Несмотря на развитие высоких медицинских технологий, проблемы, связанные с хирургической коррекцией деформаций позвоночника, далеки от окончательного решения [1—3]. В частности, одной из таких проблем является риск развития ятрогенных моторных расстройств в послеоперационном периоде [4]. С целью их профилактики в настоящее время широко применяется интраоперационный нейромониторинг (ИОНМ) [5—7] с использованием моторных вызванных потенциалов (МВП) [8—10]. При проведении ИОНМ нейрофизиолог концентрирует внимание только на критически значимых изменениях их параметров. Действия хирургов могут сопровождаться незначительной реакцией МВП, которая чаще всего остается без последствий, но иногда может быть предвестником опасности. Это затрудняет точную оценку уровня риска действий хирурга в конкретный момент операции. Некоторые авторы [11] предложили увеличить число модальностей ИОНМ с тем, чтобы уменьшить число ложноположительных и ложноотрицательных реакций в процессе интраоперационного контроля. Но это усложняет процедуру его проведения и увеличивает время предоперационной подготовки пациента.

Нами была предложена шкала для ранжирования изменений МВП [12], наблюдаемых в процессе ИОНМ, и балльной оценки общего характера реакции проводящей системы спинного мозга на хирургическую агрессию. Наблюдение статистических закономерностей ранговой оценки изменений МВП в больших группах больных в широком возрастном диапазоне с разной патологией в процессе хирургической коррекции деформации позвоночника дает возможность сопоставить ее с характером распределения послеоперационных моторных расстройств, и сконструировать на этой основе показатель уровня риска, связанного с действиями хирурга в текущий момент времени.

Цель настоящего исследования — разработка количественного показателя уровня риска интраоперационного возникновения ятрогенных моторных расстройств в процессе хирургической коррекции деформации позвоночника на основе данных текущего нейрофизиологического контроля.

Работа выполнена в соответствии с требованиями Хельсинкской декларации Всемирной медицинской ассоциации (в ред. 2013 г.). Все пациенты, в нем участвовавшие, дали на это письменное добровольное информированное согласие. Исследование одобрено комитетом по этике при РНЦ ВТО им. акад. Г.А. Илизарова.

Анализировалась выборка из 288 больных (107 мужчин и 181 женщина), в возрасте от 1 года 4 мес до 27 лет с деформациями позвоночника различной этиологии: идиопатический сколиоз был диагностирован у 76 пациентов, деформации позвоночника врожденного генеза и связанные с системными поражениями скелета — у 173 пациентов, нейромышечный и нейрогенный сколиоз — у 15 больных, деформации позвоночника, связанные с другими причинами, отмечены у 24 пациентов. Величина деформации варьировала от 20 до 105° по сколиотическому компоненту и от 15 до 134° — по кифотическому.

Всем пациентам была произведена инструментальная коррекция деформации с последующей транспедикулярной фиксацией сегментов грудного/грудопоясничного отдела позвоночника с использованием различных вариантов погружных систем [13]. У всех пациентов применялись методики мобилизации задней колонны позвоночника I—III уровня по классификации F. Schwab, у 189 (59%) больных выполнены трехколонные остеотомии позвоночника III—IV типа [14, 15]. Тотальная внутривенная анестезия обеспечивалась сочетанием наркотического анальгетика фентанила (10—3 мкг/кг/ч) и гипнотика пропофола (10—4 мг/кг/ч), их введение осуществлялось через инфузомат. Искусственная вентиляция легких проводилась через интубационную трубку.

Интраоперационный нейрофизиологический контроль текущего состояния пирамидных путей пациента проводили с использованием системы ISIS IOM («Inomed Medizintechnik GmbH», Германия) по схеме, описанной нами ранее [12]. Мышцы-индикаторы для получения МВП выбирались в зависимости от уровня хирургического вмешательства на позвоночнике и результатов предоперационного электромиографического обследования [16]. Проанализировано 320 протоколов ИОНМ.

