缺血性視神經病變所致脊柱術后失明的研究進展

張通 蔡金池 袁志發 趙海燕 王文己

1蘭州大學第一臨床醫學院（蘭州730000）；2蘭州大學第一醫院（蘭州730000）

術后失明（postoperative vision loss，POVL）是一種罕見的、毀滅性的、難以逆轉的并發癥［1］，在普通外科患者中，術后發生率為0.001%，而脊柱手術后發生率高達0.2%［2］，并且頸椎、胸椎、腰椎術后均有出現POVL。目前脊柱術后失明的主要原因包括缺血性視神經病變（ischemic optic neuropathy，ION）、視網膜中央動脈阻塞、皮質盲、外眼損傷、后部可逆性腦病綜合征、角膜磨損［3-4］。國際上公認ION 是POVL 的主要原因，并且接受俯臥位脊柱手術的風險最大［5］。由于國內對該并發癥認識不深，因此本文就ION 所致的脊柱術后失明的解剖基礎、發病機制、診斷、危險因素和預防策略作一綜述，以供骨科醫師參考。

1 眼部的解剖和血流

眼睛的血液供應主要來自頸內動脈的分支—眼動脈［6］，眼動脈可在末端形成1～5 條睫狀后動脈，同時視網膜中央動脈也是眼動脈的分支。解剖上視神經被由多層膠原纖維構成的篩板分為前部和后部。視神經前部的主要血供來源于睫狀后動脈和毛細血管周圍脈絡膜，視神經后部的主要血供來源于視乳頭周圍脈絡膜的返支和視乳頭的軟腦膜支［7］。視神經前部和后部的血管大多是終末動脈，因此很容易受到缺血的影響。

2 發病機制

ION可進一步分為動脈炎性和非動脈炎性。動脈炎性ION 主要是由巨細胞動脈炎引起的，常出現在老年人中，表現為血沉和C 反應蛋白升高［8］。在術后發生的ION 幾乎都為非動脈炎性，非動脈炎性ION 以篩板為間隔分為兩種類型：前部缺血性視神經病變（anterior ischemic optic neuropathy，AION）和后部缺血性視神經病變（posterior ischemic optic neuropathy，PION）［9］。

2.1 AION流向視神經前部的血流（FlowONH）是眼灌注壓和血管血流阻力（Rflow）的函數［10］。平均眼灌注壓（OPP）由平均動脈血壓（MAP）和眼壓（IOP）決定：

灌注壓是睫狀動脈和眼靜脈之間的壓差，眼壓越高，灌注壓越低，因此視神經前部的血流量越低，導致AION 的風險越大［11］。在56～80 mmHg 的眼灌注壓之間，血流是恒定的。當眼灌注壓降低到一定水平時，自我調節機制通過血管舒張降低血管對血流的阻力，以維持相對穩定的血流到視神經前部，反之亦然。由于眼血管張力范圍有限，自動調節僅在一定的眼灌注壓范圍內有效，而灌注壓的閾值可能因人而異。

中心靜脈壓升高會減少眼靜脈回流，導致眼壓升高。房水的流出是根據眼壓和鞏膜上靜脈壓之間的梯度被動地流入鞏膜上靜脈［12］。鞏膜上靜脈是與中心靜脈循環相連的無瓣膜靜脈，中心靜脈壓升高會增加鞏膜上靜脈壓，從而減少房水的流出，使眼壓升高，眼灌注壓降低。

2.2 PION視神經后部缺血主要是由于全身血流動力學因素導致灌注不足所致［3］。供應視神經后部的軟腦膜血管缺乏自我調節機制來代償低血壓，使其在低血壓和血氧承載能力下降時易受缺血影響，從而誘發PION。

有學者提出一種影響視神經的間隔綜合征［2］，它是由于間質液體在骨性視神經管或篩板的周圍空間內積聚而形成，并影響視神經的血供，加速PION 的發展。此外，視神經后部有一個分水嶺區域，它是由于軟腦膜血管和視網膜中央動脈的穿透性分支之間沒有吻合而造成的，此區域的存在會因缺少側支循環更容易發生PION［11］。

