神經(jīng)電生理監(jiān)測技術在胸腰椎骨折微創(chuàng)椎弓根螺釘置入術中的應用

·臨床研究·

神經(jīng)電生理監(jiān)測技術在胸腰椎骨折微創(chuàng)椎弓根螺釘置入術中的應用

金掌,張立巖,葉亞云,盧旭華

作者單位:323000浙江,麗水市人民醫(yī)院骨科(金掌, 張立巖, 葉亞云)；第二軍醫(yī)大學附屬長征醫(yī)院脊柱外科(盧旭華)

通信作者:張立巖 doctzhang@sohu.com.cn

【摘要】目的探討神經(jīng)電生理監(jiān)測技術在脊柱微創(chuàng)椎弓根置釘術中的應用價值。方法回顧分析2011年2月～ 2014年2月浙江省麗水市人民醫(yī)院骨科收治的胸腰椎爆裂性骨折并行胸腰椎椎弓根置釘術患者資料52例,在經(jīng)皮置釘過程中實時自發(fā)肌電(spontaneous electromyography, sEMG)和觸發(fā)肌電(triggered electromyography, tEMG)監(jiān)測、體感誘發(fā)電位(somatosensory evoked potential, SEP)檢測。隨訪患者術后臨床神經(jīng)功能及置釘椎體薄層CT。結果術后9例患者SEP波幅較術前波幅升高,提示癥狀可能較術前改善,術后隨訪證實麻木感較術前改善。術中抓獲暴發(fā)肌電3例,確認釘?shù)榔票凇?22枚螺釘置入中,經(jīng)CT提示有21枚螺釘穿破椎弓根,tEMG陽性23例,假陽性2例,并且螺釘破壁后位置與tEMG閾值無明顯關聯(lián)。按美國脊髓損傷學會(America spinal injury association, ASIA)分級隨訪患者神經(jīng)功能,術前A級2例、B級3例、C級8例、D級30例、E級9例；末次隨訪A級1例、B級1例、C級2例、D級17例、E級31例,差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。結論 EMG和SEP有各自的作用,聯(lián)合監(jiān)測具有互補作用,為指導脊柱椎弓根鏍釘置入術的進程和提高手術安全性起到一定作用。

【關鍵詞】胸椎； 腰椎； 脊柱骨折； 監(jiān)測,手術中； 內(nèi)固定器

基金項目:麗水市科技局公益技術項目(2012JYZB80)

作者簡介:金掌(1982—),碩士,主治醫(yī)師

【中圖分類號】R 683.2【文獻標志碼】A

DOI【】

收稿日期：(2014-04-13)

Application of neurophysiological monitoring in implantation of pedicle screw in thoracolumbar spine surgeryJINZhang*,ZHANGLi-yan,YEYa-yun,LUXu-hua.*DepartmentofOrthopaedics,People’sHospitalofLishuiCity,Lishui323000,Zhejiang,China

Abstract【】ObjectiveTo investigate the application of neurophysiological monitoring in the implantation of pedicle screw in minimally invasive spine surgery. MethodsTo investigate the 52 patients who need percutaneous implantation of pedicle screw from February 2011 to February 2014. Both spontaneous electromyography(sEMG), stimulus triggered electromyography (tEMG), and somatosensory evoked potential(SEP) were monitored in the process of implantation. Then the cases were followed up with neurological status and the location of pedicle screw by CT. ResultsThe wave amplitude of SEP was increased during intraoperative monitoring in 9 cases. Nine cases showed relieved symptoms of numbness after surgery．EMG was successfully induced and recorded in all the cases. Explosive compound muscle action potentials was found in 3 cases which confirmed the burst of pedicle.CT showed 21 screws piercing the pedicle in the 222 screws.Twenty-three cases show positive EMG while 2 cases showed false positive results. There were no direct relationship between the position of screws pulled out and threshold value of stimulus triggered EMG. According to American spinal injury association(ASIA) score, there were 2 cases rated of Grade A, 3 cases Grade B, 8 cases Grade C, 30 cases Grade D and 9 cases Grade E before operation. In comparison 1 case had Grade A, 1 case had Grade B, 2 cases had Grade C, 17 cases had Grade D and 31 cases had Grade E at final follow-up.ConclusionSEP, especially combined with EMG during spinal surgery can effectively reduce the mechanical damage to the nerves and increase the success rate of implantation of pedicle screw in minimally invasive spine surgery.

