术中电生理监测在脊柱侧凸翻修截骨手术中的应用

张乐乐，马华松，吴继功，高博，王加旭，马树伟，孙荣智

(解放军第306医院骨科，北京 100101)

术中电生理监测在脊柱侧凸翻修截骨手术中的应用

张乐乐，马华松*，吴继功，高博，王加旭，马树伟，孙荣智

(解放军第306医院骨科，北京 100101)

目的 探讨经颅电刺激运动诱发电位(transcranial electric motor evoked potentials，TCeMEP)和体感诱发电位(somatosensory evoked potentials，SSEP)监测在脊柱侧凸翻修截骨手术中的应用价值。方法 回顾性分析2011年3月至2016年3月于我科全麻下行脊柱侧凸翻修截骨术的患者176例，均行SSEP监测，其中134例同时应用TCeMEP监测。分别统计单独SSEP、单独TCeMEP及TCeMEP联合SSEP监测的真阳性率、假阳性率、真阴性率、假阴性率、阳性预测值、阴性预测值、敏感性及特异性。结果 单独SSEP成功监测162例(92.0%)，TCeMEP成功监测109例(81.3%)。134例应用TCeMEP联合SSEP监测患者，有124例(92.5%)采用任意一种监测方式成功监测。162例成功监测的患者中共有14例报警，报警率为8.6%(14/162)。最终残留神经损伤患者3例，占1.9%(3/162)。统计单独SSEP监测组的敏感性和特异性分别为72.7%和98.7%，单独TcMEP组为90.9%和98.0%，而联合TcMEP及SSEP监测组的敏感性为最高100%，特异性为98.2%。联合TcMEP及SSEP监测组阳性及阴性预测值为85.7%和100%，高于单独SSEP组(80.0%和98.0%)及单独TcMEP组(83.3%和99.0%)。结论 脊柱侧凸翻修截骨术手术操作复杂，联合TcMEP及SSEP监测较单一监测能更早地发现神经损害，降低手术风险。我们建议对于脊柱侧凸翻修截骨患者应常规应用TcMEP及SSEP进行联合监测。

运动诱发电位；体感诱发电位；术中电生理监测；脊柱侧凸；翻修术

脊柱侧凸治疗的主要目标是改善生活质量，获得外观平衡，最终达到牢固融合并且长久地维持。近年来，脊柱侧凸的手术技术随着器械的发展而迅速提高。但是，脊柱侧凸仍然是一个复杂的手术，因为它仍有较高的并发症风险，而这些并发症最终可能导致不良的后果，以至于需要进行翻修手术。既往研究分析指出成人脊柱畸形的翻修率跨度较大，从0.7%～44%不等[1]。由于解剖结构破坏，操作复杂，翻修手术风险较初次矫形增高[2]。文献指出脊柱畸形手术神经并发症风险为0.5%～3.2%[3]。对于脊柱侧凸翻修手术，如若进行脊髓减压或再次矫形，必然会使用各种截骨术式治疗，亦会使神经风险进一步提高。术中神经生理学监测(intraoperative neurophysiological monitoring，IONM)被认为是可以预测脊髓损伤的一个可靠手段，并且可以在脊柱畸形矫正过程中降低术后神经系统并发症的风险[4-5]。目前主流的监测手段包括经颅电刺激运动诱发电位(transcranialelectric motor evoked potential，TCeMEP)和体感诱发电位(somatosensory evoked potential，SSEP)。单纯统计IONM在脊柱侧凸翻修截骨术中的应用既往文献提及较少。本文通过回顾性分析2011年3月至2016年3月我院行脊柱侧凸翻修截骨术式的176例患者，探讨TCeMEP及SSEP在脊柱侧凸翻修截骨术中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 临床资料 纳入标准：a)既往存在脊柱侧凸矫形手术病史；b)翻修术中行截骨术式；c)术中应用SSEP和/或TCeMEP全程监测；d)有完整的手术前后及末次随访时的影像学及神经功能状态等资料。排除标准：a)翻修术中行非截骨术式者；b)生长棒进行调整手术患者；c)单纯内固定取出患者。共筛选176例患者，男70例，女106例；年龄13～40岁，平均(26.7±7.8)岁。其中特发性脊柱侧凸73例，先天性脊柱侧凸94例，神经肌肉型脊柱侧凸6例，神经纤维瘤病合并侧凸3例。翻修原因：侧凸角度进展106例，出现神经症状30例，内固定失败28例，假关节形成7例，单纯改善外观5例。术前常规行全脊柱CT平扫加重建和全脊柱MRI检查。本组患者合并脊髓纵裂30例，其中骨性纵裂18例，合并终丝增粗27例，脊髓空洞39例。术前冠状位主弯Cobb角为(94.6±35.6)°(30°～160°)，矢状位后凸Cobb角为(101.1±34.3)°(30°～166°)。

