神經電生理監測技術在胸椎骨折椎弓根螺釘置入中的應用

戴小青，榮國強

(常熟市第五人民醫院骨科，江蘇 常熟 215500)

椎弓根螺釘技術最早于20世紀50年代被提出，由于其為脊柱三柱結構固定，術后穩定性較好，所以被廣泛應用于脊柱骨折、脊柱退變性疾病和脊柱畸形的手術中[1-2]。目前，椎弓根螺釘在腰椎手術中多應用于胸椎。由于胸椎毗鄰重要的血管，椎弓根螺釘向外誤置易造成嚴重的大血管損傷[3]；胸椎椎弓根較細，且脊髓在胸椎椎管內與椎弓根內側緣之間的距離非常有限，椎弓根螺釘向內誤置易引起嚴重的神經并發癥[4]。胸椎以上的解剖特點使得胸椎椎弓根螺釘置釘的難度和風險大大增加[5]。

如何早期預防椎弓根螺釘置入過程中的神經損害是脊柱外科醫生面臨的挑戰。近年來，術中神經電生理監測(intraoperative neurophvsiological monitoring，IONM)在脊柱手術神經并發癥預防中的價值逐漸得到廣泛認可[6]。IONM能夠及時監測術中新發生的神經損害并發出報警，提醒術者停止正在進行的置釘操作，降低神經損害程度，挽救神經功能[7]。既往已見IONM在胸椎側凸和胸椎管狹窄癥手術中應用的報道[8-9]，而IONM在胸椎骨折椎弓根螺釘置入中應用的報道較為少見。對于胸椎骨折，損傷椎體及周圍解剖結構的破壞和改變增加了置釘的難度和神經損害的風險，因此，術中行IONM至關重要。

我院自2015年2月至2017年2月，采用IONM技術監測術中胸椎椎弓根螺釘的置入，提高手術安全性。本研究回顧性分析18例胸椎骨折患者的臨床、影像學及術中神經監測資料，比較和分析患者發生IONM報警時的手術狀態、術后即刻及隨訪的神經功能轉歸，探討IONM監測異常在胸椎椎弓根螺釘置入中預防神經損害的價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 2015年2月至2017年2月，共有24例單節段胸椎壓縮性和爆裂性骨折患者在我院接受治療。按照以下入選標準：a)行后路椎弓根螺釘內固定手術；b)術中行IONM監測；c)完整的術前術后影像學資料。共18例患者納入本次研究，其中男16例，女2例；年齡22～53歲，平均(32.6±12.3)歲。受傷原因為高處墜落傷12例，交通事故傷6例。骨折節段：T82例，T93例，T108例，T115例。脊柱MRI檢查證實脊髓有不同程度受壓。Frankel分級：A級1例，B級2例，C級6例，D級8例，E級1例。

1.2 手術方法 本研究患者均采用全靜脈麻醉。依次靜脈注射咪達唑侖、丙泊酚、順式阿曲庫銨和芬太尼行麻醉誘導。靜注丙泊酚和瑞芬太尼實現麻醉維持。誘導結束后不再使用肌松藥。常規后正中切口暴露傷椎上下各兩個節段椎體棘突、小關節突及橫突。確定進釘點，在進釘點先置入1枚克氏針，C型臂X線機透視確定克氏針位置良好后，置入椎弓根螺釘。全椎板減壓。上棒，撐開復位，去除部分小關節突及橫突后方骨皮質，自體髂骨移植，縫合傷口。

1.3 神經電生理檢測 采用肌電誘發電位儀于術前和術后1周行體感誘發電位(somatosensory evoked potentials，SEP)監測患者神經功能，術中行SEP和運動誘發電位(motor evoked potential，MEP)監測椎弓根螺釘的置入。

1.3.1 SEP監測[10]在內踝后2～3 cm處以雙極電極刺激脛后神經(恒流方波電脈沖，波寬0.2 ms，波頻1.9 Hz，刺激量以出現足趾跖屈為準)。腦部表面記錄電極部位：頭皮的“足”區(腦電圖國際10-20系統的Cz，以Fz為參考點，肩膀連地線，每個電極與頭皮間電阻均小于5 kΩ，記錄帶寬300～1 000 Hz，分析時間100 ms，靈敏度2 μV，平均疊加200次)。重復測量兩次以上確保數據的穩定性及可重復性。記錄雙下肢SEP的P37和N50的潛伏期及波幅，雙上肢的N20和P25的潛伏期和波幅。

