·臨床研究·

神經(jīng)電生理監(jiān)測(cè)技術(shù)在胸腰椎骨折微創(chuàng)椎弓根螺釘置入術(shù)中的應(yīng)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(xué)附屬長(zhǎng)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(cè)技術(shù)在脊柱微創(chuàng)椎弓根置釘術(shù)中的應(yīng)用價(jià)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(shù)患者資料52例,在經(jīng)皮置釘過程中實(shí)時(shí)自發(fā)肌電(spontaneous electromyography, sEMG)和觸發(fā)肌電(triggered electromyography, tEMG)監(jiān)測(cè)、體感誘發(fā)電位(somatosensory evoked potential, SEP)檢測(cè)。隨訪患者術(shù)后臨床神經(jīng)功能及置釘椎體薄層CT。結(jié)果術(shù)后9例患者SEP波幅較術(shù)前波幅升高,提示癥狀可能較術(shù)前改善,術(shù)后隨訪證實(shí)麻木感較術(shù)前改善。術(shù)中抓獲暴發(fā)肌電3例,確認(rèn)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(guān)聯(lián)。按美國(guó)脊髓損傷學(xué)會(huì)(America spinal injury association, ASIA)分級(jí)隨訪患者神經(jīng)功能,術(shù)前A級(jí)2例、B級(jí)3例、C級(jí)8例、D級(jí)30例、E級(jí)9例；末次隨訪A級(jí)1例、B級(jí)1例、C級(jí)2例、D級(jí)17例、E級(jí)31例,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。結(jié)論 EMG和SEP有各自的作用,聯(lián)合監(jiān)測(cè)具有互補(bǔ)作用,為指導(dǎo)脊柱椎弓根鏍釘置入術(shù)的進(jìn)程和提高手術(shù)安全性起到一定作用。

【關(guān)鍵詞】胸椎； 腰椎； 脊柱骨折； 監(jiān)測(cè),手術(shù)中； 內(nèi)固定器

基金項(xiàng)目:麗水市科技局公益技術(shù)項(xiàng)目(2012JYZB80)

作者簡(jiǎn)介:金掌(1982—),碩士,主治醫(yī)師

【中圖分類號(hào)】R 683.2【文獻(xiàn)標(biāo)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(fēng)險(xiǎn)和療效比降到最低。術(shù)中保護(hù)神經(jīng)功能的完整性尤為重要。椎弓根技術(shù)是脊柱外科重要技術(shù)之一,有研究顯示徒手置釘技術(shù)的螺釘誤置率高達(dá)38.18%[1]。近年術(shù)中神經(jīng)電生理監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,已成為微創(chuàng)外科不可或缺的手段,同時(shí)為指導(dǎo)椎弓根螺釘置入手術(shù)的進(jìn)程和提高手術(shù)的安全性奠定了基礎(chǔ)。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(shù)中應(yīng)用了神經(jīng)電生理監(jiān)測(cè)技術(shù)的患者資料52例,現(xiàn)將初步結(jié)果報(bào)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(shù)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(shù)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(cè)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(shí)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(tái)式肌電誘發(fā)電位儀進(jìn)行全程術(shù)中肌電監(jiān)測(cè)。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(zhǎng)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(shí)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(qiáng)度限制為0～60 mA,電刺激強(qiáng)度為逐級(jí)遞增。肌電監(jiān)測(cè)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(diǎn)：由于均為胸腰段病例,未常規(guī)檢測(cè)上肢SEP 。下肢SEP(脛后神經(jīng))采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)[2],記錄電極CZ位于兩耳尖及額正中線交點(diǎn), 參考電極FZ位于額中線發(fā)際線上2 cm。技術(shù)參數(shù)包括刺激強(qiáng)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(biāo)準(zhǔn)：>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(biāo)準(zhǔn)：>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(biāo)及隨訪

