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【医学新观点】重度胸椎畸形全椎体截骨术中神经电生理 监测事件的危险因素分析

2022-04-23 07:17:30

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周六脊柱外科


作者:黄紫房 

单位:中山大学附属第一医院脊柱外科 

【摘要】

目的

评估多模式术中神经电生理监测(intraoperativeneurophysiologicalmonitoring,IONM)对重度胸椎畸形 全椎体截骨术中脊髓功能监测的有效性,探讨影响术中监测数据变化的危险因素及原因。


方法

回顾性分析2010年1月 至2015年3月接受后路全椎体截骨(posteriorvertebralcolumnresection,PVCR)术治疗的82例重度胸椎畸形患者的病历资 料,男45例,女37例;年龄8~66岁,平均22.6±9.6岁。术后至少随访1年,平均40.7±18.2个月。病因分类:特发性36例、先 天性20例、结核性4例、神经纤维瘤型9例、神经肌肉型13例。术中均采用体感诱发电位(somatosensoryevokedpotentials, SEP)+运动诱发电位(motorevokedpotentials,MEP)+下传神经性源诱发电位(descendingneurogenicevokedpotentials, DNEP)多模式监测,采用触发肌电图(triggerEMG,tEMG)和自发肌电图(spontaneousEMG,sEMG)对椎弓根钉置入准确性 及神经根安全性进行评估。根据神经电生理监测结果进行脊髓损伤危险因素及原因分析,并提出针对性的预防处理对 策。


结果

所有患者术中均成功进行SEP+MEP+DNEP+tEMG+sEMG联合监测。侧凸和后凸分别从术前平均122.3°± 27.6°和123.4°±27.8°矫正至术后平均55.1°±21.5°和53.8°±19.7°,矫正率分别为55.4%和56.2%,平均截骨(1.33±0.6)个椎 体。27例(32.9%)术中发生39例次阳性监测事件,其原因为椎弓根螺钉置入异常6例次、术中低血压2例次、截骨操作碰 触5例次、骨刀截骨震荡4例次、骨性压迫7例次、截骨端半脱位4例次、止血纱布压迫脊髓3例次、脊髓皱褶4例次、矫形4 例次。经术中及时处理后,术后有11例出现新的神经功能障碍(不全瘫1例、一过性脊髓损伤8例和神经根损伤2例)。阳 性监测事件的危险因素包括术前侧凸和后凸角度较大、术中截骨缩短距离较长、术前需行Halo重力牵引、术中置钉较多及 截骨位置较高。


结论

多模式IONM可及时有效预警脊髓损伤,重度胸椎畸形PVCR术中的神经损伤风险主要在截骨和 截骨区靠拢阶段,其中手术操作是导致IONM阳性监测事件的最主要原因。 

重度脊柱畸形解剖结构复杂、畸形僵硬,且常 伴有严重的心肺及消化道功能障碍,该类患者的治 疗最终需要手术矫形。随着内固定器械和矫形技 术的发展,尤其是椎弓根钉-棒内固定系统和全椎 体切除术的广泛运用,重度脊柱畸形手术矫形效果 得到了明显提高。然而,复杂的螺钉置入、截骨及 矫形操作均明显增加了脊髓神经损伤的风险,据文 献报道其神经并发症发生率为4.0%~21.2%。 为了控制及减少医源性神经并发症的发生, 术中神经电生理监测应运而生。大量研究表明体 感诱发电位(somatosensoryevokedpotentials,SEP)和 运动诱发电位(motorevokedpotentials,MEP)可有效 监测脊髓功能,但单纯SEP或MEP监测均存在一定 不足。SEP主要监测脊髓后束感觉通路的完整性, 而易忽略脊髓前束运动通路的损伤;而MEP虽然 对脊髓前束运动通路损伤及缺血的敏感性高, 但其在实施过程中极易受麻醉、血压等因素影响而 致假阳性率高,对手术进程干扰大。下传神经性 源诱发电位(descending neurogenic evoked poten⁃ tials,DNEP)监测对脊髓损伤具有较好的敏感性和 特异性,较低的假阳性率有助于减少MEP过于敏感 对手术的干扰,但DNEP无法解决假阴性的问题。故为了弥补单一脊髓监护模式的不足,多模 式术中神经电生理监测备受推荐。 重度胸椎畸形因胸段脊髓对缺血敏感、椎管较 为狭小、侧凸更为僵硬等因素,致使其手术截骨矫 形的神经损伤风险大为增加。多模式IONM可有效 减少术后神经并发症的发生率,但其在重度胸椎畸 形后路全椎体截骨(posteriorvertebralcolumnresec⁃ tion,PVCR)矫形术中的应用仍少见报道。本研究 通过回顾性分析82例重度胸椎畸形接受PVCR矫 形手术并于术中进行神经电生理监测患者的相关资料,目的在于:①评价重度胸椎畸形PVCR矫形术 中多模式IONM的作用及局限性;②探讨重度胸椎 畸形PVCR矫形术中IONM阳性监测事件的原因、处 理措施及其危险因素。