1.2 手术方式 手术前均指导于床上练习唤醒试验。术前存在终丝增粗患者，若存在明显脊髓栓系综合征表现，先行终丝切断术，待术后1个月再行翻修手术。其余神经畸形不予处理。所有患者术中均应用截骨进行翻修矫形，其中45例应用多节段Ponte截骨，91例应用经椎弓根椎体截骨，40例应用全脊椎切除术。

多节段Ponte截骨方法：充分显露所需要的手术节段，依据术前计划确定需要进行截骨的椎间隙，球磨磨除融合骨质，磨除宽度约5～6 mm，见黄韧带部分暴露后，应用椎管咬骨钳由凸侧向凹侧继续咬除剩余融合骨质。此时可见硬膜暴露，向两侧继续完整咬除上下关节突，完全开放椎间孔，并保留椎弓根完整性。截骨完成后应用椎体撑开器确定椎间隙活动度。之后徒手进行椎弓根置钉，并继续进行侧凸矫形。

经椎弓根椎体截骨方法：依据术前计划植入椎弓根螺钉，并确定需要进行截骨的椎体，应用球磨磨除融合椎板至部分黄韧带暴露，应用椎板咬骨钳咬除剩余融合椎板。找到双侧椎弓根，经双侧椎弓根向前去除椎体内松质骨，保留上下终板，再应用椎板咬骨钳咬除椎体外壁及椎弓根残桩，应用反向刮匙去除椎体后壁。截骨完成后，在凹侧放置临时固定棒，凸侧放置预弯的连接棒加压并合拢截骨断端，矫正侧后凸畸形。该组患者均采用单平面截骨，截骨节段选择在侧凸的顶椎。

全脊椎切除术方法：显露及置钉步骤同前，术中定位截骨节段，应用球磨磨除融合椎板至部分黄韧带暴露后，应用椎板咬骨钳咬除剩余融合椎板、关节突及横突，显露硬脊膜。沿拟截骨椎体的凸侧椎弓根外侧骨膜下剥离至其椎体前缘。用骨刀完整切除一侧椎体、上下椎间盘和相邻椎体终板，压迫止血后放置临时固定棒。同样方法行凹侧截骨，彻底切除椎体及相邻上下椎间盘。椎体切除后，将预弯连接棒置入凹侧椎弓根螺钉并锁紧。更换凸侧矫形棒并行凸侧加压合拢，必要时行凹侧少量撑开，纠正畸形。截骨闭合间隙过大，应用自体骨填充的钛笼进行前柱支撑。避免硬膜囊折皱及脊髓过度短缩。矫形后探查硬膜囊和神经根是否松弛。

1.3 麻醉方法 所有患者均采用气管插管在全麻下进行。麻醉诱导：咪唑安定0.02 mg/kg、芬太尼1.5～2.5 μg/kg、丙泊酚1.5～2.0 mg/kg、维库溴铵0.1 mg/kg；麻醉维持：丙泊酚50～100 μg/kg·min，瑞芬太尼0.2～0.4 μg/kg·min，维持脑电双频指数(bispectral index，BIS)值介于40～60。麻醉期间应用监护仪连续监测血压、心率、心电图、血氧饱和度。术中控制平均动脉压65～70 mm Hg。

