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编号:10222361
牵张性脊髓损伤脊髓SCEP监护作用的实验研究
http://www.100md.com 《中国脊柱脊髓杂志》 1998年第2期
     作者:毛方敏1 宋跃明2 池永龙1

    单位:1 温州医学院附属二院骨科 325027 浙江省温州市;2 华西医科大学附一院骨科

    关键词:脊髓;牵张性损伤;体感皮层诱发电位

    中国脊柱脊髓杂志980206 摘要 目的:探讨脊髓皮层诱发电位对牵张性脊髓损伤的监护作用。方法:选用40只健康大白兔,随机分成对照组(A组)、体感皮层诱发电位(SCEP)波幅下降30%组(B组)、SCEP波幅下降50% 5min组(C组)和10min组(D组)。通过对脊髓SCEP监测、动物脊髓功能评定、组织形态学观察以及脊髓微血管铸型扫描电镜观察来研究牵张性脊髓损伤。结果:随着牵开负荷增大和作用时间的延长,脊髓微血管发生充盈缺损、痉挛直至破裂出血;C组及D组脊髓功能下降,与A组相比有显著性差异。结论:SCEP波幅变化能较客观地反映脊髓功能状况,波幅下降50%持续10min脊髓将出现不可逆损害。
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    Experimental study of SCEP in spinal cord monitoring for the traction injury of the spinal cord/MAO Fangmin SONG Yueming CHI Yonglong//Chinese Journal of Spine and Spinal Cord,1998,8(2):83~86

    Abstact Objective To explore the monitoring function of somatosensory cortical evoked potential for the traction injury of spinal cord.Method:The traction of the spine was performed on forty rabbits according to the amplitude of P1 wave and the amount of decreasing of the P1 control 30% for 10 minutes,50% for 5 minutes and 50% for 10 mintues respectively in the experimental groups.During traction,the spinal cord was monitoring by SCEP.The function of spinal cord and the patho-morphological changes were observed.At the same time the path-morphological changes of spinal cord were observed with scanning electronic-microscopy by microerosion cast.Result:The microvessels of spinal cord would spasm and break during the traction of the spine.The function of the 50% 5 minutes groups and the 50% 10mintues group decreased,they had marked difference with that of the control group.Conclusion:The changes of amplitude of SCEP could reflect the function of spinal cord objectively.A 50% decreasing in amplitude for more than 10 mintues would lead to an irreversible deficit.
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    Authors address Orthopedics Department of 2nd Affiliated Hospital of Wenzhou Medical College,Zhejiang,325027

    Key words Spinal cord Traction injury Somatosensory cortical evoked potential

    随着Harrington、Luque和Cotrel-Dubousset等脊柱矫形器械的发明和应用,牵张性脊髓损伤的发生率逐渐增高。从1975年报导的0.72%〔1〕升高到1987年的1%〔2〕,有的甚至达17%〔3〕。但对这类脊髓损伤的病理机制和如何防治研究甚少。为此,我们通过诱发电位、病理学、运动功能评定及微血管铸型扫描电镜等技术对牵张性脊髓损伤进行了研究,以探索体感皮层诱发电位(SCEP)对牵张性脊髓损伤的监护作用,为术中脊髓监护和预防牵张性脊髓损伤提供实验依据。
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    1 材料和方法

    1.1 实验动物及分组

    选用4~5月龄健康大白兔40只,体重1.8~2.8kg,平均2.37kg,雌雄不限。随机分成4组:对照组(A组)、脊柱撑开致SCEP P1波幅下降30%持续10min组(B组)、SCEP P1波幅下降50%持续5min组(C组)及SCEP P1波幅下降50%持续10min组(D组),每组10只。

    1.2 动物模型制作

    1.5%戊巴比妥钠30~45mg/kg体重耳缘静脉缓慢推入麻醉。暴露T12、L1椎体整个附件及椎体两侧,用自制撑开器的两对夹臂分别固定T12、L5椎体。放置撑开器后20min,旋转中央螺杆,每次撑开2.5mm,30s内完成,间隔5min,直至SCEP下降至规定的幅度并持续一定时间后迅速取掉撑开器。A组撑开器安放时间为10min,但不撑开。实验组在撑开器放置前和放置后10min、每次撑开后5min、撑开到位后5min以及撑开器取下后10min、30min、60min、24h、48h等不同时间分别记录SCEP。每组随机取2只动物术后监测SCEP及运动功能的恢复情况,最长时间7d。
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    1.3 运动功能评价