【Key words】Thoracic vertebrae; Lumbar vertebrae; Spinal fractures; Monitoring, intraoperative; Internal fixators

J Spinal Surg, 2015,13(3):158-160

脊柱微創(chuàng)外科理念是盡量減少神經(jīng)功能損傷,最大限度為患者解除病痛,把診治疾病的風險和療效比降到最低。術中保護神經(jīng)功能的完整性尤為重要。椎弓根技術是脊柱外科重要技術之一,有研究顯示徒手置釘技術的螺釘誤置率高達38.18%[1]。近年術中神經(jīng)電生理監(jiān)測技術應運而生,已成為微創(chuàng)外科不可或缺的手段,同時為指導椎弓根螺釘置入手術的進程和提高手術的安全性奠定了基礎。本研究回顧分析了浙江省麗水市人民醫(yī)院收治的胸腰椎椎弓根置釘手術中應用了神經(jīng)電生理監(jiān)測技術的患者資料52例,現(xiàn)將初步結果報告如下。

1資料與方法

1.1一般資料

收集2011年2月～ 2014年2月在浙江省麗水市人民醫(yī)院骨科接受治療的胸腰椎爆裂性骨折并行胸腰椎椎弓根置釘術患者資料52例,其中男30例,女22例;年齡26～75歲,平均49.0歲。損傷部位(主傷椎)：T113例,T1214例,L19例,L218例,L38例。所有患者術前行X線、三維CT及MRI檢查,均診斷為胸腰椎暴裂性骨折。特別是三維CT檢查,排除傷椎上下椎有椎弓根破裂病例。45例行4釘固定，7例T12骨折行6釘固定,共置釘222枚。椎體椎弓根釘數(shù)T106枚,T1128枚,T1224枚,L164枚,L248枚,L336枚,L416枚。

1.2監(jiān)測方法

所有患者采用氣管插管全身麻醉,氣管插管使用1次短效肌松藥后暫停使用,低劑量麻醉氣體吸入,注射用鹽酸瑞芬太尼50 mg/(kg·h)維持鎮(zhèn)痛,必要時低劑量5 mg/(kg·h)丙泊酚注射液持續(xù)泵入,監(jiān)控血壓,于非深度肌松狀態(tài)下采用加拿大艾博爾公司提供的Xltek臺式肌電誘發(fā)電位儀進行全程術中肌電監(jiān)測。經(jīng)皮將13.00 mm×0.40 mm針式記錄電極和參考電極分別根據(jù)需要選擇性插入肋間肌、腹直肌、股長收肌、股直肌、股二頭肌、脛骨前肌和腓腸肌內(nèi)側(cè)頭的肌腹中部及肛門括約肌的兩側(cè)并使用膠布固定,記錄電極和參考電極相距約0.5 cm。將前述電極連接至多通道肌電誘發(fā)電位儀。刺激電流頻率為2 Hz、時程0.2 ms的方波脈沖電刺激。

打入椎弓根螺釘球頭刺激器刺激強度限制為0～60 mA,電刺激強度為逐級遞增。肌電監(jiān)測掃描速度為0.5 s/div,振幅20 μV。

體感誘發(fā)電位(somatosensory evoked potential, SEP)電極安放點：由于均為胸腰段病例,未常規(guī)檢測上肢SEP 。下肢SEP(脛后神經(jīng))采用國際標準[2],記錄電極CZ位于兩耳尖及額正中線交點, 參考電極FZ位于額中線發(fā)際線上2 cm。技術參數(shù)包括刺激強度(下肢<40.0 mA)、刺激頻率(2.1～4.7 Hz)、刺激間期(0.1～0.2 ms)、帶通(30～1 500 Hz)、靈敏度( 1～5 μV)。

腰骶椎螺釘觸發(fā)肌電(triggered electromyography, tEMG)參照Lenke等[3]閾值標準：>8.0 mA,全部在骨道內(nèi)；4.0～8.0 mA,可能破壁；<4.0 mA ,極可能破壁。下胸椎(T10～12)螺釘觸發(fā)肌電閾值參照Samdani等[4]標準：>10.2 mA,全部在骨道內(nèi)；6.0～10.2 mA,并低于閾值40%,可能破壁,<6.0 mA,極可能破壁。