1.3.2 MEP監測[11]采用經顱電刺激技術。于頭顱腦電圖國際10-20系統的C3和C4點放置刺激電極(6～9個成串方波刺激，每次刺激持續200～500 μs，刺激間隔時間2～4 ms，刺激電壓最高500 V)，記錄電極放置于下肢拇展肌(abductor hallucisbrevis，AHB)，記錄刺激引發的復合型肌肉動作電位。記錄MEP的潛伏期和最大波幅。

1.3.3 報警標準及處理原則 SEP報警標準[12]：SEP與基線相比P37波幅下降大于50%和/或潛伏期延長大于10%，判斷為SEP監測陽性。MEP報警標準[13]：MEP單側或雙側波幅與基線相比下降大于80%，判斷為MEP監測陽性。處理原則為當出現神經監測報警時，在排除監測技術原因后立即通知手術醫生，減慢或停止當前正在進行的可能導致神經損傷的手術操作。同時保持平均動脈壓大于等于80 mm Hg，體溫介于36～37℃。在監測結果改善后再繼續手術操作；若無改善，則調節刺激參數，更換電極位置，再通過透視明確胸椎椎弓根螺釘是否存在異常。

1.4 療效評價標準 術前術后測量局部后凸Cobb角，測量患者神經功能的SEP表現，同時檢查和記錄下肢感覺、肌力、肌張力等神經功能狀態，并對神經功能進行Frankel分級。術中置釘時觀察患者SEP和MEP的數值和變化。術后對18例患者固定節段進行螺旋CT掃描以評估椎弓根螺釘置入的精確性。掃描條件：120 kV，320 mA，層厚10 mm。利用軟件拆薄為1.25 mm層厚。在PACS系統上通過PacsClient軟件選取視圖清楚的CT圖像進行測量和分析。對于穿破椎弓根內、外側壁及椎體前緣的螺釘，按照Gertzbein分級方法[14]將破壁螺釘分為5級，0級：無皮質侵及；1級：皮質穿透<2 mm；2級：2 mm≤皮質穿透<4 mm；3級：4 mm≤皮質穿透<6 mm；5級：皮質穿透≥6 mm。其中0級和1級為滿意置釘，2級、3級和4級為破壁置釘。對比分析術中IONM改變與置釘破壁情況和術后癥狀改善情況的關系。

2 結 果

2.1 一般情況 18例患者平均手術時間(167±36)min，平均出血(423±141)mL。術前局部后凸Cobb角平均(31.2±5.7)°，術后矯正至(10.6±4.9)°。術后傷椎前緣高度明顯恢復。共置入椎弓根螺釘144枚，其中T7椎體8枚，T8椎體12枚，T9椎體40枚，T10椎體32枚，T11椎體32枚，T12椎體20枚。

2.2 IONM監測情況及術中處理 本組18例患者均成功監測。在置入的144枚螺釘中，其中86枚(59.7%)螺釘在置入過程中SEP和MEP未見明顯波動，40枚(27.8%)螺釘置入過程中可見SEP和MEP監測變化，但未達到報警標準，其余18枚(12.5%)螺釘在置釘過程中SEP和MEP改變均達到報警標準(見表1)。在監測發生明顯變化時，術者被及時告知并停止正在進行的操作，待SEP、MEP恢復后再緩慢進行。其中18枚達到報警標準的螺釘，在透視確定釘道破壁后，有6枚改變釘道，在保證SEP和MEP未再次發生顯著變化的前提下緩慢置入。

2.3 置釘情況 在置入的144枚螺釘中，完全在椎弓根內并且無椎體前緣穿破(0級)110枚(76.4%)。破壁螺釘34枚(23.6%)，其中1級破壁螺釘24枚(16.7%)，2級破壁螺釘6枚(4.2%)，3級破壁螺釘4枚(2.7%)，無4級置釘。置釘滿意率為93.1%，穿孔率為6.9%。

2.4 術后神經功能評估 如表2所示，患者術后1周SEP監測結果較術前顯著改善。術后1周神經功能轉歸見表3，部分患者Frankel分級得到不同程度改善。本組病例術中術后無一例發生神經癥狀加重，無切口感染等并發癥。

表1 椎弓根螺釘置入過程中IONM監測結果分布(枚)

表2 手術前后脛后神經SEP波幅及潛伏期的變化

表3 手術前后Frankle分級改善情況(例)

2.5 典型病例 25歲男性患者，高處墜落傷致T10椎體壓縮性骨折，傷后送入我院。查體：腰背痛，精神清，雙下肢感覺減退、肌力明顯減弱，Frankel C級。行后路椎板減壓聯合椎弓根螺釘內固定手術。術后1周查體：腰背痛減輕，雙下肢感覺、肌力較術前改善，Frankel D級。手術前后影像學資料見圖1～6。

