微创经椎间孔腰椎椎间融合术中运动诱发电位变化与椎管容积改善的相关性研究

陈焕雄，何贤波，李国军，唐崧杰，钟贞浩，黄 涛，林友才，林素羽，孟志斌

（1.海南医学院第一附属医院脊柱外科，海南 海口 570100；2.海南医学院第一附属医院麻醉手术科，海南 海口 570100）

微创经椎间孔入路腰椎椎间融合术（minimally invasive transforaminal lumbar interbody fusion，MIS-TLIF）可通过微创管状工作通道对腰椎管狭窄节段进行椎管减压，减少对软组织及背部肌肉的损伤，具备创伤小、出血量少、术后恢复快等优势［1］。但MIS-TLIF 手术因视野局限、操作空间小，常常未能充分暴露解剖标志，导致通道下椎管减压相对困难，对于改善临床症状的最佳减压范围难以确定［2］。因此，部分术者术中依赖个人经验进行椎管减压，并缺乏有效方法评估椎管减压是否彻底［3］。近年来，神经电生理监护现已成为脊柱外科手术中不可缺少的监护设备，它可在术中监护神经传导通路的完整性，亦可监测术中神经损伤［4］。目前神经电生理监护对患者术后预后的预测价值成为研究热点［5］。据最新研究表明术中运动诱发电位（Motor Evoked Potentials，MEP）波幅变化对颈椎管狭窄手术术后症状的改善程度有预测价值［6］。但有关MIS-TLIF 术中MEP 波幅变化，与椎管容积以及临床症状改善的相关性研究国内外尚未见报道。因此，本研究通过分析MIS-TLIF 术中椎管减压后MEP 波幅变化、术后腰椎椎管3D 容积改变与临床症状改善程度的相关性，探讨MEP 波幅变化及椎管容积改变在腰椎管狭窄症术后长期临床预后评估中的预测价值。

1 资料和方法

1.1 一般资料

本研究纳入自2017 年8 月～2019 年8 月在本院明确诊断为腰L4/5 椎管狭窄症68 例患者。其中男性32 例，女性36 例，平均年龄为（56.28±11.87）岁，手 术 时 间 为（96.72±13.00）min，术 中 出 血 量 为（264.31±78.92）mL。纳入标准：（1）临床症状、体征和影像检查明确诊断为L4/5 节段腰椎椎管狭窄症；（2）所有患者经过三个月保守治疗后症状未见缓解，并且无手术禁忌症者；（3）所有MIS-TLIF 手术均由同一名高年资医师完成；（4）患者临床资料及术后随访资料完善且随访时间＞2 年。排除标准：（1）患者伴有严重的骨质疏松；（2）合并有腰椎结核、肿瘤、感染等病理性疾病患者；（3）伴有神经电生理监护禁忌症，如安装心脏起搏器、颅内金属置入等。见表1。

表1 患者基本资料（±s）Tab 1 Basic information of patients （±s）

基本信息年龄（岁）性别（男/女）手术时间（min）术中出血量（mL）住院时间（d）数值56.28±11.87 32/36 96.72±13.00 264.31±78.92 8.09±1.810

1.2 手术方法

患者全身静脉麻醉后取俯卧位，安装大脑皮层体感诱发电位/运动诱发电位（SEP/MEP）进行神经 电 生 理 监 测（medtronic）［7，8］。连 接 导 航 设 备（Brain LAB），应用克氏针将导航参考架固定在髂后上棘，进行三维扫描。扫描图像自动输入导航系统并完成注册，使用导航探针在三维影像引导下定位手术节段并在体表投影点标记切口位置。垂直切开皮肤后内倾10°～20°切开腰背筋膜，沿肌间隙钝性分离至关节突下峡部，以峡部为支点插入逐级扩张Quadrant 工作通道，撑开通道后接光源。导航引导下选择最佳进钉点、进钉水平角和矢状角，使用高速磨钻制备钉道，球探探查确定钉道为骨性结构后，置入短尾固定椎弓根螺钉。在导航下定位及标记减压范围后，使用骨刀凿除下关节突，用枪式咬骨钳咬除残余关节突、部分黄韧带及椎板，扩大椎间孔，显露硬膜囊、神经根、椎间盘及椎静脉丛。双极电凝止血后，神经拉钩保护硬膜囊、神经根，清除椎间盘和软骨终板，导航下置入融合器和自身骨粒，上棒后加压拧紧螺帽。透视确认内固定和融合器位置良好后逐层关闭切口。