1.4 术中神经电生理的监测方法 所有患者手术均在英国牛津Synergy十通道神经电生理监测下进行。TCeMEP和SSEP监测时间范围为手术体位摆好至手术完成。SSEP用于监测下肢SSEP的p37潜伏期及波幅，刺激电极置于双侧胫后神经处，刺激频率4.0 Hz，持续时间0.2 ms，刺激电流30～40 mA。皮层电位采用Cz`作为记录电极(国际10-20系统)，以Fz为参考电极，肩部接地线，记录带宽100～3000 Hz，分析时间100 ms，平均叠加200次。重复测量3次确保数据的稳定性及可重复性。TCeMEP为经颅电刺激器，电极置于C3、C4前方2 cm处作为刺激点，记录电极放置于下肢拇展肌。刺激参数为5～7个成串方波刺激，每次刺激持续200～500 μs，刺激间隔时间为2 ms，刺激电压100～400 V。记录复合型肌肉动作电位。本研究中TCeMEP的记录参数主要为潜伏期和最大波幅。神经电生理监测的重要时段：a)手术开始前记录TCeMEP及SSEP来获得基准电位；b)手术区域暴露后；c)椎弓根螺钉植入、截骨阶段；d)矫形及植骨融合后。

1.5 TCeMEP及SSEP阳性判断标准及异常处理 TCeMEP报警判断标准：在排除非监测因素的情况下，波幅突然消失或与基线相比下降幅度大于80%。SSEP报警判断标准：与术前基线相比较，记录波幅下降超过50%或潜伏期延长10%[4]。

当出现神经电生理监测异常时，需要确定是否存在其他原因引起TCeMEP及SSEP变化，包括血压状况、麻醉深度、体温和监测导联位置。若没有麻醉或监测技术原因被发现，则可确定为阳性表现。一旦确定为阳性表现，手术医生需进行以下其中一项或多项干预措施：a)等待并观察；b)补液和升压；c)取出内植物；d)探查截骨断端并扩大减压；e)松开矫形；f)应用甲强龙冲击治疗。经干预措施后监测无改善则进行唤醒试验，确定神经功能状态。

1.6 统计参数 分别统计单独SSEP监测组、单独TCeMEP监测组及TCeMEP联合SSEP监测组的真阳性(ture positive，TP)、假阳性(false positive，FP)、真阴性(ture negative，TN)、假阴性(false negative，FN)、阳性预测值(positive predictive value，PPV)，阴性预测值(negative predictive value，NPV)、敏感性及特异性。本研究中真阳性定义为术中神经监测报警，术后出现神经功能损害；或神经监测报警，经术中干预恢复或接近基线水平。假阳性定义为术中神经监测报警，且对干预措施无反应，术后无神经功能损害。真阴性定义为术中神经监测无报警，术后无神经功能损害。假阴性定义为术中神经监测无报警，但术后出现神经功能损害[4]。

1.7 统计方法 采用SPSS 18.0统计学软件进行分析，三组分类资料比较采用χ2检验，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

所有患者的手术均顺利完成，手术时间为170～633 min，平均(405.3±130.8)min；出血量为350～3 300 mL，平均(1 788.0±825.4)mL。术后冠状位主弯Cobb角为6°～79°，平均(41.6±19.1)°；矢状位后凸Cobb角为14°～96°，平均(44.0±17.8)°。176例患者均应用SSEP监测，其中134例同时应用TCeMEP监测。SSEP成功监测162例(92.0%)，TCeMEP成功监测109例(81.3%)。134例应用TCeMEP联合SSEP监测患者，有124例(92.5%)在任意一种监测方式成功监测。162例成功监测的患者中共有14例报警，报警率为8.6%(14/162)，详细资料见表1。最终残留神经损伤患者3例，占1.9%(3/162)。本组病例中无皮肤灼伤、唇舌咬伤、癫痫发作、心律失常等电生理监测相关并发症发生。