资 料 与 方 法


纳入及排除标准 

纳入标准:①胸椎畸形术前侧凸Cobb角>80° 或后凸Cobb角>80°;②侧凸主弯或后凸位于胸段, 且行胸椎PVCR手术;③术中采用SEP+MEP+DNEP 联合监测,并可获得稳定基线者;④具有完整的术 中监测记录、手术记录、麻醉记录、手术前后X线片 及神经功能随访评估资料;⑤术后至少随访1年。 排除标准:①重度胸椎畸形接受非PVCR手术 者;②术中无法获得稳定SEP+MEP+DNEP监测基 线者;③术中监测记录、手术记录、麻醉记录及影像 学、神经功能评价随访资料不完整者;④随访时间 不足1年者。 


一般资料 

回顾性收集2010年1月至2015年3月期间我 中心收治的重度胸椎畸形患者214例,其中采用 PVCR矫形手术患者122例,按上述纳入及排除标准 共82例患者纳入本研究。男45例,女37例;年龄8~ 66岁,平均22.6±9.6岁。按病因分类包括特发性36 例、先天性20例、结核性4例、神经纤维瘤型9例、神 经肌肉型13例。侧凸10例、后凸6例、侧后凸66 例。术前冠状面主弯平均为122.3°±27.6°(28°~ 174°),矢状面后凸平均为123.4°±27.8°(73°~ 180°)。38例(46.3%)患者术前因肺功能低下,即用 力肺活量(forcedvitalcapacity,FVC) <40%[21],行重 力头颅环牵引。 


麻醉方案 

为了避免吸入麻醉对MEP的干扰,所有手术均采用全静脉麻醉。诱导麻醉常规使用丙泊酚(1.5~ 2mg/kg)、(3~5μg/kg)和顺阿曲库铵(0.15~ 0.2mg/kg),麻醉维持为丙泊酚5~6mg·kg-1·h-1、瑞 0.2~0.5μg·kg-1·min-1。麻醉诱导时应用非去 极化肌松药辅助气管插管,之后全程尽量避免肌松 药物的使用(仅在显露阶段根据需要可适当给予), 以减少肌松剂对诱发电位的影响。 


术中电生理监测方法 

术中应用EndeavorCR监护仪(Nicolet公司,美 国)进行监护,均采用SEP+MEP+DNEP联合多模式 监测。 1.SEP监测:刺激电极置于跟腱与内踝之间;记 录电极置于脑电图国际10⁃20系统的Cz和Fz。刺激 频率4.7~5.1Hz,刺激强度25~40mA,持续时间0.3 ms,进行50~200次叠加。 2.MEP监测:刺激电极置于脑电图国际10⁃20系 统的C3和C4;记录电极置于大、小鱼际肌,胫前肌, 足底短屈肌。滤波20~1000Hz,扫描时间100 ms,刺激强度为100~400V,单次刺激,无叠加。 3.DNEP监测:刺激电极置于颈椎皮下、棘突或 硬脊膜;记录电极置于腘窝。刺激频率4.7~5.1Hz, 持续时间0.5~0.7ms,叠加100次。 


术中阳性监测事件的标准

SEP:以手术显露前记录到的SEP值作为监护 基准,波幅下降>50%和(或)潜伏期延长>10%。 

MEP:当单侧或双侧下肢的MEP消失,排除麻 醉、血压和仪器等非手术因素影响后重复或加大刺 激强度仍记录不到MEP,且10min内无法恢复。

DNEP:波幅较基线下降>80%,潜伏期延长> 10%。 


阳性监测事件及术后神经并发症的评估

IONM由专业的电生理技师在手术室实施,并 在术中实时记录IONM数据变化及其对应的相关手 术操作、患者生命体征、麻醉及仪器情况。同时详 细记录术者、麻醉医生、电生理技师对每一个监测 事件的处理措施及其处理后的IONM变化情况。术 中阳性监测事件经处理后无恢复则行唤醒试验。 术毕常规进行唤醒试验及四肢神经功能评 估。术后3、 6、 9及12个月门诊复查,摄站立位全脊 柱正、侧位X线片并进行临床神经功能评估,脊髓功 能评估采用Frankel分级法。 