1.3 评价标准

术中椎管减压前、减压后分别记录MEP 波幅数值3 次，取其平均值。MEP 波幅改善率=（椎管减压后MEP 波幅均值-减压前MEP 波幅均值）/减压前MEP 波幅均值。两名放射科医师使用双线定位法对术前、术后椎管造影的腰椎三维CT 数据进行3D 椎管容积的测量，取其均值。具体测量方法为：定位线经过上、下椎弓根中点，并平行于椎间盘，形成以狭窄节段为中心，上、下椎弓根中点及硬膜内缘围成的区域作为狭窄节段的椎管容积。椎管容积改善率=（术后椎管容积-术前椎管容积）/术前椎管容积。采用疼痛视觉模拟量表（VAS）评分及Oswestry 功能障碍指数（ODI）评价临床疗效。见图1。

图1 3D 椎管容积测量方法Fig 1 3D spinal canal volume measurement method

1.4 统计学方法

采用SPSS 26.0 软件进行统计分析，计量资料用均数±标准差（±s）表示，术前、术后计量资料的比较采用配对样本t检验；术后椎管容积改善率、MEP 改善率、VAS 评分、ODI 等 计量资料的相关性采用Spearman 相关性分析，P＜0.05 为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 MEP 波幅、3D 椎管容积及临床症状变化

本研究中68 例患者均顺利完成手术。术中减压后L5 节段MEP 波幅较减压前均明显增高，两组间差异具有统计学意义（P＜0.01）。同时，术后椎管容积平均值（4.89±1.27）cm3大于术前椎管容积平均值（3.78±1.08）cm3，两组间差异亦具有统计学意义（P＜0.01）。此外，ODI 评分术前平均值（33.57±4.81）显著高于术后（6.51±1.06）（P＜0.01）。术前VAS 评分平均值（7.15±1.45）显著高于术后的（1.54±0.50），两组间差异具有统计学意义（P＜0.01）。见表2。

表2 患者术前、术后资料对比Tab 2 Comparison of preoperative and postoperative data of patients

术中操作触及、刺激及牵拉脊髓或神经时出现神经电生理报警，但停止操作后MEP 波幅恢复正常。而1 例男性患者术中停止操作后MEP 波幅未恢复正常，术后出现神经根性疼痛，术后予患者营养神经、激素脱水等对症治疗后神经根性疼痛症状好转，随访2 年后患者神经根性疼痛症状消失。

2.2 MEP 波幅改善率、椎管容积改善率与患者远期疗效关系

术中减压侧MEP 波幅平均改善率为159.04%，而术后椎管容积相对术前增加31.22%，术后椎管容积改善率与术中减压侧MEP 波幅改善率为正相关（r=0.272，P=0.025），见 图2。此 外，末 次 随 访VAS 及ODI 评分改善率分别为78.55%、80.60%，术后椎管容积改善率与末次随访VAS 评分（r=0.656，P＜0.01）及ODI 评分（r=0.490，P＜0.01）改善率成正相关，见图3。同时，术中减压侧MEP 波幅改善率与末次随访VAS 评分及ODI 评分改善率相关性分别为0.322、0.253（P=0.007，P=0.037），见图4。典型病例影像学与术中MEP 资料见图5。

图2 椎管容积改善率与术中减压侧MEP波幅改变量相关性Fig 2 Relationship between spinal canal volume improvement rate and MEP amplitude change

图3 椎管容积改善率与术后患者末次随访ODI 及VAS 改善率的相关性Fig 3 Relationship between improvement rate of spinal canal volume and ODI and VAS at last follow-up

图4 术中减压侧MEP 波幅改善率与术后患者末次随访ODI 及VAS 改善率的相关性Fig 4 Relationship between improvement rate of MEP amplitude and improvement rate of ODI and VAS at last follow-up

图5 典型病例影像学与术中MEP 资料Fig 5 Radiological data and MEP data of typical cases

3 讨论

本研究通过观察MIS-TLIF 术中椎管减压后MEP 波幅变化、术后椎管3D 容积改变与临床症状改善程度，并分析三者间的相关性。研究结果表明：术中减压后MEP 波幅变化与术后椎管容积改善率呈正相关，同时MEP 波幅及椎管容积的改善率均与腰椎管狭窄症患者术后远期的临床疗效呈正相关。因此术中减压后MEP 波幅变化及术后椎管容积改善率对腰椎管狭窄症患者远期临床疗效有预测价值。

