Использование интраоперационного нейрофизиологического мониторинга при операциях на позвоночнике и спинном мозге

А.Н. Белова, С.Н. Балдова, А.В. Казьмин
ФГБУ «Нижегородский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии»

Белова Анна Наумовна – e-mail: anbelova@mail.ru

Интраоперационный нейрофизиологический мониторинг при операциях на позвоночнике и спинном мозге заключается в оценке целостности проводящих путей спинного мозга путем регистрации соматосенсорных вызванных потенциалов и транскраниальных моторных вызванных потенциалов в процессе оперативных вмешательств. Целью мониторинга является снижение частоты послеоперационного неврологического дефицита. Кратко изложена процедура проведения мониторинга и рассмотрены признаки, сигнализирующие о нарушении функциональной целостности проводящих путей спинного мозга. Представлены данные об эффективности мониторинга при операциях по поводу сколиоза позвоночника и перспективы развития этого метода.

Ключевые слова: интраоперационный мониторинг, операции на спинном мозге, моторные вызванные потенциалы, соматосенсорные вызванные потенциалы.

Интраоперационный нейрофизиологический мониторинг (ИНМ) доказал свою эффективность и постепенно становится неотъемлемым условием современной спинальной хирургии [1]. Целью нейрофизиологического интраоперационного мониторинга является улучшение клиничес-ких исходов оперативных вмешательств путем своевременного предотвращения развития послеоперационного неврологического дефицита. Суть ИНМ при операциях на позвоночнике и спинном мозге заключается в оценке целостности проводящих путей спинного мозга путем регистрации соматосенсорных вызванных потенциалов (ССВП) и транскраниальных моторных вызванных потенциалов (ТкМВП) в процессе оперативных вмешательств. ССВП представляют собой афферентные ответы с различных уровней соматосенсорного пути в ответ на электростимуляцию периферических нервов и вызываются путем стимуляции срединного или локтевого нерва на верхней конечности и заднего большеберцового нерва на нижней; регистрирующие электроды располагаются по ходу восходящих соматосенсорных путей, на уровнях периферических нервных сплетений, спинного и головного мозга [2]. ТкМВП – это вызываемые стимуляцией моторной зоны коры головного мозга двигательные реакции (сокращения) соответствующих периферичес-ких мышц. Стимуляцию коры головного мозга при ИНМ осуществляют при помощи электрических стимулов (транскраниальная электрическая стимуляция, или ТЭС), конкретный участок стимуляции определяют согласно топографическому представительству в коре мышцы-мишени [3]. ТкМВП регистрируют методом электромиографии (ЭМГ), устанавливая электроды на кожу в области мышц, которые принимают участие в моторной реакции на ТМС. В ряде случаев регистрируют еще D-волну (потенциал действия двигательных путей спинного мозга) и выполняют тест транспедикулярных винтов [4, 5]. Регистрация ССВП и ТкМВП дает возможность оценивать функциональную целостность задних столбов спинного мозга и целостность кортико-спинального пути на всем его протяжении, от моторных зон коры до мышцы-мишени [1].

Нейрофизиологический интраоперационный контроль стали применять более 30 лет назад. Так, С. Nash и коллеги описали исчезновение ССВП при перерастяжении либо компрессии спинного мозга во время операции коррекции сколиоза позвоночника, а также возобновление их регистрации после устранения неблагоприятного воздействия на спинной мозг [6]. Затем была продемонстрирована полезность регистрации ССВП при удалении интрамедуллярной артериовенозной мальформации [7], опухолей спинного мозга [8]. В то же время выяснилось, что сохранность во время операции ССВП, отражающих состояние задних столбов спинного мозга, еще не гарантирует отсутствие развития послеоперационных осложнений в форме двигательных расстройств [9]. В 1980-х годах была доказана возможность прямой активации кортикоспинального тракта при помощи тока высокого напряжения и разработана технология мониторирования ТкМВП, впервые использованная при операциях удаления опухолей спинного мозга; доказана относительная безопасность этой методики; выделены прогностически значимые паттерны патологических изменений ТкМВП во время хирургических вмешательств; проведено картирование задних столбов спинного мозга и кортикоспинальных путей [2, 10, 11]. Регистрация ТкМВП признана «золотым стандартом» ИНМ спинного мозга [5]. В настоящее время при ИНМ обычно проводится совместная регистрация ССВП и ТкМВП во время операций на спинном мозге, что позволяет контролировать состояние как задних столбов, так и кортикоспинальных трактов [2, 3].

