Wlatach 70. ubiegłego wieku wprowadzenie korekcji chirurgicznej skrzywienia bocznego kręgosłupa z wykorzystaniem metody Harringtona, a później Cotrel-Dubousset stało się standardowym sposobem leczenia tego schorzenia. Zgodnie z raportem Scoliosis Research Society z 1974 r. w ok. 100
na 8000 przypadków pacjentów leczeniu towarzyszyły komplikacje związane ze zmianami w przewodnictwie czuciowym i ruchowym rdzenia 1. Rozwój technik operacyjnych redukował incydentalność powikłań, jednym z popularniejszych sposobów weryfikacji nieinwazyjności leczenia aż do końca lat 80. ubiegłego wieku był test wybudzenia według Vauzelle i Stagnara. Podczas tej próby ma miejsce weryfikacja integralności szlaków ruchowych rdzenia kręgowego. Oprócz negatywnych aspektów psychologicznych w odniesieniu do pacjentów testowanych tą metodą, jego skuteczność nie jest jednoznaczna 2. W tym okresie również znacznie rozwinęła się metodologia neurofizjologicznej weryfikacji przewodnictwa szlaków czuciowych rdzenia na bazie rejestracji uśrednionych somatosensorycznych potencjałów wywołanych (somatosensory evoked potentials – SEP), zarówno w Stanach Zjednoczonych od 1972 r., jak i później w Wielkiej Brytanii od 1983 r. 3Niedoskonałością metodologiczną od początku jej wprowadzenia do neurofizjologii klinicznej była niestabilność parametrów rejestracji (zarówno amplitudy, jak i latencji) na kolejnych etapach prowadzonych procedur chirurgicznych oraz wpływ poziomu znieczulenia na ich fluktuacje. W skrajnych przypadkach niemożność rejestracji SEP jest konsekwencją obniżenia pobudliwości struktur nerwowych na pobudzenie bodźcem elektrycznym wynikającego z powstania ewentualnego procesu niedokrwienia4. W 1980 r.
Merton i Morton podczas operacji neurochirurgicznej wprowadzili z powodzeniem technikę rejestracji śródoperacyjnej ruchowych potencjałów wywołanych (motor evoked potentials – MEP) wykorzystującej stymulację przezczaszkową najpierw bodźcem elektrycznym, a później bodźcem magnetycznym, która okazała się na tyle skuteczna, że przezwyciężyła sceptycyzm operatorów dla jej użyteczności 5. Oprócz zabiegów spondyloortopedycznych na kręgosłupie oraz neurochirurgicznych na mózgu, neuromonitoring jest wykorzystywany w operacjach chirurgicznych rekonstrukcji splotów nerwowych, przeszczepach lub zespoleniach nerwów oraz zabiegów uwalniania z ucisków struktur nerwowych 6.
Neuromonitoring śródoperacyjny na początku XXI wieku nie jest tylko standardem, w którym chirurdzy widzą potencjalną korzyść zwiększenia bezpieczeństwa leczenia dla samego chorego, jest także mocną stroną argumentacji administratorów szpitali w negocjacjach z prawnikami reprezentującymi chorego lub jego rodzinę 7. Wprowadzenie procedur neuromonitoringu do wielu państw w Europie miało swoje uzasadnienie w statystykach spadku jatrogennych powikłań okołooperacyjnych. W Polsce obecnie jest stosowany w około dziesięciu ośrodkach ortopedycznych oraz neurochirurgicznych. Od 2010 r. zgodnie z zaleceniami American Society of Neurophysiological Monitoring coraz częściej neurofizjolodzy kliniczni wspierają lekarzy w wykonywaniu tej procedury 8.
Celem artykułu jest przedstawienie metodyki wykonania oraz interpretacji wyników testów MEP oraz SEP przeprowadzanych śródoperacyjnie podczas implantacji instrumentacji korekcyjnej w trakcie operacji skolioz. Prezentowane treści dotyczące zasad neuromonitoringu mogą również wskazać ortopedom inne możliwości aplikacji testów neurofizjologicznych stosowanych w trakcie operacji chirurgicznych związanych z podwyższonym ryzykiem uszkodzenia struktur nerwowych.
Opis procedur neuromonitoringu oparto zarówno na informacjach zawartych w renomowanych publikacjach z zakresu neurochirurgii, ortopedii oraz neurofizjologii klinicznej, jak i doświadczeniach własnych autorów 9.