162例进行SSEP监测患者，8例为真阳性，2例为假阳性，3例为假阴性。PPV为80.0%，NPV为98.0%，敏感性72.7%，特异性98.7%。

109例进行TCeMEP监测患者，10例为真阳性，2例为假阳性，1例为假阴性。PPV为83.3%，NPV为99.0%，敏感性90.9%，特异性98.0%。

应用TCeMEP及SSEP联合监测124例患者，12例为真阳性，其中6例于截骨过程中发生，2例为假阳性，没有假阴性。PPV为85.7%，NPV为100%，敏感性100%，特异性98.2%。

三组间真假阳性、真假阴性例数比较差异无统计学意义(χ2=5.266，P=0.51)。单独TcMEP监测组敏感性(90.9%)明显高于单独SSEP监测组(72.7%)，但TCeMEP联合SSEP监测组PPV、NPV、敏感性均为三组最高(见表2)。

典型病例为一13岁女性患者，先天性脊柱侧凸，行脊柱侧凸翻修截骨术中SSEP及TCeMEP联合监测，数据图像见图1～3。

3 讨 论

3.1 脊柱侧凸翻修术原因及特点 随着内固定器械的发展及矫形技术水平的提高，脊柱侧凸翻修手术逐渐增加，主要是用于初次矫形手术失败的患者。通常，引起脊柱侧凸翻修术常见的原因可归结为以下几种[1]：a)假关节形成；b)内固定物失败；c)交界性后凸形成；d)脊柱侧凸加重；e)出现新的神经症状。Pichelmann等[6]对643例脊柱侧凸畸形患者矫形术后进行统计，发现58例患者行翻修术，翻修率为9%。由于翻修类型不同，尚未对我科翻修率进行统计。本组翻修患者中，翻修原因为：a)侧凸角度进展106例；b)出现神经症状30例；c)内固定失败28例；d)假关节形成7例；e)单纯改善外观5例。相比较原因类型中假关节形成例数较少，这主要是因为本组病例全部为截骨术式的病例，而假关节形成病例一般不采取截骨术进行翻修手术。翻修手术与初次矫形手术相比，手术时间延长，矫形更加困难，而且若需进一步矫形，必然会应用各种截骨术式，这使得出血量增多、手术风险增加[2，7]。因此，进行翻修手术需要在术前进行详细的检查。术前全脊柱CT重建检查可以观察局部解剖结构的破坏对内植物植入造成的影响，对于融合区域的解剖结构、指导椎弓根螺钉植入及发现椎管内异常有重要意义。除此之外，为了规避神经损伤的风险，我们术中常规采用神经电生理监测手段，有利于在术中早期发现脊髓损伤并能够及时采取有效治疗措施，逆转脊髓损伤的并发症，提高手术安全性。

表1 14例术中报警病例的干预措施及神经功能转归

表2 不同类型神经电生理监测结果

图1 手术开始前电生理监测为正常 图2 截骨完成后放置连接棒进行矫形时右侧SSEP及TCeMEP波幅明显下降 图3 探查截骨断端并扩大减压后右侧SSEP及TCeMEP波幅恢复