Регистрация «базовых» МВП начиналась через 40—60 мин после однократного введения миорелаксанта рокурония (перед интубацией трахеи). Последующие тестирования проводились после имплантации опорных элементов конструкции и на различных этапах корригирующих маневров по команде нейрохирурга. Продолжительность мониторинга колебалась от 45 мин до 9 ч 52 мин (3,5±0,09 ч).

При сравнении результатов текущего тестирования с базовыми МВП в качестве диагностически значимых изменений характеристик ответов рассматривалось снижение амплитуды более чем на 50% от исходного уровня и увеличение латентного периода, превышающее 10% [17]. Наблюдаемым реакциям МВП присваивался ранг в соответствии с разработанной нами шкалой [12]. Совокупность изменений ранговой оценки МВП на протяжении оперативного вмешательства являлась основанием для присвоения выявленному типу реакции моторной системы соответствующего балла. Рассчитывали частоту встречаемости (ν_t) для выделенных типов реакции как отношение числа наблюдений t типа (n_t) к общему количеству наблюдений (N) и стандартную ошибку (S_ν):

Математическая обработка полученных данных проводилась с помощью программного комплекса Microsoft Excel 2010 и интегрированного с ним пакета анализа данных Attestat [18].

Ранговая шкала, отражающая степень изменений МВП при текущем тестировании относительно базового уровня, представлена в табл. 1.

В используемой для мониторинга группе мышц-индикаторов реактивные изменения могут быть одинаковыми либо различаться по степени снижения МВП и трансформации их формы, указывая на локализацию опасного ятрогенного воздействия (см. рис. 1). Общему состоянию пирамидной системы в целом присваивалось значение ранга, максимальное в данной группе мышц-индикаторов. При последующем тестировании ранговая оценка либо сохранялась, либо менялась в соответствии с наблюдаемыми при этом реактивными изменениями МВП. В итоге в процессе мониторинга формировался ряд из последовательных значений рангов состояния пирамидной системы.

Обобщая динамику ранговой оценки МВП на протяжении всей операции, мы выделили 5 типов устойчивых (воспроизводимых на различных больных) комбинаций рангов (табл. 2),

Пациенту К., 6 лет 6 мес, с врожденным прогрессирующим сколиозом на фоне множественных пороков развития шейного, грудного и пояснично-крестцового отделов позвоночника была выполнена вертебротомия III уровня по Schwab на вершине деформации в поясничном отделе позвоночника, коррекция деформации позвоночника и задняя инструментальная фиксация динамической системой с транспедикулярными опорными точками.

Перед началом операции в отведениях от мышц нижних конечностей зарегистрированы хорошо воспроизводимые полифазные МВП (см. рис. 1, зеленые линии). При проведении вертебротомии для контроля состояния спинальных корешков использовался зонд, позволяющий проводить прямую электростимуляцию нервных структур, а также контролировалось появление спонтанной электромиографической активности мышц-индикаторов.

В процессе выполнения вертебротомии в части отведений развилась нестабильность формы и характеристик моторных ответов, которая выражалась (см. рис. 1) в их умеренном повышении (отведение от m. tibialis anterior слева), умеренном снижении (m. vastus medianus слева и справа, m. tibialis anterior справа), существенном снижении (m. sphincter ani слева) вплоть до полного кратковременного угнетения (m. sphincter ani справа). Отсутствие негативных изменений МВП в контрольных отведениях (m.m. thenar слева и справа), локализованных значительно выше зоны хирургического интереса, показывало, что наблюдаемая реакция пирамидной системы пациента не связана с действием компонентов наркоза и изменениями общих гемодинамических характеристик пациента. Учитывая наличие предшествующих оперативных вмешательств, в целях снижения хирургического стресса ему был введен метилпреднизолон, а перед проведением корригирующего маневра производилось эпидуральное введение раствора ропивакаина (0,375%).