Metodologia, interpretacja wyników, przeciwwskazania
Obecnie najbardziej użytecznymi procedurami neuromonitoringu w trakcie operacji na kręgosłupie w celu weryfikacji prawidłowego przewodnictwa impulsów nerwowych w obrębie szlaków aferentnych i eferentnych rdzenia kręgowego są rejestracje somatosensorycznych potencjałów wywołanych (SEPs) oraz ruchowych potencjałów wywołanych (MEPs).
Somatosensoryczne potencjały wywołane są wzbudzane w następstwie stymulacji elektrycznej włókien czuciowych nerwów piszczelowych obustronnie za kostką przyśrodkową pojedynczymi bodźcami prostokątnymi (o czasie trwania ok. 300 µs) o natężeniu do 35 mA przy rejestracji elektrodami nadczaszkowo z lokalizacją Cz-Fz w systemie 10–20. Wynikiem rejestracji jest potencjał o amplitudzie nie mniejszej niż 2 µV z latencją załamka ujemnego ok. 30 ms oraz załamka dodatniego ok. 40 ms.
Ryc. 1
Miejsca stymulacji bodźcem elektrycznym nerwu piszczelowego oraz rejestracji nadkręgosłupowej lub nadczaszkowej somatosensorycznych potencjałów wywołanych monitorujących przewodnictwo aferentne
Z uwagi na niską już w warunkach prawidłowych amplitudę stosuje się ciągłe uśrednienie rejestrowanego potencjału w ilości od 50 do 300 (zwykle 150).
Ruchowe potencjały wywołane są wzbudzane w następstwie stymulacji elektrycznej lub pola magnetycznego [15] przezczaszkowo pól ruchowych dla unerwienia kciuka oraz wybranych mięśni kończyn dolnych ciągiem 4–6 impulsów (czas trwania pojedynczego impulsu 500 µs) o natężeniu maksymalnym do 250 mA, przy rejestracji elektrodami bipolarnymi wkłuwanymi lub rzadziej powierzchniowymi. Rejestrowane potencjały charakteryzują się zmienną amplitudą od 500 do 5000 µV
oraz latencjami w zakresie 17–40 ms w zależności od odległości przewodzenia. Potencjały te nie wymagają uśrednienia.
Ryc. 2
Miejsce stymulacji bodźcem elektrycznym lub magnetycznym obszarów kory ruchowej mózgu oraz rejestracji ruchowych potencjałów wywołanych z mięśni kończyn górnych i dolnych obustronnie monitorujących przewodnictwo eferentne
Podczas rejestracji SEP wydłużenie parametru latencji lub brak rejestracji potencjału rejestrowanego nadczaszkowo na kolejnych etapach korekcji chirurgicznej skrzywienia bocznego kręgosłupa (implantacja śrub przeznasadowych w liczbie od 4 do 24, montaż prętów korekcyjnych jedno- lub obustronnie, dystrakcja, kompresja, translacja i derotacja), świadczy o zahamowaniu lub blokadzie przewodnictwa szlaków czuciowych rdzenia kręgowego lub uszkodzeniu korzeni rdzeniowych.
W przypadku rejestracji MEP spadek amplitudy potencjału z towarzyszącym wydłużeniem latencji powyżej 25% w porównaniu wartości referencyjnej świadczy o częściowym zahamowaniu przewodnictwa szlaków ruchowych rdzenia kręgowego, a powyżej 50% lub braku rejestracji o blokadzie przewodnictwa impulsów nerwowych.
Przed przystąpieniem do zabiegu chirurgicznego, po implantacji elektrod stymulujących i odbiorczych pacjentowi leżącemu na plecach wykonuje się kontrolę
impedancji elektrod, której prawidłowe wartości dla elektrod igłowych powinny zawierać się w zakresie 0,1–5,0 kΩ, wskazując na prawidłowość połączeń ze wzmacniaczem rejestratora. Po przełożeniu pacjenta na stół operacyjny w pozycji na brzuchu (w przypadku dostępu tylnego do kręgosłupa) lub w pozycji na boku (w przypadku dostępu przedniego) dokonuje się rejestracji potencjałów MEP i SEP posiadających wartości referencyjne amplitudy i latencji, traktowane jako kontrolne dla porównania z tymi, które odprowadza się na kolejnych etapach operacji.
Na wartości rejestrowanych amplitud SEPs mają wpływ stan pobudliwości układów ośrodkowego i obwodowego oraz poziom znieczulenia. Parametr amplitudy w rejestracjach MEP jest mniej wrażliwy na poziom anestezji. Rejestracje SEPs monitorują nieprawidłowości w przewodnictwie głównie szlaków grzbietowych rdzenia kręgowego, rejestracje MEPs odzwierciedlają stan przewodnictwa impulsów nerwowych bardziej w szlakach bocznych aniżeli brzusznych rdzenia kręgowego. Rejestracje SEPs metodologicznie są mniej inwazyjne dla struktur układu nerwowego z uwagi na niskie wartości impulsu stymulującego.