Показанием к ИНМ служат декомпрессия спинного мозга при позвоночно-спинномозговой травме либо шейной миелопатии, удаление экстра- и интрамедуллярных опухолей, корригирующие операции на грудном и грудопоясничном уровнях при сколиозе позвоночника, удаление сосудистых мальформаций спинного мозга и пр. [12–15]. Так, при удалении опухолей спинного мозга очень важной проблемой становится определение той границы между опухолевой и здоровой тканями спинного мозга, превышение которой может сопровождаться развитием значительного неврологического дефицита. Визуально определить эту границу иногда чрезвычайно трудно, в таких случаях нейрофизиологичес-кий мониторинг позволяет предотвратить неврологические осложнения в результате удаления опухоли [16]. При операциях по устранению деформации позвоночника (при сколиозах) нейрофизиологический контроль дает возможность предупредить излишнее растяжение спинного мозга [13], при дискэктомии и спондилодезе либо при установке стабилизирующих металлоконструкций – своевременно заметить компрессию корешка или спинного мозга [17, 18], при длительных оперативных вмешательствах – предупредить позиционно обусловленное повреждение плечевого сплетения [19].

Процедура проведения интраоперационного мониторинга регламентирована специальными руководствами [11, 16, 20, 21]. Мониторинг должен проводить только специально обученный персонал (нейрофизиолог либо анестезиолог), между хирургом, анестезиологом и нейрофизиологом должно быть достигнуто открытое соглашение, согласно которому хирург согласен ожидать момента завершения нейрофизиологических исследований, с тем чтобы адаптировать свои действия в соответствии с результатами мониторинга; анестезиолог соглашается адаптировать свою технику к регистрации ВП и постоянно держать нейрофизиолога в курсе параметров пациента. Перед операцией совместно с анестезиологом и пациентомобсуждаются возможные противопоказания к ТЭС. Все поверхностные электроды для регистрации ССВП устанавливают до анестезии. Важным аспектом является выбор препарата для общей анестезии, поскольку воздействие многих анестетиков может искажать параметры ССВП и ТкМВП [16, 22]. После предварительной анестезии вводят игольчатые электроды в мышцы для мониторирования мышечных потенциалов действия и штопорообразные электроды в двигательную зону коры. На протяжении операции оценивается динамика показателей ССВП и МВП; их изменения в процессе операции могут свидетельствовать о травматизации спинномозговых корешков или спинного мозга, что требует принятия немедленных мер, вплоть до прекращения операции. Использование спинальных электродов, перемещаемых вдоль спинномозгового канала (D-волна), позволяет определить уровень повреждения. Регистрация и оценка динамики ССВП и ТкМВП могут быть сопряжены с техническими трудностями и требуют большого опыта нейрофизиолога [23].

Критерии функциональной целостности проводящих путей спинного мозга основаны на наличии/отсутствии вызванных потенциалов, их морфологии и пороговых параметрах [2]. Для ССВП сигналами тревоги считают уменьшение амплитуды 50%, увеличение латентности 10%, односторонние изменения [24]. Для ТкМВП важным сигналом является повышение стимуляционного порога (>100 В), однако наиболее информативным предиктором функционального состояния кортикоспинального пути (и, соответственно, двигательных функций) считают изменения D волны, если ее можно зарегистрировать; в то же время в ряде случаев (например, неопухолевое или чисто ишемическое поражение спинного мозга) бывает достаточно ориентироваться только на изменения мышечных ВП [2]. «Сигналы опасности» могут различаться в зависимости от вида оперативного вмешательства и от цели, которую ставит перед собой хирург (например, тотальное удаление опухоли спинного мозга либо полное отсутствие у пациента преходящего или стойкого неврологического дефицита). При интерпретации интраоперационных изменений ССВП и ТкМВП необходимо обязательно учитывать все ограничения и искажающие сигнал факторы [11]. Например, снижение амплитуды сигнала может быть обусловлено позиционированием руки, артериальной гипотензией либо реальной компрессией корешка или спинного мозга [24].

Мероприятия, проводимые при обнаружении настораживающих изменений ССВП или МВП, зависят от степени и стойкости этих изменений; в одних ситуациях бывает достаточно изменить положение конечности, в других приходится останавливать операцию и выполнять тест пробуждения больного, вводить внутривенно метилпреднизолон, извлекать металлоконструкцию [25].