统计学处理 

采用SPSS17.0(SPSS公司,美国)统计软件包进 行统计分析,计量资料符合正态分布者采用(x -±s)表

示;连续性数据采用t检验,二分类资料采用χ2检验 或者F检验;检验水准α值取双侧0.05。


结果

手术情况 

82例患者均顺利完成手术,均成功进行了 SEP+MEP+DNEP多模式监测,即在手术条件下可以 引导出可重复的SEP、MEP和DNEP基线信号。手 术时间平均为(505±105)min,术中失血量平均为 (2911±1358)ml。按截骨部位不同分为三类,上胸 椎(T1~T4)4 例 、中 胸 椎(T5~T8)30 例 和 下 胸 椎 (T9~T12)48例。平均切除(1.33±0.6)个椎体,术中截 骨区脊髓短缩平均为(3.8±0.7)cm。其中29例进行 截骨区前柱重建,植入钛网11个、cage18个。 


畸形矫正情况

本组82例患者术后均获得随访,随访时间12~ 74个月,平均40.7±18.2个月。 术后即刻冠状面主弯平均为55.1°±21.5°(0°~ 145°),矫正率为55.4%±14.3%;末次随访时平均为 52.8%±15.6%,侧凸矫正丢失率2.5%±2.5%。 术后即刻矢状面后凸平均为53.8°±19.7°(15°~ 105°),矫正率为56.2%±14.1%;末次随访时平均为 53.5%±15.2%,后凸矫正丢失率2.7%±5.4%。 


IONM阳性监测事件发生情况 

本组82例患者中27例在术中发生39例次阳性 监测事件,监测阳性率为32.9%。SEP、MEP、DNEP 均阳性报警29例次,SEP、MEP阳性报警2例次,单 独MEP阳性报警8例次。 经术中处理后,27例患者中12例术毕阳性报警 异常信号获得完全恢复,术后均无神经功能异常发 生; 9例术毕阳性报警异常信号仍然存在,但有部分 恢复(6例出现术后一过性脊髓损害, 3例术后无神 经并发症发生); 6例术毕阳性报警异常信号无恢复 (3例SEP、MEP、DNEP均阳性报警的患者,术后均 出现程度较明显的脊髓功能损害;另3例为截骨时 出现MEP阳性至矫形结束均未恢复,但SEP和 DNEP正常,唤醒试验无异常,术后均无神经功能异 常发生)。 9例(11.0%, 9/82)术后出现 脊髓损害表现的患 者,术中均出现SEP、MEP和DNEP阳性报警,且在 逆转手术操作、脊髓减压、提高平均动脉压和甲基 泼尼松龙冲击治疗[23]后均未能恢复至基线值,术中 唤醒试验均存在阳性表现。而单纯SEP+MEP阳性 报警或MEP阳性报警的患者术后均无神经并发症发生。 


导致IONM阳性监测事件的危险因素 

按是否发生IONM阳性监测事件分为两组,阳 性组(27例)和阴性组(55例)。然后将两组病例的 基本资料、影像学参数和手术情况进行对比分析, 评估导致术中神经监测阳性事件的可能风险因素。 统计分析结果显示,阳性组和阴性组在年龄、 性别、诊断及侧弯类型方面的差异均无统计学意义 (P均>0.05,表1)。但阳性组较阴性组术前具有更 大的侧凸角度(P=0.003,表1)和后凸角度(P=0.006, 表1),术前更多患者需行Halo重力牵引(P=0.004, 表1),术中截骨区短缩距离更长(P=0.000,表1),术 中需置入更多的椎弓根螺钉(P=0.036,表1),截骨 节段更高(P=0.031,表1)。此外,对阳性组患者的 资料分析显示该组患者的侧凸和后凸矫正率更高、主弯柔韧性更差、术中出血量更多和手术时间更 长,但这些指标与阴性组比较差异均无统计学意义 (P均>0.05,表1)。