實(shí)時(shí)記錄EMG監(jiān)測(cè)中動(dòng)作電位出現(xiàn)的時(shí)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(fù)情況。術(shù)后復(fù)查薄層CT,明確椎弓根螺釘位置與內(nèi)側(cè)壁關(guān)系。術(shù)前及末次隨訪時(shí)患者神經(jīng)功能恢復(fù)情況采用ASIA評(píng)分[5]并歸檔。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用SPSS 11.5統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,采用配對(duì)秩和檢驗(yàn),檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

2結(jié)果

對(duì)L1及以上節(jié)段損傷、結(jié)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(cè)，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(shù)中出現(xiàn)波峰明顯變低，下降>50%，潛伏期明顯延長(zhǎng)，延長(zhǎng)10%(見圖1a)，術(shù)中均提醒術(shù)者,停止操作后SEP均恢復(fù)，術(shù)后隨訪患者神經(jīng)功能未惡化，有一定程度恢復(fù)。1例患者術(shù)中SEP波幅出現(xiàn)下降，P40波峰變平直，但術(shù)后證實(shí)患者神經(jīng)功能良好。9例患者術(shù)后SEP波幅較術(shù)前波幅明顯升高，提示患者癥狀可能較術(shù)前改善，術(shù)后隨訪患者訴麻木感較術(shù)前改善。術(shù)前患者神經(jīng)功能參照ASIA[5]分級(jí)，A級(jí)2例，B級(jí)3例，C級(jí)8例，D級(jí)30例，E級(jí)9例，末次隨訪患者，A級(jí)1例，B級(jí)1例，C級(jí)2例，D級(jí)17例，E級(jí)31例。經(jīng)配對(duì)秩和檢驗(yàn)，Z=-5.754，P=0.015術(shù)前及末次對(duì)比神經(jīng)功能差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

所有患者均成功實(shí)時(shí)記錄sEMG，其中23枚螺釘在椎弓根擴(kuò)口、攻絲過程中即刻出現(xiàn)大串動(dòng)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(shí)內(nèi)側(cè)壁破裂；6.0～8.0 mA 2枚，患者在椎弓根擴(kuò)口時(shí)出現(xiàn)大串動(dòng)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(shù)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(shù)醫(yī)生檢出9枚。正常未報(bào)警螺釘術(shù)后復(fù)查CT見螺釘在骨道內(nèi)，內(nèi)壁及外壁等完整(見圖1b)。

a: 預(yù)警后改變置釘通道(T12)b: 無預(yù)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(xué)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(yù)防醫(yī)源性損害是脊柱脊髓手術(shù)監(jiān)測(cè)重要目的。SEP已被證實(shí)是判斷脊髓損傷程度可靠指標(biāo)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(shù)室干擾波有關(guān)；2例獲得低矮P40波峰,但術(shù)后誘發(fā)波形和術(shù)前重疊良好。2例患者術(shù)中P40波幅下降約50%,暫停手術(shù)操作,并更改釘?shù)篮蟾纳?術(shù)后復(fù)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(guān)。但有時(shí)椎弓根破壁并不壓迫脊髓，此時(shí)SEP敏感性效低，且SEP監(jiān)測(cè),波幅低,只有微伏級(jí),容易受外界干擾,不穩(wěn)定,需要平均疊加,因此對(duì)腰椎手術(shù),涉及脊神經(jīng)時(shí),使用EMG實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)顯得尤為重要。