最終，上述的各種機制會造成視神經的供氧障礙，并耗盡ATP 儲備，從而導致膜去極化。缺血性損傷通過Na+-Ca2+交換泵逆轉激活引起的細胞內Ca2+超載，導致細胞凋亡和不可逆的神經損傷［13］。

3 診斷

3.1 眼底鏡及視野檢查眼底鏡通過直接觀察視網膜血管以及視神經［14］，有助于鑒別其他原因引起的術后失明。AION 通常表現為突發性無痛性視力喪失和視野缺損。眼底鏡檢查可見彌漫性或節段性視盤水腫伴繼發性萎縮，視盤邊緣模糊，有時視盤周圍出現碎片狀出血［4］。視野缺損可表現為暗點、垂直視野的切割或因完全喪失視力而無光感。較差的瞳孔對光反射和相對的傳入瞳孔障礙（Marcus-Gunn 綜合征）可能是唯一的早期發現［13］。PION 也表現為突發性無痛性視力喪失和視野缺損，但眼底鏡檢查最初顯示完全正常的眼底，只有在大約4～6 周后才出現視神經蒼白和萎縮。眼底鏡檢查最初可能不確定ION 的發生，通常在視覺誘發電位（visual evoked potential，VEP）測試中得到明確［15］。

3.2 杯盤比檢查杯盤比是指視乳頭小凹與視乳頭的直徑之比，可客觀反映視神經的狀況。正常人的杯盤比值約為0.3，而當比值＜0.2 時，會導致神經的機械性軸漿阻塞和視網膜神經節細胞對神經營養因子的利用率降低［16］，進而發生ION 的風險顯著增加。

3.3 影像學檢查眼底血管造影術通過將含有熒光素的造影劑注入眼部血管，并在加有濾色片的眼底照相機下，持續拍攝眼底血管的不同熒光形態，進而發現眼底血管的微細結構和微小的變化。當血管造影顯示動脈充盈延遲，可懷疑ION。而出現視神經頭有造影劑的滲漏，表明ION 導致血管通透性增加和視盤水腫的早期發作［17］。

眼眶磁共振擴散加權成像通過觀察人體組織中水分子擴散運動受限制的方向和程度，可依據在雙側眶內視神經內擴散的程度，進而診斷ION［18］。

譜域光相干斷層掃描結合增強深度成像，可以獲取深層視神經的高分辨率圖像［19］，進而發現ION 患者眼中較厚的神經纖維層和較小的杯盤比導致了視神經穿過視盤時的空間受限，造成結構性視神經擁擠。光相干斷層掃描血管造影在ION的患者中，可發現視網膜毛細血管周圍的血管流量受到影響，并且與神經節細胞萎縮具有很強的相關性［20］。

3.4 視覺誘發電位（visual evoked potential，VEP）上述幾種診斷方法有延遲性和不夠精確的缺點，而VEP 是用一定強度的閃光刺激視網膜后可得到視網膜電位變化的記錄，用來監測整體視覺系統功能，是確定ION 最準確的檢測［21］。然而，由于術中獲取和解釋信號的困難，其在脊柱外科手術中的應用受到限制。術中VEP 監測在脊柱手術中的最終應用是預測ION 所致的脊柱術后失明，未來的設計需要考慮到如何將VEP 的假陽性變化以及受麻醉影響的變化區分開。

4 危險因素及預防策略

4.1 患者相關因素及預防

4.1.1 肥胖美國術后視力喪失研究小組采用多中心病例對照，使用多元分析對患者和對照者之間的圍手術期因素進行比較，發現肥胖是重要的危險因素［22］。肥胖被定義為BMI ≥30 kg/m2，可能是通過增加中心靜脈壓而影響眼睛循環，特別是當患者處于俯臥位時，失血量、腹內壓和BMI呈正相關［23］。

4.1.2性別 RUBIN 等［24］研究了1998-2012 年美國ION 患者的出院數據，發現男性患ION 的風險更高，一方面與雌激素對神經有保護作用有關，另一方面解剖的差異導致男性在位于Wilson 框架上時，間質液體易積聚形成間隔綜合征。