3.2 神经电生理监测在翻修手术中的应用价值 脊柱初次手术后，手术区域脊柱融合，解剖结构破坏，导致植入椎弓根螺钉、截骨及矫形操作时神经损伤的风险增加。脊髓神经出现不可逆损伤是脊柱矫形最严重的并发症。Bridwell等[3]报道了在脊柱侧凸矫形术中，发生神经损害概率最高的为侧后凸畸形，占3.2%，单纯后凸畸形为1.3%。陈志明等[8]报道了一组38例脊柱角状后凸患者行全脊椎切除术截骨手术治疗，其中5例患者出现了神经并发症，发生率约为13.2%。张涛等[9]报道了97例重度脊柱畸形一期行全脊椎切除术，神经并发症为11.3%。另外，翻修手术时间长，出血量多、长时间低血压可造成脊髓血供减少而导致脊髓损伤性改变[10]。Lenke等[11]认为截骨时出现神经并发症的主要原因为机械性损伤和缺血性损伤。另外，术前已经合并神经功能障碍者，使得神经并发症风险更高。马华松等[12]认为，术前已经合并神经功能障碍者，截骨的神经损伤发生率(20%)高于术前神经功能正常患者(2.6%)。因此，在矫形术中如何知晓和避免脊髓神经损害是脊柱外科医生面临的重要问题。Schwartz等[5]报道了1 121例患者行脊柱侧凸矫形手术时，38例神经电生理监测阳性，其中29例均涉及手术具体操作过程。在神经电生理监测出现前，临床上多采用“唤醒试验”来判断有无脊髓神经损害出现[13]。但此种方法受其他干扰因素较多，且不能进行连续监测，会延误脊髓神经损伤的最佳抢救时机。而且多次唤醒会导致手术时间延长，麻醉要求高。所以现在多采用术中神经生理学监测，其中主要包括体感诱发电位和经颅电刺激运动诱发电位。Nash[14]于1972年首次将SSEP技术运用于脊柱手术中，主要是用于对脊髓进行连续监测。SSEP对脊柱畸形矫形术中的牵拉、压迫、缺血较敏感，并且具有持续监测的特点，可及时发现手术过程中脊髓信号的改变，是目前脊柱矫形术中最常用的方法。但是单纯使用SSEP进行脊髓功能监测具有局限性，因为其主要反映脊髓后索的上行传导功能[15]，不能检测到所有神经损害，包括皮质脊髓束和前角细胞[16-17]，因此有较高的假阴性[5，18-19]。因为感觉和运动通路在解剖学上是独立的，并且有不同的血管来源[20]。这些问题都提示需要TcMEP作为SSEP的辅助监测手段。TcMEP可以准确地评估前脊髓下行运动路径，提供针对运动通路损伤较高的敏感性，显著降低术后运动损伤的风险[21]。同时TcMEP对脊髓缺血性改变更加敏感，更加能够提高术中安全性[5]。但是单独TcMEP也不能对脊髓做完整评估，而且TcMEP不能做到规律连续监测，因为通常应用TcMEP监测的主动权在术者手里[21]。因此我们建议联合应用TcMEP及SSEP作为常规术中监测手段。

在本组病例中，单独SSEP监测组的敏感性和特异性分别为72.7%和98.7%，单独TcMEP组为90.9%和98.0%，相比较联合TcMEP及SSEP监测组的敏感性及特异性为100%和98.2%。而且联合TcMEP及SSEP监测组PPV为85.7%，高于SSEP组(80.0%)及TcMEP组(83.3%)，说明TcMEP联合SSEP较单一监测在脊柱侧凸翻修截骨手术中能更准确进行预警。因此，术中利用TcMEP及SSEP能够及时发现问题，对于翻修手术而言，具有非常重要的意义，并且能够增加手术医师的信心。

3.3 影响神经电生理监测的因素 术中麻醉、血压、体温、手术时电刀及电凝等非监测因素对神经电生理的监测呈现异常改变[5，22]。Kamerlink等[23]认为在矫形过程中应将平均动脉压维持在90 mm Hg或更高，可以让脊髓获得良好灌注。而Schwartz提出，鉴于脊髓对缺血的敏感性，术中应避免长时间并且过度应用控制性低血压来减少出血[5]。由于侧凸翻修截骨较侧凸初次矫形术中出血量明显增多，需要对血压进行控制以减少术野出血。本组翻修截骨患者中2例因出血量大、血压降低而导致术中监测阳性改变。因此，我们在术中通常将平均动脉压控制在65～70 mm Hg。另外，持续不断进行晶体、胶体及血制品的输入以维持血压，保障术中监测不受干扰。吸入麻醉药物对SSEP及MEP的影响是确定的[24-25]，因此常规应用丙泊酚及芬太尼进行完全静脉麻醉的方式[26-28]。在显露术野时给予小剂量肌肉松弛剂协助显露，椎弓根螺钉植入、截骨及矫形时不再给肌松剂，避免对电生理监测的干扰。Banoub等[29]认为体温每降低1℃，外周神经及中枢神经的传导会相应延迟5%和15%，这是由于随着人体体温的降低，神经递质释放减少，导致静息电位降低，神经传导减慢。所以，我们的经验是术中适当提高室内温度，在输血制品及输液前在温箱内进行处理再输入体内，避免术中持续低体温状态。另外，在结束术区显露后，尽量减少电刀及电凝使用，特别是在进行截骨及矫形时，提高监测的准确性。