导致术中阳性监测事件的原因及术后神经 并发症情况

讨论

术中多模式脊髓监护的作用及其局限性

已有文献报道指出IONM可有效减少不同脊柱 手术过程中潜在的神经损伤。然而,关于重度胸椎 畸形PVCR截骨手术中监护的报道目前仍较少。本 研究回顾性分析我中心82例成功进行SEP+MEP+DNEP多模式监测的重度胸椎畸形PVCR患者,共 27例(32.9%)术中发生39例次阳性监测事件,高于 一般脊柱手术(2.2%) 和Lenke等报告的27%重度 脊柱畸形PVCR患者手术的发生率,这也提示重 度胸椎畸形PVCR手术具有更高的神经损伤风险。 本研究结果显示IONM有助于降低不可逆性脊 髓损伤的发生率。SEP+MEP+DNEP联合监测使术 中39例次阳性监护事件得以及时发现及处理,将脊 髓损伤风险降至术后的9例(除了2例神经根牵拉 损伤),有效地控制了术后不可逆性脊髓损伤的发 生。值得注意的是,我们结果中有74.4%(29/39)的 阳性监测事件发生于截骨和截骨区闭合阶段,提示 此两个阶段是胸椎PVCR手术的最危险操作,也是 为何重度胸椎PVCR手术矫正风险大的原因,此结 果与Lenke等之前的报道相似。 术中2例神经根牵拉损伤未能被TriggerEMG、 FreeEMG监测及时发现,考虑可能是术中及术毕查体时患者髋、膝关节处于屈曲位,神经根张力较小, 未能引起神经根电位的改变,同时术毕查体时患者往往因气管插管和麻醉尚未消除,难以准确反馈神 经根牵拉症状。这也提醒我们在术毕患者较为清醒的情况下进行准确的下肢伸直位神经功能检查 及问诊的重要性。


术中阳性监测事件的原因分析及处理措施

对阳性监测事件进行原因分析,结果显示不稳 定的血压、螺钉位置异常、截骨操作、脊髓震荡、骨 性压迫、截骨端半脱位、止血纱压迫、脊髓皱褶和较 大矫形是其常见原因。因此,监测报警时术者的快 速反应对于减少术中和术后神经功能不可逆性损 伤非常重要。 1.在置钉阶段,因为凹侧椎弓根细小(置钉阶段 6次阳性监测事件中5次发生于凹侧),脊髓和大动 脉贴近椎管凹侧(多数患者为右胸弯),凹侧螺钉置 入损伤脊髓、血管风险大,提示我们在手术方案设 计时可以适当增加凸侧置钉,进行凸侧矫形。 2.为了减少因术中出血(本组重度胸椎畸形 PVCR术中出血量平均约3000ml)导致的监测数据 波动,术中有必要维持动脉压>80mmHg,保持脊髓 灌注,同时术中使用大剂量氨甲环酸和血液回收装 置也是控制出血的一个较好的选择。 3.在截骨区闭合时为防止脊髓皱缩,我们的经 验是尽量控制截骨距离,必要时可进行前方cage或 钛网重建,并在截骨区闭合前适当行椎板扩大减 压。此观点也被Alemdaroglu等所推荐,其报告采 取VCR短缩+远、近端各半个椎板切除后的脊髓后 凸皱褶角度为92.4°±2.7°;当截骨区一端或两端进 一步扩大半个椎板切除后,脊髓后凸皱褶角度下降 至24.6°±1.82°和20.2°±2.39°。 4.在复杂的三柱截骨操作时为了避免截骨端不 稳定而发生错位,应用临时棒非常重要。 5.截骨时应用磨钻行后纵韧带前的潜行操作, 有助于避免传统骨刀截骨可能引起的脊髓震荡损 伤,并可减少椎体松质骨和硬膜外静脉丛的出血。 6.硬膜外静脉丛止血应用止血蛋白凝胶替代凝 胶海绵和止血纱也可潜在减少脊髓压迫的风险。 7.逐步闭合截骨间隙,并实时探查确保脊髓处 于游离状态,有利于避免截骨后脊髓漂移、截骨端 半脱位导致的脊髓压迫损伤。 8.凸侧合拢矫形和原位弯棒技术有助于预防撑 开和较大矫形所导致的脊髓损伤。


本研究的临床价值及局限性

本研究的优点在于涵盖了较大样本量的重度 胸椎畸形PVCR手术病例,这些患者具有在不同手 术阶段的详细监测数据、干预信息以及神经功能随 访记录,可准确地获得IONM阳性报警的危险因素信息。不足之处在于本研究为回顾性和单中心数 据,无法获知研究结果是否与其他中心、其他医生 相似。尽管如此,本研究结果仍然揭示了重度胸椎 畸形PVCR术中脊髓功能通过MIOM监测行之有 效,同时也有助于脊柱外科医生进一步认识PVCR 手术的操作风险。 重度胸椎畸形PVCR手术对于脊柱外科医生来 说是“高风险”操作,多模式术中监测可以有效降低 这种风险。有效的监测、及时的预警和术者的快速 处理,可以减少不可逆性神经损伤的发生。截骨和 截骨区闭合阶段74.4%的阳性监测事件发生率提示 此两个阶段在手术过程中脊髓神经损伤风险最 高。94.9%的阳性监测事件源于手术操作表明仔细 和熟练的手术技巧非常重要。



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