3.1 MIS-TLIF 术中减压后MEP 波幅变化与术后椎管容积改善

腰椎管狭窄症患者狭窄的椎管压迫腰椎神经，使大脑皮质受刺激时刺激信号经外周神经下传至肌肉的传递信号受阻，从而导致MEP 波幅出现延迟或降低。据研究表明，腰椎狭窄症患者间歇性跛行距离小于500 米及VAS 评分大于8 分时，神经电生理监测时MEP 波幅会出现显著的延迟［9］。然而，MEP 波幅在术中椎管减压扩大椎管容积，解除脊髓和神经的受压后MEP 波幅出现明显的增幅。Voulgaris 等［10］在研究MEP 在腰椎椎管狭窄减压手术中电位记录中发现，68%的腰椎管狭窄症患者椎管减压术后MEP 幅度增加超过术前的50%。同时，Visser 等［11］在 报 道 脊 柱 手 术 减 压 时MEP 波 幅 的 恢复情况时，也认为在术中椎管减压后MEP 波幅较术前有明显的改善，并且MEP 的增幅与术后患者肢体功能改善有关。本研究中术后椎管容积改善率与减压侧MEP 波幅改善率呈正相关关系，术中椎管减压后MEP 波幅出现明显的增幅。因此，MIS-TLIF 术中行椎管减压时MEP 波幅变化与椎管容积改善密切相关，术者可在术中减压时根据MEP波幅变化趋势来判断狭窄节段的椎管减压是否充分。

3.2 MIS-TLIF 术后椎管容积改善率对远期临床疗效的影响

以往许多研究在测量椎管体积时，大多使用平面 CT、MRI 或 X 射线图像在 2D 轴向平面上测量椎管的横截面积和直径［12］。然而，腰椎管狭窄症患者椎管的形态变化是多平面的，因此以往的测量方法未能全面且准确的测量椎管受压程度。本研究中测量3D 椎管容积是采用双线定位法对腰椎管狭窄症患者椎管容积进行精确定位，同时使用多平面重建及容积再现技术进行三维容积的测量。与以往基于二维平面的测量方法相比，该方法能够减少由于腰椎管狭窄症患者椎管形态变化引起的测量误差。

腰椎管狭窄症者椎管狭窄压迫神经，导致神经缺血缺氧产生炎性因子刺激神经末梢从而引起腰部疼痛。Hermansen 等［13］研究认为与术前相比，椎管压减术后腰椎管狭窄症患者硬脊膜横截面积增加101%，并且硬脊膜横截面积与腰痛症状的改善呈正相关。同时，Kuittinen 等［14］研究使用MRI 测量椎管容积时也发现，椎管容积严重狭窄的患者经手术减压后腰痛症状较前明显缓解，术后肌电图及行走能力较术前明显改善。本研究中，术后患者椎管容积改善率与该患者远期疗效改善程度正相关。因此，术后椎管容积的改善率对腰椎管狭窄症患者术后远期临床疗效的改善程度有预测作用。

3.3 MIS-TLIF 术中减压侧MEP 波幅变化与患者远期临床疗效的相关性

MEP 是通过刺激锥体束从骨骼肌中获得的生物电信号，可在术中监测皮质脊髓束和外周运动神经传导通路的完整性，是脊柱外科手术中监测外周神经功能完整性的重要手段。目前术中MEP 波幅变化预测疾病的预后作用受到学者的关注［6］。Miller 等［15］研究表明，在胸腰椎手术中MEP 波幅预判术后胫骨前肌、腓骨长肌和拇展肌肌群的运动功能恢复程度具有高度的敏感性及特异性。同时，Petersen 等［16］在研究脊髓损伤患者运动诱发电位与腿部运动功能的关系中报道，在1 年随访中发现MEP 幅度增加与腿部运动功能改善相关，可通过MEP 波幅变化预判患者患肢运动功能的恢复程度。此外，Modi 等［17］在使用神经电生理监测评估术中MEP 改善率与观察腰椎管减压术后患者临床症状改善的相关性研究中也发现，术后MEP 波幅改变量与术后ODI 改善率呈正相关关系。腰椎管狭窄症患者术中椎管减压后解除狭窄节段的神经压迫，恢复外周运动神经传导通路的完整性，导致MEP 波幅的明显增加，而增幅明显的患者术后VAS 评分改善明显［10］。本研究中，减压后MEP 波幅改善率与患者术后末次随访ODI 及VAS 评分改善率呈正相关。因此根据上述研究报道与本研究结果，术者在MISTLIF 术中椎管减压后可通过MEP 波幅变化趋势对患者预后进行预判。

3.4 本研究局限性

本研究为回顾性、非随机纳入对象的单中心研究，且研究病例数相对较少。还需要严格设计的前瞻性随机大样本多中心研究来获得更为可靠的依据与结论。

综上所述，MIS-TLIF 治疗腰椎管狭窄症患者术中椎管减压后MEP 的波幅增高，与术后椎管容积的增加及临床症状的改善密切相关。术中可依据MEP 波幅变化预测椎管减压的程度及患者的远期临床疗效。

所有作者声明不存在利益冲突关系。