3 討 論

近年來，脊柱術中神經電生理監測的觀念已逐漸得到越來越多脊柱外科醫生的認可，并成為提高脊柱外科手術安全性和手術質量不可或缺的重要技術。常用的術中神經電生理監測技術主要包括體感誘發電位、運動誘發電位和肌電圖。目前，脊柱外科專家已廣泛認同SEP和MEP可用于多種脊柱手術中，降低術中神經并發癥的發生，保障手術安全性[7，15-16]。Kelleher等[17]在一項涉及1 055例頸椎手術的研究中發現，SEP對術中神經損害的敏感性是52%，特異性是100%，MEP對神經損害的敏感性是100%，特異性是96%，他們認為SEP聯合MEP可有效預測并阻止頸椎術中神經并發癥的發生。王燕燕等[18]的研究發現神經電生理監護在腰椎斜外側融合術中可檢測椎弓根是否穿破，減少螺釘置入過程中神經損傷的發生。然而，目前國內鮮有關于IONM在胸椎手術椎弓根螺釘置入中應用的報道。

圖1 術前胸椎側位X線片示局部后凸Cobb角30° 圖2 術前矢狀面CT示T10壓縮性骨折，椎體前緣高度明顯丟失

圖3 術后胸椎側位X線片示T10椎體前緣高度明顯恢復，局部后凸矯正 圖4 術后橫斷面CT示椎弓根螺釘位置良好

圖5 置釘時SEP波幅及潛伏期正常

圖6 置釘時MEP波幅及潛伏期正常

與頸椎和腰椎相比，胸椎毗鄰重要的血管器官[3]，因此胸椎椎弓根螺釘誤置造成重要臟器、血管損傷的概率增加，嚴重者甚至危及生命。不僅如此，胸椎椎弓根較細，這為椎弓根螺釘的置入帶來困難，增加了釘道破壁的概率。同時脊髓在胸椎椎管內與椎弓根內側緣之間的距離非常有限，椎弓根螺釘稍微向內偏斜即易引起神經并發癥[4]。胸椎的解剖特點增加了椎弓根螺釘置釘的難度和風險[5]。因此，在術中行IONM監測至關重要。

我院自2015年2月以來，對胸椎內固定手術進行IONM實時監測。在本組18例胸椎爆裂性骨折手術中，共置入144枚螺釘，所有螺釘均成功監測。其中6枚(4.2%)釘道偏向椎管內的螺釘被成功預警，避免了神經并發癥的發生。術后Frankel分級評估，10例患者神經功能得到不同程度改善，未見神經功能惡化患者。術后1周的SEP評估顯示波幅較術前顯著增加，潛伏期顯著減小。類似地，金掌等[16]開展研究探討IONM在胸腰椎爆裂性骨折椎弓根微創置釘中的應用，術中IONM監測事件有效捕獲釘道破壁，術后SEP波幅升高，神經功能評估改善，其認為SEP和MEP的互補作用可指導椎弓根螺釘置入的進程，提高手術安全性。

本研究中IONM對破壁螺釘起到了很好的預警作用。IONM報警的18枚螺釘經CT證實有16枚為破壁螺釘，敏感率為52.9%(18/34)，準確率為88.9%(16/18)，與既往結果相似[17-18]。根據Gertzbein分級方法，術后CT顯示置釘滿意率為93.1%，穿孔率為6.9%，優于既往研究結果[19-20]。周棟等[19]對22例胸椎骨折患者行C型臂X線機透視下椎弓根螺釘內固定術，在置入的98枚螺釘中，滿意置釘率為89.8%，穿孔率為10.2%。在透視下置入胸椎椎弓根螺釘的手術中，Allam等[20]同樣報道了89.8%的滿意置釘率。本研究結果顯示IONM在促進胸椎椎弓根螺釘安全置入和提高置釘精確性方面具有價值。

綜上所述，本研究發現術中多模式的神經電生理監測可以使脊柱外科醫生和麻醉醫生在置釘過程中早期發現可能的神經系統損傷，及時停止正在進行的操作，改變釘道，從而可以最大限度地減少神經系統損傷程度，改善患者預后。但本研究也有不足之處。首先，本研究入選樣本量較小。其次，本研究未納入對照組進行對比分析。另外，患者術前脊髓損傷程度不同可能對術中IONM監測的敏感性有影響。最后值得一提的是，在術中監測IONM時應注意檢查麻醉深度、體溫、血壓、肌松劑的使用、電極接觸情況等對監測結果的影響。

參考文獻：

[1]Gaines RW Jr.The use of pedicle-screw internal fixation for the operative treatment of spinal disorder[J].J Bone Joint Surg(Am)，2000，82(10)：1458-1476.