Rejestracje MEPs indukowane bodźcami elektrycznymi przezczaszkowo wywołują rozległą depolaryzację ośrodków ruchowych i czuciowych kory mózgu. Stymulacja polem magnetycznym o wartości 1,5 T ze względu na siłę i oddziaływanie pól zarówno magnetycznego, jak i elektrycznego uniemożliwia neuromonitoring u chorych z rozrusznikiem
Ryc. 3
Obraz rentgenogramu ukazujący skrzywienie boczne prawostronne kręgosłupa w odcinku piersiowo-lędźwiowym
Ryc. 4
a. rejestracje MEP z mięśni kończyn górnych obustronnie (APB L i R – mięsień odwodziciel krótki kciuka lewy i prawy) oraz mięśni kończyn dolnych obustronnie (rec. fem. L i P – mięsień prosty uda lewy i prawy, Tib. ant. L i P –
mięsień piszczelowy przedni lewy i prawy, AHL L i P – mięsień odwodziciel palucha długi lewy i prawy) po implantacji rejestrujących elektrod igłowych. b. analogiczne rejestracje MEP po przełożeniu pacjentki na stół operacyjny
w pozycji leżącej na brzuchu. c. rejestracje MEP po implantacji śrub przeznasadowych. d. rejestracje MEP po zakończeniu korekcji. Należy zwrócić uwagę na różne wzmocnienia rejestracji (b i c 5 mV/D; d- 2mV/D przy takiej samej podstawie czasu 26ms/D)
serca oraz innymi implantami elektronicznymi, epizodami epilepsji w trakcie leczenia, znaczącymi zaburzeniami w czynności układu naczyniowego, objawami wzrostu ciśnienia śródczaszkowego. Nie zaleca się przeprowadzenia procedur neuromonitoringu u niemowląt oraz kobiet w ciąży.
Przykład neuromonitoringu
w trakcie korekcji skoliozy
Na ryc. 4 przedstawiono przykłady rejestracji MEP prowadzonych w trakcie neuromonitoringu na kolejnych etapach procedury chirurgicznej korekcji skoliozy prawostronnej u piętnastoletniej pacjentki.
Istotnym aspektem wyciągania wniosków na podstawie rejestracji kolejnych etapów neuromonitoringu o prawidłowości przewodnictwa eferentnego rdzenia jest dokonywanie porównań w odniesieniu do rejestracji referencyjnych uzyskanych po ułożeniu pacjenta w pozycji na brzuchu na stole operacyjnym. Tak jak widać na przykładach zamieszczonych na ryc. 4, należy spodziewać się zmniejszenia parametrów amplitudy podczas rejestracji MEP po wykonaniu korekcji.
Podsumowanie
Zgodnie z założeniami Malhorta i Shaffrey neuromonitoring powinien być stosowany w każdym przypadku zabiegu, w którym chirurg widzi realne zagrożenie jatrogenne aplikowanych procedur dla struktur nerwowych w układach ośrodkowym i obwodowym oraz w przypadkach optymalizacji kolejnych etapów zabiegów chirurgicznych 10.
Przedstawione przykłady testów MEP i SEP nie są jedynymi z procedur wykorzystywanych w szeroko pojętym neuromonitoringu. Innymi mogą być procedury weryfikacji przewodnictwa impulsów nerwowych w trakcie operacji w okolicy nerwu twarzowego lub słuchowego11, operacji dyskopatii na poziomie bardziej lędźwiowym aniżeli szyjnym 12, resekcje guzów rdzenia oraz mózgowia 13, procedury DNS (direct nerve stimulation) weryfikujące brak inwazji w funkcję korzeni rdzeniowych 14, procedury lokalizacji elektrod stymulujących struktury mózgowia u chorych z chorobą Parkinsona (DDS)15.
Na powodzenie prowadzenia neuromonitoringu w trakcie operacji chirurgicznych wpływa w dużym stopniu zrozumienie oraz rzeczowa współpraca pomiędzy neurofizjologiem a operatorem i anestezjologiem 16.
Aspektem neuromonitoringu, który może być rozwinięty w przyszłości, jest możliwość ominięcia wpływu głębokości znieczulenia na parametry rejestracji MEP, poprzez odprowadzenia stosowane znad nerwów na ich przebiegu zamiast z mięśni.