Регистрация ССВП и МВП требует дополнительных затрат времени и наличия специально обученного персонала, что повышает стоимость операции. Поэтому возникает вопрос эффективности использования ИНМ. В то же время доказательная база для ИНМ не так велика в связи с методическими трудностями и этическими преградами проведения рандомизированных проспективных клинических исследований этого метода с наличием групп сравнения [16]. Наиболее изученными являются результаты ИНМ при хирургической коррекции искривлений грудного и грудопоясничного отделов позвоночника. По данным представленного в 1993 г. обзора использование только мониторинга ССВП позволило уменьшить частоту осложнений при операциях по поводу сколиоза позвоночника с 4–6,9% до 0–0,7% [26]. По данным ретроспективного анализа 519 случаев использования мультимодального нейрофизиологического контроля у пациентов с деформациями позвоночника в 47 случаях (9,1%) во время операции наблюдались значительные изменения параметров ССВП либо МВП, чувствительность мониторинга оказалась равной 100% [27]. На основании данных мониторинга проводились неотложные мероприятия (репозиционирование пациента, прекращение или модификация оперативного вмешательства), частота развития послеоперационного неврологического дефицита составила 0,8% (4 случая из 519). Однако нейрофизиологический мониторинг при операциях по поводу деформаций позвоночника целесообразен лишь в тех случаях, когда перед операцией у пациента отсутствовал неврологический дефицит, поскольку при наличии исходного неврологического дефекта информативность мониторинга, по ряду наблюдений, очень невелика [4]. Е. Azabou и коллеги определили ряд факторов, потенциально влияющих на целесо-образность применения интраоперационной методики ТкМВП; стопроцентная чувствительность, специфичность и прогностичность положительного результата при ИНМ достигалась в случаях идиопатического сколиоза, отсутствия предоперационного неврологичес-кого дефицита и нормальных предоперационных значениях ССВП и ТкМВП [13].

По мнению ведущих нейрохирургов, ИНМ должен стать рутинной процедурой при операциях на позвоночнике и спинном мозге [3]. Тем не менее, даже в высокоразвитых странах далеко не все нейрохирургические клиники применяют ИНМ. Так, опрос 117 французских спинальных хирургов, проведенный в 2011 г., показал, что лишь 36% из них используют нейрофизиологический интра-операционный мониторинг (42% в государственных учреждения и 27% в частных) [4].

В ФГБУ НИИТО Минздрава России, оказывающем высокотехнологичную медицинскую помощь больным травматолого-ортопедического и нейрохирургического профилей, с 2014 г. начато освоение методик ИНМ на одной из систем ИМН - аппарате ISIS (Inomed). Данная система является компактной, дает возможность использовать различные протоколы исследования в зависимости от вида проводимой операции, отличается высокой надежностью получаемых результатов. Под контролем ИНМ начато проведение операций по установке металлоконструкций у больных с деформациями позвоночника. Перспективы клинического использования ИНМ связаны с уточнением показаний к ИНМ и оптимальных параметров стимуляции [16].

ЛИТЕРАТУРА

1. Epstein N.E. A review of medicolegal malpractice suits involving cervical spine: What can we learn or change? J Spinal Disord Tech. 2011. № 24. Р. 15–19.

2. Deletis V., Sala F. Intraoperative neurophysiological monitoring of the spinal cord during spinal cord and spine surgery: a review focus on the corticospinal tracts. Clin Neurophysiol. 2008. № 119 (2). Р. 248–264.

3. Epstein N.E. The need to add motor evoked potential monitoring to somatosensory and electromyographic monitoring in cervical spine surgery. Surg Neurol Int. 2013. № 4 (Suppl 5). Р. 383–391.

4. Gavaret M., Jouve J.L., Péréon Y. et al. Intraoperative neurophysiologic monitoring in spine surgery. Developments and state of the art in France in 2011.Orthop Traumatol Surg Res. 2013. № 99 (6 Suppl). Р. 319–327.

5. Kobavashi S., Matsuyama Y., Shinomiya K. et al. A new alarm point of transcranial electrical stimulation motor evoked potentials for intraoperative spinal cord monitoring: a prospective multicenter study from the Spinal Cord Monitoring Working Group of the Japanese Society for Spine Surgery and Related Research. J Neurosurg Spine. 2014. № 20 (1). Р. 102-107.

6. Nash C.L., Lorig R.A., Schatzinger M.A., Brown R.H. Spinal cord monitoring during operative treatment of the spine. Clin Orthop Relat Res. 1977. № 126. Р. 100-105.

7. Owen M.R., Brown R.H., Spetzler R.F. et al. Excision of intramedullary arteriovenous malformation using intraoperative spinal cord monitoring. Surg Neurol. 1979. № 12. Р. 271-276.

8. Macon J.B., Poletti C.E., Sweet W.H. et al. Conducted somatosensory evoked potentials during spinal surgery. Part 2: clinical applications. J Neurosurg. 1982. Sep. 57 (3). Р. 354–359.