4.1.3年齡 基于1998-2012 年的國家住院樣本，SHAH 等［5］建立的ION 的術前風險因素的預測模型包含了年齡這個危險因素。每10 歲發病風險比增加24%，這可能與老年患者的手術更加復雜有關，并且視神經隨著年齡的增長而明顯退化［25］。研究報道ION 風險最高的是40～64 歲，尤其是阻塞性睡眠呼吸暫停的男性患者［5］。

4.1.4外周血管疾病 有外周血管疾病的患者（如高血壓、糖尿病、動脈硬化等）發生術后失明的風險會增加兩倍［26］。外周血管疾病使血管內皮細胞功能障礙，阻礙了動脈血流的血管自動調節過程，使視神經易發生缺血，吸煙也有可能是通過影響該因素增加術后失明的風險。HOFER 等［27］通過回顧性分析2006-2018 年三級醫療中心脊柱術后視力損傷的病例，發現貧血是重要危險因素。術前貧血的患者由于血紅蛋白減少，使得組織氧傳遞減少，視神經缺氧的風險增加。建議在術前對患者進行眼科檢查［26］，仔細識別和優化以上危險因素，做好患者戒煙、減肥等術前管理，將血壓、血糖在術前調整到正常。

4.2術中相關因素及預防

4.2.1術中體位 有研究發現眼壓在俯臥位后10 min內顯著增加，在俯臥位結束時，眼壓最高可增加到71.1 mmHg，是正常眼壓的3 倍以上［28］。將患者置于俯臥位時，由于頭部處于低位，術中輸入的大量液體導致眼部靜脈充血，從而造成眼眶靜脈壓升高，加重間質水腫，使眼壓升高，最終減少眼部灌注［4，11］。眼部靜脈壓升高也會在視神經管形成類似間隔綜合征的環境，阻礙動脈血流到視神經［29］。

在脊柱手術中，將患者定位在5°～10°的反向Trendelenburg 俯臥位可以減少術后視力喪失的發生［28］，此時頭位于心臟上方有助于減少眼和眼眶內的靜脈淤血，降低眼壓［4，11］。ROTH 等［30］的研究表明，大鼠頭部極度向下傾斜顯著降低了源自視網膜神經節細胞的VEP 和電活動，并增加了視神經的反應性。另外，在俯臥位手術期間測量眼壓，可以幫助醫師實施周期性的體位改變，防止眼壓升高。

4.2.2術中固定裝置 有研究［22］通過多中心病例對照分析發現Wilson 框架是一個獨立危險因素。Wilson 頭架要求頭部低于心臟水平，這會增加眼壓和中心靜脈壓，造成鞏膜上靜脈壓升高，導致房水流出減少，危及眼循環［31］。避免使用可能增加眼睛壓力的固定裝置，使用3 針固定器可避免直接壓迫眼睛，減緩眼壓升高［32］。

4.2.3手術時間 EMERY 等［33］通過對同一機構的52 例患者研究發現手術時間是術中眼壓顯著升高的獨立危險因素，這與SHEN 等［34］的一項10 年的回顧性研究結果一致，他指出手術時間超過4 h是術后失明的危險因素。一方面眼壓增加的程度與患者俯臥的時間呈正相關［11］；另一方面術中出血也會增多，如果失血量超過1 L，則風險更大［22］，可能與失血過多后血容量下降，從而動脈血壓降低使得視神經灌注減少有關。

美國圍手術期視力喪失工作組等［26］認為，當手術時間超過平均6.5 h，建議進行分期手術，縮短患者俯臥位的時間，不僅有助于減緩眼壓的升高，還有助于減少術中出血，降低ION 所致術后失明的風險［35］。

