60。给予罗库溴铵(0.6 mg/kg)以促进气管插管。气管插管后，麻醉剂量减少。整个研究期间，瑞芬太尼剂量维持在0.2 μg/（kg·min）。

1.3 神经生理监测

使用恒定电压刺激器，通过五个脉冲串(间隔为2 ms，低截止频率为10 Hz，高截止频率为3 kHz)诱发TCE-MEP，将刺激强度设置上限为600 V。将一对螺旋形电极固定在C3(阴极)和C4(阳极)上，粘合剂凝胶Ag-AgCl 电极附着在皮肤上，用于神经肌肉记录。TCE-MEP监测的目标肌肉是拇短展肌、股四头肌、胫骨前肌、展肌、比目鱼肌和腘绳肌。在腘窝处通过腓肠后神经刺激诱发肌电图，并在双侧比目鱼处使用Ag-AgCl电极记录。

记录条件如下：

H-反射波：刺激持续1 ms，低截止频率为20 Hz，高截止频率为3 kHz；F-波：刺激持续0.2 ms，低截止频率50 Hz，高截止频率3 kHz；M-波：刺激持续0.5 ms，低截止频率为20 Hz，高截止频率为3 kHz。H-反射波和M-波刺激强度设置为其振幅达到最大值的强度。

1.4 观察项目

在三种异丙酚浓度(2.0、3.0 和4.0 mg/L)下，观察左侧、右侧和双侧H-反射波、M-波、F-波振幅，以及拇短展肌、股四头肌、胫骨前肌、展肌、比目鱼肌和腘绳肌TCE-MEP振幅。

1.5 统计学方法

采用SPSS 17.0 统计软件进行数据处理，数据以均数±标准差或百分数表示。组间比较采用重复测量的方差分析。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 患者生命体征和血流动力学参数

表1显示患者术中生命体征和血流动力学数据。其中潮气末二氧化碳分压、体温和BIS值随异丙酚剂量增加而降低(所有P＜0.05)。

表1 患者生命体征和血流动力学参数

2.2 不患者肌电图及TCE-MEP振幅变化

随着异丙酚剂量增加，患者左侧、右侧及双侧H-反射波振幅均无统计学差异。同样，对于不同剂量异丙酚，双侧F-波和左侧-M波振幅也无统计学差异。与2.0 mg/L 剂量相比，3.0 mg/L 和4.0 mg/L 剂量患者右侧M-波振幅增加(所有P＜0.05)。随着异丙酚剂量增加，患者不同肌肉TCE-MEP 振幅均降低(所有P＜0.05)。见表2。观察期间患者未发生不良事件。

3 讨论

本研究结果显示，尽管不同剂量异丙酚均抑制了不同肌肉的TCE-MEP 振幅，但不同组患者双侧H-反射波和F-波振幅均无统计学差异。由于已知H-反射波和F-波振幅反映脊髓运动神经元的兴奋性，本研究结果提示，脊髓运动神经元抑制对异丙酚对TCE-MEP振幅的抑制没有很大影响。

异丙酚作为GABAA受体的激动剂，抑制中枢神经系统的兴奋性。大量研究表明，异丙酚通过增强脊髓腹角神经元中GABAA受体介导的紧张性抑制来抑制突触前神经传递[4-5]。以往研究已经证实，异丙酚对脊髓运动神经元有抑制，其中异丙酚主要抑制了H-反射波和F-波振幅[6]。然而，在本研究中，这些诱发肌电图的振幅并未因增加异丙酚给药而降低。以前的研究和现在的研究之间的差异可以通过刺激强度来解释。先前的一项研究表明，脊髓中较小的运动神经元对异丙酚更敏感，而它们的刺激阈值较低；尤其是它们对Ia 纤维上较弱的刺激强度做出反应[7]。因此，当刺激强度变强时，异丙酚对H-反射波抑制作用会降低，因为来自较大运动神经元反应成为主要的H-反射波成分。在本研究中，使用的刺激强度高于先前的研究，将强度设置为H-反射波振幅达到最大值，因为我们旨在研究异丙酚在与TCEMEP 测量类似的最大刺激条件下对运动路径的影响。Dinesh报道称，在异丙酚浓度为6.0 mg/L时未观察到H-反射波振幅的抑制，在9.0 mg/L 下观察到明显的抑制[8]，这支持了我们的研究结果。因此，考虑到TCE-MEP 以最大强度记录，特别是在最大数量的运动神经元被激发情况下，异丙酚可以比脊髓运动神经元更强烈地抑制脊髓上神经传递。

在本研究中，异丙酚降低了TCE-MEP 振幅，而H-反射波振幅没有显著影响。包括异丙酚在内的各种麻醉剂可以抑制TCE-MEP 振幅[9]，因此假设麻醉剂可以比单突触神经传递更强烈地抑制多突触神经传递。一般认为上运动神经元的大多数神经纤维直接终止于脊髓运动神经元。然而，锥体束的一部分可包括多突触通路，并且锥体束一些神经纤维终止于脊髓中间神经元。这些结果表明，经颅电刺激产生的脉冲可以通过单突触和多突触途径进入锥体束，每一种途径都促进了脊髓运动神经元抑制[10]。相比之下，H-反射波和F-波分别只涉及单突触和无突触传递；因此，与TCE-MEP 相比，异丙酚剂量增加不会影响H-反射波和F-波振幅。总之，我们认为异丙酚通过抑制兴奋性神经传递，尤其是在脊髓上运动通路中，而不是通过直接抑制运动神经元本身来抑制TCE-MEP。

总之，本研究结果表明，异丙酚不会影响H-反射波和F-波振幅，而TCE-MEP 振幅会因异丙酚剂量增加而降低。上述结果提示，异丙酚通过抑制脊髓上运动通路而非脊髓运动神经元兴奋性来抑制TCEMEP振幅。