9. Lesser R.P., Raudzens P., Lüders H. et al. Postoperative neurological deficits may occur despite unchanged intraoperative somatosensory evoked potentials. Ann Neurol. 1986. № 19 (1). Р. 22–25.

10. Morora N., Deletis V., Constantini S. et al. The role of motor evoked potentials during surgery for intramedullary spinal cord tumors. Neurosurgery. 1997. № 41 (6). Р. 1327–1336.

11. Macdonald D.B., Skinner S., Shils J., Yingling C. Intraoperative motor evoked potential monitoring - a position statement by the American Society of Neurophysiological Monitoring. Clin Neurophysiol. 2013. № 124 (12). Р. 2291-2316.

12. Azabou E., Manel V., Andre-Obadia N. et al. Optimal parameters of transcranial electrical stimulation for intraoperative monitoring of motor evoked potentials of the tibialis anterior muscle during pediatric scoliosis surgery. Neurophysiol Clin. 2013. № 43 (4). Р. 243- 250.

13. Azabou E., Manel V., Abelin-Genevois K. et al. Predicting intraoperative feasibility of combined TES-mMEP and cSSEP monitoring during scoliosis surgery based on preoperative neurophysiological assessment. Spine J. 2013. № 13. 1464 р.

14. Capone F., Tamburelli F.C., Pilato F. The role of motor-evoked potentials in the management of cervical spondylotic myelopathy. Spine J. 2013. № 13 (9). Р. 1077-1079.

15. Вишневский А.А., Посохина О.В., Рыжова О.Е. и др. Возможности исследования соматосенсорных вызванных потенциалов при патологии позвоночника. Хирургия позвоночника. 2005. № 3. С. 101–110.

Vishnevskiy A.A., Posokhina O.V., Ryzshova O.E. i dr. Vozmozshnosti issledovaniya somatosensornykh vyzvannykh potencialov pri patologii pozvonochnika. Khirurgiya pozvonochnika. 2005. № 3. 101–110.

16. Simon M., Borges L. Intramedullary spinal cord tumor resection. In: Simon M. V. (ed). Intraoperative clinical neurophysiology. A comprehensive guide to monitoring and mapping. New York: Demosmedical. 2010. Р. 17. Bronson W.H., Forsh D., Qureshi S.A. et al. Evolving compartment syndrome detected by loss of somatosensory- and motor-evoked potential signals during cervical spine surgery. Orthopedics. 2012. № 35. Р. 1453–1456.

18. Fotakopoulos G, Alexiou G.A., Pachatouridis D. et al. The value of transcranial motor-evoked potentials and free-running electromyography in surgery for cervical disc herniation. J Clin Neurosci. 2013. № 20. Р. 263–266.

19. Jhangiri F.R., Haolmberg A., Vega-Bermudez F., Arlet V. Preventing position-related brachial plexus injury with intraoperative somatosensory evoked potentials and transcranial electrical motor evoked potentials during anterior cervical spine surgery. Am J Electroneurodiagnostic Technol. 2011. № 51. Р. 198–205.

20. Guerit J.M. Neuromonitoring in the operating room: how, when, nd why to monitor? Clin Neurophysiol. 1998. № 106. Р. 1–21.

21. Guerit J.M. Medical technology assessment. EEG and evoked potentials in the intensive care unit. Neurophysiol Clin. 1999. № 29. Р. 301–317.

22. Deiner S. Highlights of anesthetic considerations for intraoperative neuromonitoring. Eur Spine J. 2009. № 18. Р. 1541–1547.

23. Calancie B., Molano M.R. Alarm criteria for motor-evoked potentials: what’s wrong with the «presence-or-absence» approach? Spine. 2008. № 33 (4). Р. 406–414.

24. Li F., Gorji R., Allott G. et al. The usefulness of intraoperative neurophysiological monitoring in cervical spine surgery: A retrospective analysis of 200 consecutive patients. J Neurosurg Anesthesiol. 2012. № 24. Р. 185–190.

25. Lee J.Y., Hilibrand A.S., Lim M.R. et al. Characterization of neurophysiologic alerts during anterior cervical spine surgery. Spine (Phila Pa 1976). 2006. № 31.Р. 1916–1922.

26. Epstein N.E., Danto J., Nardi D. Evaluation of intraoperative somatosensory-evoked potential monitoring during 100 cervical operations. Spine (Phila Pa 1976). 1993. № 18. Р. 737–747.

27. Ferguson J., Hwang S.W., Tataryn Z., Samdani A.F. Neuromonitoring changes in pediatric spinal deformity surgery: a single-institution experience. J Neurosurg Pediatr. 2014. № 3. Р. 247-254.