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: whats 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.