1.3觀察指標及隨訪

實時記錄EMG監(jiān)測中動作電位出現(xiàn)的時間、頻率、振幅、肌群,SEP記錄峰潛伏期及波幅,存檔并分析數(shù)據(jù)。記錄患者臨床神經(jīng)恢復情況。術后復查薄層CT,明確椎弓根螺釘位置與內(nèi)側(cè)壁關系。術前及末次隨訪時患者神經(jīng)功能恢復情況采用ASIA評分[5]并歸檔。

1.4統(tǒng)計學處理

采用SPSS 11.5統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進行分析,采用配對秩和檢驗,檢驗水準α=0.05。

2結果

對L1及以上節(jié)段損傷、結合腰椎MRI檢查涉及腰膨大的26例患者(122枚螺釘)行SEP監(jiān)測，23例患者順利誘發(fā)并記錄，3例患者未獲得波形。其中2例患者術中出現(xiàn)波峰明顯變低，下降>50%，潛伏期明顯延長，延長10%(見圖1a)，術中均提醒術者,停止操作后SEP均恢復，術后隨訪患者神經(jīng)功能未惡化，有一定程度恢復。1例患者術中SEP波幅出現(xiàn)下降，P40波峰變平直，但術后證實患者神經(jīng)功能良好。9例患者術后SEP波幅較術前波幅明顯升高，提示患者癥狀可能較術前改善，術后隨訪患者訴麻木感較術前改善。術前患者神經(jīng)功能參照ASIA[5]分級，A級2例，B級3例，C級8例，D級30例，E級9例，末次隨訪患者，A級1例，B級1例，C級2例，D級17例，E級31例。經(jīng)配對秩和檢驗，Z=-5.754，P=0.015術前及末次對比神經(jīng)功能差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。

所有患者均成功實時記錄sEMG，其中23枚螺釘在椎弓根擴口、攻絲過程中即刻出現(xiàn)大串動作電位，加行tEMG，其中<4 mA 6枚，4.0～5.0 mA 7枚，5.0～6.0 mA 8枚，提示椎弓根壁破裂，探查后證實內(nèi)側(cè)壁破裂；6.0～8.0 mA 2枚，患者在椎弓根擴口時出現(xiàn)大串動作電位，停止依靠患者，加行tEMG，電流值10 mA，探查椎弓根內(nèi)壁未破。敏感性100%(21/21)，特異性99.0%(199/201)， 假陽性率 1.0%(2/201)。

術后CT檢查222枚螺釘位置，破壁21枚，沒破壁201枚。tEMG檢出23枚，手術醫(yī)生檢出9枚。正常未報警螺釘術后復查CT見螺釘在骨道內(nèi)，內(nèi)壁及外壁等完整(見圖1b)。

a: 預警后改變置釘通道(T12)b: 無預警正常置釘通道(L4)

a:Changed screw channel after warning(T12)b: Normal screw channel without warning(L4)

圖1典型病例影像學資料

Fig.1Radiologic data of typical patient

3討論

早期發(fā)現(xiàn)脊髓可逆性損傷、判斷損傷程度、有效預防醫(yī)源性損害是脊柱脊髓手術監(jiān)測重要目的。SEP已被證實是判斷脊髓損傷程度可靠指標之一[6]。本研究病例中23例均獲得可記錄分析P40波。3例未獲得波形的病例中,1例未獲得任何波形,考慮可能與手術室干擾波有關；2例獲得低矮P40波峰,但術后誘發(fā)波形和術前重疊良好。2例患者術中P40波幅下降約50%,暫停手術操作,并更改釘?shù)篮蟾纳?術后復查CT提示原釘?shù)纼?nèi)壁破裂(圖1a),考慮波幅下降與螺釘壓迫脊髓后角內(nèi)側(cè)有關。但有時椎弓根破壁并不壓迫脊髓，此時SEP敏感性效低，且SEP監(jiān)測,波幅低,只有微伏級,容易受外界干擾,不穩(wěn)定,需要平均疊加,因此對腰椎手術,涉及脊神經(jīng)時,使用EMG實時監(jiān)測顯得尤為重要。