4.2.4術中循環系統管理 GOYAL 等［9］通過病例對照及文獻回顧發現失血和低血壓是ION 的重要誘因，血壓從頸內動脈到供應視神經的小血管是逐漸下降的［11］，失血和低血壓導致平均動脈壓降低，眼灌注壓減少。圍手術期的收縮壓應保持在84 mmHg 的最低值，這樣能夠保證正常的眼灌注壓并減少術中失血，而當血壓降低時，不可盲目使用腎上腺素能激動劑，使小動脈收縮，視神經灌注減少［32］。術中循環系統管理策略包括有創血流動力學監測，用于嚴密的血壓控制和中心靜脈壓監測，必要時與麻醉師確定早期使用血液制品的必要性［18］。

FARAG 等［36］發現接受晶體液治療的患者，其俯臥位平均眼壓升高率和術后平均眼壓升高率明顯高于接受膠體液治療的患者。術中補充的液體隨著俯臥位的重力作用，在眼部周圍靜脈淤積，導致眼壓明顯升高。HOFER 等［27］也發現更多的晶體體積和更大的失血量都與ION 相關。補液時膠體的比例過低是一種誘因［26］，大量晶體的使用導致術中眼壓升高、眶周水腫，增加ION 的風險［18］。因此建議在大量失血時進行膠體-晶體液體平衡置換［35］。

4.2.5麻醉因素 PINAR 等［37］通過一項隨機對照臨床試驗發現服用特定的藥物或麻醉劑可以降低眼壓，并且與接受全身麻醉的患者相比，在脊柱麻醉下以俯臥位接受腰椎間盤手術的患者的眼壓增加明顯較少。在誘導麻醉時，異丙酚具有最顯著的降低眼壓的作用。與丙泊酚維持全麻相比，七氟醚維持全麻的眼壓更高。對于神經肌肉阻滯，羅庫溴銨顯示出更大的降低眼壓作用，并可提供良好的插管條件［31］。研究發現，局部應用2%的溴莫尼定、布林佐胺噻嗎洛爾滴眼液有助于降低術中眼壓［36］。

4.3術后管理 視神經易受到永久性缺血性損傷，因此出現ION 時，需要及時干預。術后前24 h應每2 h 監測一次視力和相對性瞳孔傳入障礙檢查，如果超過24 h 后出現劇烈疼痛、眼球突出或視力下降，應立即請眼科會診［15］。

5 治療

多年來，針對ION 所致的脊柱術后失明提出了許多療法，但迄今為止沒有一種療法能經受住嚴格的對照試驗的驗證。目前主要應用的是藥物治療，而玻璃體內注射可能比全身給藥更有效［8］，可以讓更高濃度的藥物和生物制劑直接進入眼睛，并將全身副作用降至最低。藥物中類固醇的研究最為廣泛，但沒有顯示出一致的療效。類固醇通過控制炎癥和加速水腫的消退，可以控制甚至逆轉高眼壓，恢復血流［38］。但在術后，卻增加傷口感染風險并使血糖管理復雜化。VAN OTERENDORP 等［39］研究以改善循環和供氧為基礎，使用了維生素K 拮抗劑、血小板聚集抑制劑、血管擴張劑以及高壓氧進行治療，但均未能證明視力有顯著改善。神經保護劑、細胞膜穩定劑、凋亡抑制劑可通過對剩余神經節細胞的保護來控制ION 的進展，酶抑制劑如乙酰唑胺等可通過抑制碳酸酐酶，減少房水形成和降低眼內壓，改善流向視神經頭和視網膜的血流，進而抑制ION 的發展，但這些新的藥物還需進一步的臨床驗證［39］。

6 總結與展望

ION 所致的脊柱術后失明由于至今仍未出現明確有效的治療方案，所以骨科醫師應將重心放在預防這種罕見的、破壞性的并發癥。術前骨科醫生、患者和麻醉師之間進行溝通，優化和避免ION 的危險因素是核心環節。術中骨科醫生應與麻醉師密切合作，以確保正確的體位、血流動力學監測和液體管理，手術時間較長的應考慮手術的分期。術后懷疑ION 必須立即咨詢眼科醫生。最后，在未來需要加深對ION 的發病機制的研究，改進預防策略和完善治療方案。