总之，脊柱侧凸翻修截骨手术操作难度较高，并发症较多，术中利用TcMEP联合SSEP对神经功能保护能够起到至关重要的作用，能够对脊髓损伤快速判断并且尽可能地恢复脊髓可逆性损伤，降低手术风险。另外，经验丰富的麻醉团队以及神经电生理监测团队对于减少假阳性率同样扮演重要角色，对完成脊柱手术同样具有重要的意义。我们建议对于脊柱侧凸翻修截骨患者应常规应用TcMEP及SSEP进行联合监测。

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Application of Intraoperative Neurophysiological Monitoring in Kyphoscoliosis Osteotomy Revision Surgery

Zhang Lele，Ma Huasong，Wu Jigong，et al

(Department of Orthopedics，The 306th Hospital of PLA，Beijing 100101，China)

Objective To evaluate the clinical value of transcranial electric motor evoked potentials (TCeMEP) and somatosensory evoked potentials(SSEP) monitoring in spinal kyphoscoliosis osteotomy revision surgery.Methods A retrospective study was performed in 176 Kyphoscoliosis patients who were takenosteotomyrevision surgery under total anesthesia from March 2011 to March 2016．Intraoperative neurophysiological monitoring data including SSEP and TCeMEP were collected.SSEP was attempted in 176 patients，meanwhile TCeMEPwas attempted in 134 patients.The monitoring results are identified andanalyzed.The true and false positive rate，true and false negative rate，positive predictive value，negative predictive value，sensitivity and specifi-city of SSEP and TCeMEP and combined use of SSEP and TCeMEP were calculated，respectively.Results SSEP was successful attempted in 162 patients(92.0%)，and TCeMEP was successful attempted in 109 patients(81.3%).By combined using SSEP and TCeMEP，the successful rate increased to 92.5%(124/134).The overall incidence of significant alerts was 8.6%(14/162) and overall permanent neurological deficit was 1.9%(3/162).The sensitivity and specificity were 72.7% and 98.7% for SSEP，90.9% and 98.0% for TCeMEP，respectively.The sensitivity and specificity were 100% and 98.2% by combined using.The positive and negative predictive values of SSEP&TCeMEP were 85.7% and 100%，higher than SSEP alone(80.0% & 98.0%) and TceMEP alone(83.3% & 99.0%).Conclusion Kyphoscoliosis revision surgery is complex，but it can greatly decrease the risk of operation by usingSSEP and TCeMEP.We suggest intraoperative neurophysiological monitoring is the current gold standard for kyphoscoliosis osteotomy revision surgery.

somatosensory evoked potentials；motor evoked potentials；intraoperative neurophysiological monitoring；kyphoscoliosis；revision surgery

1008-5572(2017)08-0684-06

首都临床特色应用研究与成果推广(Z151100004015018)；*本文通讯作者：马华松

R682.1+3

B

2017-03-25

张乐乐(1983- )，男，主治医师，解放军第306医院骨科，100101。

张乐乐，马华松，吴继功，等.术中电生理监测在脊柱侧凸翻修截骨手术中的应用[J].实用骨科杂志，2017，23(8)：684-689.