EMG具有很強的實時性,本組3例患者在手術攻絲操作時,即刻出現(xiàn)頻發(fā)高幅動作電位,考慮牽涉重要神經(jīng)結構,停止操作,并進行探子探壁后發(fā)現(xiàn)椎弓根內(nèi)壁破裂。但sEMG假陽性發(fā)生率較高,包括電刀干擾及沖洗等操作,均可誘發(fā)。本組病例有2例假陽性,考慮與術者操作時臺上人員倚靠患者相應體位,觸發(fā)肌肉活動有關。因此,需要監(jiān)測者實時分析手術進程,并結合EMG表現(xiàn),綜合判斷。呂宏等[7]認為腓腸肌表面EMG可用于評估腰椎椎間盤突出癥的手術效果。

tEMG已經(jīng)在臨床中廣泛應用,本組病例中,胸椎及腰椎椎弓根釘采用不同標準,但臨床中發(fā)現(xiàn),可采用6.0 mA作為胸椎及腰椎的統(tǒng)一界值,本組在>6.0 mA時,出現(xiàn)2例誤判為椎弓根破壁，術后CT證實未破壁,為假陽性病例。Duffy等[8]認為在胸椎及腰椎螺釘監(jiān)測中,將6.0 mA定義為閾值警戒界線更為合理,并指出偏出侵犯椎弓根壁<2 mm的螺釘應該視為正常置入螺釘。但其研究的病例為小兒畸形矯形手術,小兒椎管可塑性強,但是對高齡患者,椎管退讓空間小,對胸椎本研究堅持不侵犯椎弓壁,當界值電流<6 mA時，要反復檢查椎弓根四壁，確保安全。同時,通過研究病例,結合術后CT結果,表明椎弓根破內(nèi)壁及外側(cè)壁在tEMG中無法分辨,這可能與tEMG傳導原理有關,短距離的電阻差別不大,而電流恒定情況下,發(fā)生動作電位也相應一致,所以只能作為一個提醒,術者需自行探查椎弓根壁。而且椎弓根突破內(nèi)壁后,螺釘位置與神經(jīng)/脊髓侵犯程度無明顯相關性,必要時還是需要反復進行術中透視及探子探查來進行確認。而且臨床上一旦椎弓根釘穿破椎弓根壁,改道后再使用tEMG監(jiān)測判斷已不大可能,這也是局限。Gandhi等[9]報道EMG在腫瘤切除術中應用,能有效防止術中神經(jīng)功能損傷。

本組病例術后隨訪神經(jīng)功能術后末次隨訪較術前改善,但這于術中監(jiān)測無明顯關聯(lián)性,但SEP可能有一定提示作用。最近Caizhong等[10]研究顯示SEP聯(lián)合改良Barthel指數(shù)可有效評估脊髓神經(jīng)修復進展。

神經(jīng)電生理監(jiān)測技術在術中廣泛應用,需要注意手術室環(huán)境,連接好地線。當EMG和SEP發(fā)出警報時,電生理檢測人員提醒術者的同時注意檢查麻醉深度、體溫、血壓、肌松劑的使用、電極接觸等情況對監(jiān)測結果的影響,并進行重復多次記錄,盡量減少監(jiān)測誤差。同時做好術前、術中、術后的對比分析。對出現(xiàn)缺氧改變等異常圖像,有必要請專家分析。

sEMG監(jiān)測及tEMG監(jiān)測對神經(jīng)根牽拉及干擾較敏感并實時監(jiān)測,而SEP對監(jiān)測脊髓后束的感覺通路的完整性相當敏感。在胸腰段后路手術中,往往涉及重要神經(jīng)根和脊髓。所以sEMG和tEMG對神經(jīng)根損傷監(jiān)測的實時性及SEP對脊髓損傷監(jiān)測的敏感性都很重要，有其各自的作用,聯(lián)合監(jiān)測具有互補作用,使得術中監(jiān)測更加及時準確。

綜上,神經(jīng)電生理學監(jiān)測技術實時評估術中處于危險狀態(tài)的神經(jīng)系統(tǒng)功能的完整性,可避免對神經(jīng)組織醫(yī)源性的損傷,降低術后永久性神經(jīng)功能缺失。本研究病例偏少,同時神經(jīng)電生理監(jiān)測受外界影響較大,也會受監(jiān)測者主觀影響,可重復性差。

參 考 文 獻

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(本文編輯張建芬)