К моменту окончания хирургического вмешательства в большинстве отведений МВП восстановились до уровня, близкого исходному. В двух отведениях сохранялось существенное снижение амплитуды моторных ответов. Однако после пробуждения пациента моторных расстройств у него не было, поэтому негативное состояние МВП, вероятнее всего, было обусловлено действием ропивакаина.

В процессе интраоперационного получения МВП текущее значение общего ранга будет отражать уровень риска (RL) возникновения послеоперационных моторных расстройств, который складывается из двух составляющих: частоты встречаемости (f_M) этих расстройств при данном типе реакции и вероятности (p_k) повышения при последующем тестировании ранга наблюдаемых изменений до критических значений; т. е. вероятность критического перехода (рис. 2).

где X₁ и X₂ — весовые коэффициенты, отражающие значимость вклада в общий уровень риска обеих составляющих. Для удобства расчетов X₁ принимается равным единице; X₂ зависит от типа реакции и определяется эмпирически.

Чтобы различать значения частоты встречаемости типов реакции пирамидной системы и показатель риска, первые представлены в табл. 2 в процентах, а компоненты второго из формулы (3) в долях от единицы.

Для I—III типов реакции первый компонент формулы (3), т. е. частота встречаемости моторных и сенсорных ятрогенных расстройств, в анализируемой нами выборке равен нулю. При IV типе отмечались только сенсорные расстройства (3 наблюдения: нарушения кожной чувствительности и нейропатическая боль), поэтому для моторных расстройств в этой группе больных также f_M = 0.

Все 20 случаев появления V типа (N_V = 20) были связаны с полным исчезновением МВП в конце оперативного вмешательства, при завершении коррекции или сразу после окончания коррекционного маневра. В 4 наблюдениях исчезновение ответов было монолатеральным, в остальных — билатеральным. При этом в 4 наблюдениях амплитуда ответов снизилась до нуля на фоне эпидурального введения раствора ропивакаина. При этом, как и в других 12 случаях регистрации V типа, после завершения операции у пациентов не наблюдалось моторных или сенсорных расстройств (16 наблюдений из 20). У 4 пациентов (n_V=4) после пробуждения отмечались локальные моторные расстройства, носившие транзиторный характер. Их удалось устранить в послеоперационном периоде. Поэтому в случае V типа реакции в анализируемой выборке компонент f_M = n_V / N_V = 0,2.

Второй компонент количественного показателя степени риска, т. е. вероятность повышения ранга до критического уровня при последующем тестировании, определяется как предел частоты встречаемости критических переходов при увеличении объема анализируемой выборки (N), когда N стремится к бесконечности; т. е. в достаточно большой выборке частоту встречаемости можно считать приблизительно равной вероятности.

Показатель уровня риска появления клинических признаков нарушений проводниковой функции пирамидной системы в послеоперационном периоде для типов реакции I—III стремится к нулю, поскольку первый компонент формулы (3), как отмечалось выше, равен нулю, а второй — пренебрежительно мал из-за близких к нулю значений весового коэффициента X₂ и вероятности P_k — небольшого количества случаев резкого снижения ответов или их полного исчезновения прямо от базового уровня (см. табл. 2). Такое течение оперативного вмешательства мы рассматриваем как благоприятное. При VI типе реакции показатель уровня риска также определяется только вторым компонентом формулы (3) и составляет 0,15 (см. табл. 2). Такой риск мы оцениваем как средний. При V типе реакции показатель риска равен частоте встречаемости послеоперационных моторных расстройств, поскольку 7 ранг — максимальная величина для шкалы и больше повышаться не может, т. е. второй компонент формулы (3) равен нулю. При этом риск составляет 0,2, т. е., с нашей точки зрения, становится высоким.

