Criteria for transcranial electrical motor evoked potential monitoring during spinal deformity surgery: A review and discussion of the literature

SummaryTranscranial electrical stimulated motor evoked potential monitoring (TES-MEP) has proven to be a successful and reliable neuromonitoring technique during spinal correction surgery. However, three criteria for TES-MEP monitoring have been described in the literature. This study aims at discussing and comparing the following criteria: (1) the “threshold level criterion” introduced by Calancie et al. (J Neurosurg 88 (1998) 457–70): a more than 100 V over more than 1 h increase of threshold level to get useful TES-MEP responses indicated neurological impairment; (2) the “amplitude criterion”: for TES-MEP monitoring in corrective surgery of the spine, a more than 80% decrease of one or more response amplitudes was considered a valuable criterion for impending neurological deficits by Langeloo et al. (Spine 28 (2003) 1043–50); (3) “the morphology criterion”: introduced in 2005 by Quinones et al. (Neurosurgery 56 (2005) 982–93), it is based on the morphology of the MEP–compound muscle action potentials (CMAP). The criterion was applied during TES-MEP monitoring during intramedullary spinal cord tumour resection. Neurological events are defined by a sharp decrease of response duration and/or waveform complexity and an increase in voltage threshold of 100 V or greater. Although all methods have been reported to be successful during spinal surgery, the threshold criterion and the morphology change criterion carry several drawbacks. We consider the amplitude reduction method to be most useful during corrective spinal surgery. The sequences of observations and decisions during a TES-MEP monitoring that is based on this criterion are schematized in a flowchart.

RésuméLe suivi des potentiels évoqués moteurs obtenus par stimulations électriques transcrâniennes (TES-MEP) s’est révélé une technique de monitorage efficace et fiable durant la chirurgie de correction spinale. Cependant, différents critères d’anomalies sont décrits dans la littérature. Le but de cet article est de présenter et de comparer les critères suivants : (1) un « critère de seuil » proposé en 1998 par Calancie et al. (J Neurosurg 88 (1998) 457–70) : une augmentation de plus de 100 V durant plus d’une heure du voltage à appliquer pour obtenir une réponse analysable est indicative d’un dysfonctionnement neurologique ; (2) un « critère d’amplitude » proposé en 2002 par Langeloo et al. (Spine 28 (2003) 1043–50) : lors de la chirurgie de correction spinale, une diminution de plus de 80 % de l’amplitude d’une ou de plusieurs réponse(s) musculaire(s) est considérée comme un critère valable de déficit neurologique imminent ; (3) un « critère morphologique » proposé en 2005 par Quinones et al. (Neurosurgery 56 (2005) 982–93) et basé sur la morphologie du potentiel composite musculaire. Ce critère a été appliqué à des résections de tumeurs intramédullaires réalisées sous monitorage TES-MEP. Une brusque diminution d’amplitude ou de complexité des réponses est indicative d’un déficit neurologique, ainsi qu’une augmentation d’au moins 100 V du seuil d’obtention des réponses. Même si toutes ces méthodes se sont révélées efficaces durant la chirurgie de la moelle, le critère de seuil et le critère morphologique présentent des inconvénients sérieux. Nous considérons que le critère d’amplitude est le plus efficace durant la chirurgie de correction. Nous présentons sous forme d’un algorithme décisionnel, la séquence des observations et décisions, basées sur ce critère, au cours d’un monitorage TES-MEP.