    采用Tarlov记分〔4〕和Molt斜板试验〔5〕,盲法测定脊髓撑开后8h动物后肢功能状况。Tarlov记分为0~5级,分别对前后肢进行评定。

    1.4 病理学评价

    每组随机取2只动物对L1椎体对应脊髓作HE染色光镜观察及透射电镜观察。

    1.5 微血管铸型扫描电镜观察〔5〕

    每组随机取2只动物用甲基丙烯酸甲酯法作脊髓微血管铸型,扫描电镜观察。

    2 实验结果

    2.1 SCEP变化
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    刺激右侧坐骨神经,在皮层可记录到一稳定的“W”型波(图1)。先正后负,即P1-N1-P2。

    图1 正常脊髓SCEP波形

    因P1、N1波出现较稳定,故我们选用P1、N1的潜伏期和波幅作为SCEP脊髓监护分析指标,选用潜伏期和波幅变化相对数作为衡量SCEP变化的指标,即:

    SCEP潜伏期(波幅)变化=(撑开后潜伏期(波幅)-撑开前潜伏期(波幅))/(撑开前潜伏期(波幅))。

    结果见表1,2。P1波幅随撑开距离增大逐渐下降,潜伏期与撑开程度无直线相关关系。撑开器取出后,A组术后7d内P1波幅在正常值上下波动。B组术后3d恢复至撑开前水平。C组术后7d 1只恢复接近正常,另1只仍下降20%左右。D组术后P1波幅未见恢复,且有继续下降的趋势(图2)。
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    2.2 运动功能评价

    为了排除麻醉和手术本身的干扰,更直接地显示脊柱撑开对脊髓功能的影响,我们采用Tarlov评分障碍率和Molt斜板障碍率进行比较。结果见表3。与A组相比,随脊柱撑开,波幅下降增大,时间延长,Tarlov评分障碍率及Molt斜板功能障碍率越大(P<0.01)。撑开后7d内观察动物后肢Molt斜板试验,发现A组

    表1 各组P1波幅变化情况 组别

    撑开长度

    (mm)

    P1波幅变化值(%) (±s)

    撑开到位时
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    撑开器取出后10min

    撑开器取出后30min

    撑开器取出后60min

    A组

    0

    -1.7±4.3

    -3.8±5.6

    -2.0±4.3

    -2.0±1.7

    B组

    10.4±1.3

    -31.7±15.2
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    -27.6±13.0

    -19.7±12.7

    -12.9±2.7

    C组

    18.4±2.3

    -51.5±24.9

    -47.6±22.5

    -36.2±17.6

    -38.4±14.7

    D组

    18.8±3.5

    -52.6±25.5
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    -53.8±17.7

    -40.7±23.2

    -58.2±28.2

    表2 各组P1潜伏期变化情况 组别

    撑开长度

    (mm)

    P1潜伏期变化值(%) (±s)

    撑开到位时

    撑开器取出后10min

    撑开器取出后30min
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    撑开器取出后60min

    A组

    0

    -0.4±3.0

    2.3±1.8

    1.2±2.4

    4.5±3.6

    B组

    10.4±1.3

    6.9±2.2

    9.7±8.2

    12.6±6.4
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    7.8±11.2

    C组

    18.4±2.3

    11.4±14.0

    8.9±12.3

    9.6±7.2

    2.2±5.6

    D组

    18.8±3.5

    7.9±15.5

    12.7±8.9

    8.7±6.3
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    7.8±2.6

    图2 各组动物脊柱撑开后SCEP变化情况

    a 撑开前 b 撑开到位时 c 撑开器取后10min

    d 撑开器取后30min e 撑开器取后60min

    表3 各组动物Molt斜板障碍率与后肢Tarlov记分障碍率

    (%) (±s) 组别

    动物数

    Molt斜板障碍率
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    (%)

    后肢Tarlov记分障碍率

    (%)

    A组

    10

    3.6±0.2

    4±8.9

    B组

    10

    6.2±17.9

    7±17.9

    C组

    10
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    19.9±12.7

    25±12.2

    D组

    10

    50.4±24.5

    53±19.2

    术后功能未见异常,B组术后3~4d恢复正常,C组术后1周内基本恢复正常,D组动物均有不同程度的功能障碍。

    2.3 病理学评价

    2.3.1 光镜观察 A组灰白质交界清楚,神经元丰富,胞体大,核仁明显,前角灰质及近中央管可见微小血管。B、C、D组脊髓主要表现为水肿、出血以及神经元的变性、坏死。B组灰质神经元间隙稍增大,尼氏小体减少,神经元及神经纤维形态正常。C组灰质神经元间隙及神经纤维间隙明显增大,灰质内散在出血,神经元萎缩,神经纤维排列不规则,少量胶质细胞浸润。D组可见灶性区域出血,神经元固缩、坏死、溶解,有大量小胶质细胞浸润,神经纤维排列紊乱,呈脱髓鞘改变,轴突崩解、断裂。
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    2.3.2 透射电镜观察 A组神经元胞浆内有大量线粒体,形态清晰,嵴存在,游离核糖体及粗面内质网较多,核大,清楚。B组神经元周围间隙轻度增大,细胞核、胞浆基本正常。C组神经元周围间隙增大,内质网扩张,线粒体肿胀,游离核糖体及粗面内质网减少,白质轴突明显肿胀,血管内皮肿胀。D组神经元内质网扩张,线粒体结构不清,染色质减少,核固缩,部分溶解,神经元有早期坏死征象,白质髓鞘板层结构紊乱、断裂,轴浆外溢,血管内皮脱落,连续性中断。

