[发明专利]一种椎间孔镜手术中脊髓和神经监护的系统与方法

说明书

本发明公开一种椎间孔镜手术中脊髓和神经监护的系统与方法。在该系统中，肌电电极用于传导目标的肌电信号；角度传感器用于传感目标在进行肢体活动时，相应关节的弯曲角度信号；传声器用于采集手术过程中的语音信息，并将其转换为模拟电信号；采集器用于同步实时采集来自于所述肌电电极、所述角度传感器和所述传声器的模拟电信号，并将这些模拟电信号转换为数字电信号，进而发送给处理器；所述处理器对接收到的数字信号进行分析处理，判断目标是否根据所述语音信息所包含的指令完成相关肢体活动，得到脊髓和神经的状态信息，并经由所述显示器进行显示。本发明能够实时不间断地准确监护脊髓和神经状态。

技术领域

本发明涉及电生理检测技术领域，更具体地，涉及一种椎间孔镜手术中脊髓和神经监护的系统与方法。

背景技术

椎间孔镜手术是治疗脊柱畸形、椎管狭窄、椎间盘突出等脊柱脊髓病变的有效治疗手段。与传统的后路椎间融合术等开放式手术相比，椎间孔镜手术具有术中出血少、创伤小、术后恢复快等优点，获得了越来越广泛的临床应用。但作为微创手术，椎间孔镜手术过程缺乏直视下的解剖标志，操作空间相对狭小，在行椎管减压或椎弓根螺钉置入时，容易损伤神经，造成严重的并发症。

为实时监测手术中的脊髓和神经状态，避免神经损伤，目前主要采用唤醒试验、体感诱发电位(Somatosensory evoked potential，SEP)、运动诱发电位(Motor evokedpotential，MEP)和术中肌电图监测(Electromyogram，EMG)等技术。

唤醒试验通过观察患者的肢体动作完成情况来判别其脊髓和神经功能是否正常。实施唤醒试验时需要术中降低麻醉深度，将患者唤醒后观察其是否可根据医生指令完成相关肢体活动，当自主运动完成，立即加深麻醉深度以完成手术。

体感诱发电位是通过电刺激外周感觉神经或混合周围神经而诱发的锁时电位。它沿大纤维体感通路上行至大脑感觉皮层。在临床应用中，可根据监测脊髓节段和手术要求的不同，给予上肢正中神经或下肢胫后神经等外周神经施加电刺激，在神经干和头皮记录相应的神经电生理信号，通过分析信号特征获知脊髓和神经状态。

运动诱发电位是通过电或磁来刺激大脑运动皮层，在脊髓、外周神经或靶肌肉记录到的运动复合电位。运动皮层在接受刺激后诱发的电位波，下行经内囊到延髓，经锥体交叉后继续于皮质脊髓侧索内下行至脊髓的前角细胞，激活运动神经元导致所支配的肌肉收缩。可在硬膜外腔以及肌肉记录到相应的电位变化，通过分析变化情况获知脊髓和神经状态。

术中肌电图监测通过采集并分析特定肌肉的肌电信号，来识别相关脊髓和神经的状态。根据肌电信号产生方式的不同，可分为自发性和诱发性肌电图监测。前者主要产生于手术过程中牵拉或机械性刺激导致神经根激惹，在神经根支配的肌肉处记录自发肌电活动；后者通过电刺激手术器械或脊神经根，采集分析相应神经根支配肌肉的神经电生理反馈信号，来判断脊髓和神经状态。

经分析，在实际应用中，现有技术主要存在以下缺陷。

1)唤醒试验作为术中脊髓和神经监护的“金标准”，可直接得到患者的中枢及外周神经对肢体活动的控制情况。但这需要通过医生目视或触摸来观察判断，受限于医生的临床经验，可能会出现误判。并且，这种方式只能在患者清醒的有限时间点开展，无法实时不间断地监护脊髓和神经状态。

2)体感诱发电位、运动诱发电位和术中肌电图可实现实时不间断监护，但这些方案均必须通过微弱的神经电生理信号来判别脊髓和神经状态，而这些信号的正常及异常与脊髓和神经的完好及损伤之间的关系并非严格对应，存在假阳性和假阴性的情况。此外，这些信号的幅值比较微弱，通常在几十微伏到几毫伏，容易被手术过程中的各种噪声和伪迹所干扰。例如，噪声和伪迹包括50Hz工频干扰、刺激伪迹、仪器设备的电磁干扰、电极与皮肤界面运动伪迹等，幅值可达上百毫伏，它们的存在增加了神经电生理信号波形识别和测量的难度，影响了脊髓和神经监护的准确性与可靠性。