[2]張國富，劉波，顧岳山，等.椎弓根釘-椎板鉤系統結合植骨治療青少年腰椎峽部裂[J].實用骨科雜志，2017，23(8)：733-735.

[3]邱勇.青少年特發性脊柱側凸上胸椎與鄰近結構解剖關系的特殊性：重視上胸椎椎弓根螺釘置釘安全性[J].中華解剖與臨床雜志，2016，21(6)：506-509.

[4]李明，許明，劉洋，等.徒手胸椎椎弓根螺釘置入技術治療青少年特發性脊柱側凸的安全性評價[J].脊柱外科雜志，2005，3(4)：193-198.

[5]Vougioukas VI，Weber J，Scheufler KM.Clinical and radiological results after parapedicular screw fixation of the thoracic spine[J].J Neurosurg Spine，2005，3(4)：283-287.

[6]張樂樂，馬華松，吳繼功，等.術中電生理監測在脊柱側凸翻修截骨手術中的應用[J].實用骨科雜志，2017，23(8)：684-689.

[7]史本龍，邱俊蔭，毛賽虎，等.嚴重脊柱畸形全脊椎截骨術中神經電生理監測嚴重不良事件的危險因素及轉歸[J].中華骨科雜志，2016，36(24)：1545-1550.

[8]馬薇薇，邱勇，王斌，等.胸椎管狹窄癥術中SEPs改變模式與術后神經功能狀態的不一致性[J].中國矯形外科雜志，2007，15(5)：337-339.

[9]黃紫房，郎傳東，鄧耀龍，等.重度胸椎畸形全椎體截骨術中神經電生理監測事件的危險因素分析[J].中華骨科雜志，2016，36(24)：1551-1559.

[10]Polly DW Jr，Rice K，Tamkus A.What is the frequency of intraoperative alerts during pediatric spinal deformity surgery using current neuromonitoring methodology?A retrospective study of 218 surgical procedures[J].Neurodiagn J，2016，56(1)：17-31.

[11]陳裕光，李佛保，楊軍林，等.經顱電刺激運動誘發電位和皮層體感誘發電位在脊柱側凸手術中聯合監護的觀察研究[J].中華骨科雜志，2009，29(1)：27-31.

[12]Devlin VJ，Anderson PA，Schwartz DM，et al.Intraoperative neurophysiologic monitoring：focus on cervical myelopathy and related issues[J].Spine J，2006，6(6 Suppl)：212-224.

[13]Langeloo DD，Lelivelt A，Louis Journee H，et al.Transcranial electrical motor-evoked potential monitoring during surgery for spinal deformity：a study of 145 patients[J].Spine(Phila Pa 1976)，2003，28(10)：1043-1050.

[14]Gertzbein SD，Robbins SE.Accuracy of pedicular screw placement in vivo[J].Spine(Phila Pa 1976)，1990，15(1)：11-14.

[15]Schwartz DM，Auerbach JD，Dormans JP，et al.Neurophysiological detection of impending spinal cord injury during scoliosis surgery[J].J Bone Joint Surg(Am)，2007，89(11)：2440-2449.

[16]金掌，張立巖，葉亞云，等.神經電生理監測技術在胸腰椎骨折微創椎弓根螺釘置入術中的應用[J].脊柱外科雜志，2015，13(3)：158-160.

[17]Kelleher MO，Tan G，Sarjeant R，et al.Predictive value of intraoperative neurophysiological monitoring during cervical spine surgery：a prospective analysis of 1055 consecutive patients[J].J Neuro Surg Spine，2008，8(8)：215-221.

[18]王燕燕，劉軍輝，范順武，等.腰椎斜外側融合聯合后路椎弓根螺釘內固定術中神經電生理監護模式的探討及應用[J].中華骨科雜志，2016，36(24)：1568-1573.

[19]周棟，徐南偉，農魯明，等.CT三維導航系統輔助胸椎椎弓根釘治療胸椎骨折[J].中華醫學雜志，2010，90(23)：1612-1614.

[20]Allam Y，Silbermann J，Riese F，et al.Computer tomography assessment of pedicle screw placement in thoracic spine：comparison between free hand and a generic 3D-based navigation techniques[J].Eur Spine J，2013，22(3)：648-653.