    2.3.3 扫描电镜观察 A组显示兔正常脊髓微血管的结构,清晰、充盈良好、连续性好(图3,插Ⅳ)。B组脊髓灰质血管充盈良好,连续性较好,管径较一致(图4,插Ⅳ)。C组偶见脊髓小动脉环状狭窄,表明小动脉有痉挛,脊髓灰质内血管粗细轻度不一致,充盈欠佳,连续性尚可(图5,插Ⅳ)。D组脊髓血管密度普遍降低,脊髓灰质内血管粗细明显不均,连续性差,有断裂,可见树脂外溢,表明血管破裂出血(图6,插Ⅳ)。

    3 讨论
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    早在1933年,Grasser和Graham从猫的脊髓引出了脊髓背侧电位(cord dorsum potential),这是有关SCEP的首次研究〔7〕。1973年,Vauzell等首次报道了用唤醒试验(wake-up test)来监护脊柱侧弯手术中的脊髓功能,预防截瘫的发生,并较广泛地被用于临床。由于唤醒试验不能早期预告脊髓损伤,一旦出现阳性可能已为不可逆损害。对于迟发性神经损伤,术中亦不能作出判断,并且术中短时间内连续唤醒病人也较困难〔8〕。故近十多年来逐渐被灵敏度和准确性较高的诱发电位监护所代替〔9〕

    当脊髓受到牵张性损害时,SCEP主要有两方面的改变:(1)SCEP潜伏期的变化。因P2、N2波不易测量,而P1、N1波潜伏期能较准确测定,故选择P1、N1波潜伏期作为SCEP潜伏期变化指标〔10〕。有学者把潜伏期绝对值下降1~3ms作为脊髓功能监护指标〔11〕,但多数学者认为潜期的相对变化才具有临床意义,并主张将潜伏期延长10%作为监护标准〔9、10、12〕。亦有部份学者认为把潜伏期作为监测指标比较困难,其临床意义不如波幅大〔14、15〕。我们在实验中发现,不同的实验组P1、N1波潜伏期都较撑开前有不同程度的延长,但与脊髓撑开长度无相关性,且与术后脊髓损伤程度无关。表明SCEP潜伏期的变化不能准确、客观地反映脊髓功能变化,提示在脊柱手术中,以潜伏期作为脊髓功能监护的指标应慎重。(2)SCEP波幅变化。不少作者主张以P1波幅降低50%作为临界线。脊髓牵张后,已出现部分脊髓功能障碍的动物,当P1波幅下降不超过50%,都能得到恢复〔10~12〕。有人提出SCEP P1波幅下降50%持续时间不超过5min,就不导致脊髓功能障碍〔13〕。亦有人报道SCEP波幅下降不到30%就可出现脊髓损伤〔11〕。由此可见,用SCEP监护脊髓功能选择怎样的标准尚有分歧。我们选择P1波幅下降30%、下降50% 5min及下降50%持续10min作为实验组。实验结果表明,对照组波幅几乎无变化,动物脊髓功能、脊髓组织学均正常。波幅下降30%组术后部分出现轻度功能障碍,其组织学仅显示轻度水肿,动物脊髓功能于术后2~3d恢复,并且其SCEP波幅能恢复至撑开前水平。波幅下降50%持续5min组术后8h出现部分功能障碍,但动物脊髓功能于术后1周内恢复,且与其SCEP波幅恢复呈相关关系。波幅下降50%持续10min组的病理检查显示脊髓有出血、变性等不可逆的脊髓损伤表现;术后脊髓功能严重障碍,并有进一步加重的趋势,甚至完全瘫痪;术后1周内,其SCEP P1波幅和脊髓功能均未见恢复。
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    结果提示:SCEP波幅变化能比较客观地反映脊髓功能状况,潜伏期的改变不如波幅变化有价值。当SCEP波幅下降不超过30%时,脊髓不出现病理损害和功能障碍;如SCEP波幅下降至50%以上可出现轻度的脊髓功能损害;SCEP波幅下降50%持续10min者,脊髓将出现不可逆的损害。这为临床上如何防治牵张性脊髓损伤提供了重要的实验依据,也为临床脊柱手术中脊髓功能监护提供了有益的参考。

    4 参考文献

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