Первоначально разработанная нами ранговая шкала степени изменений МВП в процессе операции позволила сравнить характер проведения интраоперационного нейрофизиологического контроля в группах больных с разными клиническими особенностями [12]. При непосредственном ее использовании в процессе проведения нейромониторинга следует помнить, что ранги 1 и 2 не должны вызывать беспокойства, ранги 3 и 4а требуют внимания анестезиолога (уточняется изменение глубины наркоза и гемодинамических характеристик пациента). Ранги 4б и ниже требуют совместного принятия решения нейрохирургом и анестезиологом относительно мер, принимаемых для устранения проблемы (введение фармпрепаратов, изменение глубины наркоза, перепроведение винтов, сброс коррекционных усилий и т. п., вплоть до проведения wake-up теста). В будущем, после накопления большого объема статистических данных возможно появление компьютерного приложения к действующим программам ИОНМ, рассчитывающего в режиме on line уровень текущего риска в зависимости от наблюдаемого ранга изменений МВП при текущем тестировании с учетом возраста пациента, его принадлежности к этологической группе и т. п.

В настоящее время остается открытым вопрос: когда незначимые изменения моторных ответов предшествуют значимым, а когда остаются без последствий? Иногда снижение возбудимости моторных зон коры мозга под влиянием анестезии может вызывать существенное снижение амплитуды МВП [19—22]. Само по себе такое снижение не опасно, но может замаскировать негативные последствия действий хирурга. Поэтому значимые и незначимые изменения характеристик МВП должны рассматриваться как факторы, косвенно повышающие риск.

Накопление большого объема данных позволило дать статистическую характеристику наблюдаемым изменениям и оценить вероятностную связь между ними и частотой возникновения послеоперационного моторного дефицита. Трудность сохраняется при определении весовых коэффициентов X₁ и X₂, связывающих разнородные параметры, используемые в формуле (3). Если частота встречаемости моторных расстройств, наблюдаемых в послеоперационном периоде после регистрации j-ранга во время вмешательства, напрямую указывает на риск их возникновения, то вероятность повышения значения R_i при последующем тестировании до критического уровня (критический переход) — всего лишь косвенный показатель, не дающий количественной меры возможности появления послеоперационного моторного дефицита. Критический переход (повышение значения ранга изменений МВП до критического уровня и далее) — интраоперационное событие, имеющее двойной смысл. Оно может указывать на прямую опасность для нервной ткани, связанную с действиями хирурга или ишемией. Но может быть следствием действия наркоза. Однако и в этом случае оно потенциально маскирует возможные последствия хирургической агрессии.

Эту связь можно проследить, сопоставляя вероятности перехода пирамидной системы из одного состояния в другое под воздействием факторов оперативного вмешательства (рис. 3).

Таким образом, разработанная нами система ранговой оценки изменений моторных вызванных потенциалов в процессе хирургической коррекции деформаций позвоночника позволяет количественно выразить степень риска возникновения послеоперационных моторных расстройств и соответственно отслеживать уровень тревоги для нейрохирурга при проведении отдельных этапов оперативного вмешательства.

Исследование выполнено при поддержке РНЦ ВТО им. акад. Г.А. Илизарова.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

В статье освещается возможность применения системы ранговой оценки изменений моторных вызванных потенциалов (МВП) в процессе хирургической коррекции деформаций позвоночника с целью количественной оценки степени риска возникновения послеоперационных нарушений моторной функции.

Авторами разработан объективный показатель для оценки моторных нарушений в процессе нейрофизиологического интраоперационного исследования.

Научная новизна работы заключается в разработке математического и статистического алгоритма оценки изменений параметров МВП при интраоперационном нейрофизиологическом контроле возможных нарушений моторной функции в результате оперативного лечения. Практическая ценность работы заключается в подтверждении значимости и необходимости проведения интраоперационного нейромониторинга для исключения или минимизации каких-либо осложнений во время операции и в послеоперационном периоде.

Е.М. Трошина (Москва)