EMG具有很強(qiáng)的實(shí)時(shí)性,本組3例患者在手術(shù)攻絲操作時(shí),即刻出現(xiàn)頻發(fā)高幅動(dòng)作電位,考慮牽涉重要神經(jīng)結(jié)構(gòu),停止操作,并進(jìn)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(shù)者操作時(shí)臺(tái)上人員倚靠患者相應(yīng)體位,觸發(fā)肌肉活動(dòng)有關(guān)。因此,需要監(jiān)測(cè)者實(shí)時(shí)分析手術(shù)進(jìn)程,并結(jié)合EMG表現(xiàn),綜合判斷。呂宏等[7]認(rèn)為腓腸肌表面EMG可用于評(píng)估腰椎椎間盤突出癥的手術(shù)效果。

tEMG已經(jīng)在臨床中廣泛應(yīng)用,本組病例中,胸椎及腰椎椎弓根釘采用不同標(biāo)準(zhǔn),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(shí),出現(xiàn)2例誤判為椎弓根破壁，術(shù)后CT證實(shí)未破壁,為假陽性病例。Duffy等[8]認(rèn)為在胸椎及腰椎螺釘監(jiān)測(cè)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(yīng)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(shù),小兒椎管可塑性強(qiáng),但是對(duì)高齡患者,椎管退讓空間小,對(duì)胸椎本研究堅(jiān)持不侵犯椎弓壁,當(dāng)界值電流<6 mA時(shí)，要反復(fù)檢查椎弓根四壁，確保安全。同時(shí),通過研究病例,結(jié)合術(shù)后CT結(jié)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(dǎo)原理有關(guān),短距離的電阻差別不大,而電流恒定情況下,發(fā)生動(dòng)作電位也相應(yīng)一致,所以只能作為一個(gè)提醒,術(shù)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(guān)性,必要時(shí)還是需要反復(fù)進(jìn)行術(shù)中透視及探子探查來進(jìn)行確認(rèn)。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(cè)判斷已不大可能,這也是局限。Gandhi等[9]報(bào)道EMG在腫瘤切除術(shù)中應(yīng)用,能有效防止術(shù)中神經(jīng)功能損傷。

本組病例術(shù)后隨訪神經(jīng)功能術(shù)后末次隨訪較術(shù)前改善,但這于術(shù)中監(jiān)測(cè)無明顯關(guān)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(píng)估脊髓神經(jīng)修復(fù)進(jìn)展。

神經(jīng)電生理監(jiān)測(cè)技術(shù)在術(shù)中廣泛應(yīng)用,需要注意手術(shù)室環(huán)境,連接好地線。當(dāng)EMG和SEP發(fā)出警報(bào)時(shí),電生理檢測(cè)人員提醒術(shù)者的同時(shí)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(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果的影響,并進(jìn)行重復(fù)多次記錄,盡量減少監(jiān)測(cè)誤差。同時(shí)做好術(shù)前、術(shù)中、術(shù)后的對(duì)比分析。對(duì)出現(xiàn)缺氧改變等異常圖像,有必要請(qǐng)專家分析。

sEMG監(jiān)測(cè)及tEMG監(jiān)測(cè)對(duì)神經(jīng)根牽拉及干擾較敏感并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),而SEP對(duì)監(jiān)測(cè)脊髓后束的感覺通路的完整性相當(dāng)敏感。在胸腰段后路手術(shù)中,往往涉及重要神經(jīng)根和脊髓。所以sEMG和tEMG對(duì)神經(jīng)根損傷監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)性及SEP對(duì)脊髓損傷監(jiān)測(cè)的敏感性都很重要，有其各自的作用,聯(lián)合監(jiān)測(cè)具有互補(bǔ)作用,使得術(shù)中監(jiān)測(cè)更加及時(shí)準(zhǔn)確。

綜上,神經(jīng)電生理學(xué)監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)時(shí)評(píng)估術(shù)中處于危險(xiǎn)狀態(tài)的神經(jīng)系統(tǒng)功能的完整性,可避免對(duì)神經(jīng)組織醫(yī)源性的損傷,降低術(shù)后永久性神經(jīng)功能缺失。本研究病例偏少,同時(shí)神經(jīng)電生理監(jiān)測(cè)受外界影響較大,也會(huì)受監(jiān)測(cè)者主觀影響,可重復(fù)性差。

參 考 文 獻(xiàn)

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(本文編輯張建芬)