Вертебрологические операции по поводу хирургической коррекции тяжелых деформаций позвоночника отличаются большой травматичностью [1—4]. При этом чрезвычайно актуальной является проблема профилактики послеоперационной боли [5]. Необходим поиск средств, снижающих выраженность стрессового ответа организма на хирургическую агрессию. Эпидуральная анестезия в составе мультимодальной анестезии позволяет добиваться снижения интраоперационной кровопотери и уровня гормонов стресса в организме пациента, уменьшения степени коагуляционных нарушений, развития симпатического блока во время операции и в раннем послеоперационном периоде [6—9]. Но при этом возникают сложности в связи с необходимостью использования интраоперационного нейрофизиологического мониторинга (ИОНМ) [10—12], проведение которого требует от анестезиологического пособия [13, 14] соблюдения ряда условий (отсутствие ингаляционных анестетиков и миорелаксантов, отсутствие моторной блокады, вызываемой местными анестетиками, находящимися в эпи- и субдуральном пространстве, контроль глубины анестезии). Облегчение этой задачи может быть достигнуто путем формализации информации, получаемой в процессе нейромониторинга, что позволяет количественно сопоставить ее с данными о пациенте, собранными в процессе предоперационной подготовки и результатами функционального контроля в процессе операции.

Цель исследования — оценка эффективности разработанной в клинике РНЦ ВТО им. акад. Г.А. Илизарова балльной шкалы типов реакции пирамидной системы пациентов на хирургическую коррекцию деформации позвоночника в условиях мультимодального анестезиологического обеспечения, включающего эпидуральную анестезию раствором ропивакаина.

Анализируемая выборка включала данные 178 протоколов ИОНМ у 158 пациентов (68 мужчин и 90 женщин) в возрасте от 1 года 8 мес до 27 лет (13,4±0,5 года) с деформациями позвоночника различной этиологии тяжелой степени (более 70°), среднетяжелой степени (50—70°), а также пациентов с диастематомиелией (9 наблюдений). Всем больным под контролем ИОНМ произведена инструментальная коррекция деформации позвоночника с последующей транспедикулярной фиксацией грудного либо грудопоясничного отдела в соответствии с опубликованными ранее методиками [15—17]. У пациентов с диастематомиелией выполняли ревизию и мобилизацию спинного мозга. Во всех случаях анестезиологическое пособие было комплексным и сочетало тотальную внутривенную анестезию в виде комбинации гипнотика пропофола (2—10 мг на 1 кг массы тела в 1 ч) с наркотическим анальгетиком фентанилом (1—10 мкг на 1 кг массы тела в 1 ч), введение микроструйно через инфузомат и искусственную вентиляцию легких через интубационную трубку. На стадии интубации применяли миорелаксант среднего действия эсмерон. Длительность наблюдения в ходе ИОНМ колебалась от 2 до 7 ч 44 мин и в среднем составила 3,75±0,09 ч.

Анализируемая выборка разделена на две группы. В основную группу включены данные ИОНМ 28 больных (17 мужчин и 11 женщин) в возрасте от 1 года 8 мес до 27 лет (средний возраст 13,1±1,1 года), длительность ИОНМ у которых составляла от 2 до 7 ч 44 мин (в среднем 4,3±0,3 ч). В контрольную группу включены данные ИОНМ 130 пациентов (51 мужчина и 79 женщин) в возрасте от 1 года 8 мес до 27 лет (средний возраст 13,3±0,5 года); продолжительность ИОНМ у них составила от 2 до 7 ч 12 мин (в среднем 3,7±0,1 ч).

Пациентам основной группы в процессе оперативного вмешательства за 20—30 мин до проведения корригирующего маневра проводили эпидуральное введение раствора ропивакаина. Безопасное выполнение установки эпидурального катетера через иглу перед началом операции не представлялось возможным в связи с наличием аномалий позвонков, смещением внешних ориентиров, торсией позвоночника, деформацией грудной клетки. Катетер устанавливали интраоперационно по выпуклой стороне деформации в междужковое пространство после осуществления хирургического доступа и визуализации ориентировочных уровней так, чтобы кончик катетера находился на границе средней и нижней трети отрезка позвоночника (зона интереса хирурга), состоящего из 10 сегментов. Учитывали синтопию эпидурального пространства, а также особенности распространения местного анестетика в эпидуральном пространстве при деформации позвоночника. Место и длину введения катетера, а также количество катетеров определяли индивидуально для каждого пациента с учетом размера операционного поля и количества сегментов, необходимых для воздействия раствора местного анестетика.

Вводили 0,375% раствор ропивакаина в количестве, рассчитанном с учетом максимальной разовой дозы, возраста и массы тела по формуле Schulte—Steinberg. Авторы полагают, что данный способ выбора концентрации раствора ропивакаина позволяет корректно проводить ИОНМ. Повторное введение ропивакаина в половинной дозе осуществляли через каждые 3 ч. В контрольной группе эпидуральную анестезию на основе раствора ропивакаина не использовали, проводили тотальную внутривенную анестезию (фентанил и пропофол) с искусственной вентиляцией легких через интубационную трубку.

ИОНМ осуществляли с помощью системы ISIS IOM («Inomed Medizintechnik GmbH», Германия); регистрационное удостоверение Федеральной службы по надзору в сфере здравоохранения и социального развития №ФСЗ 2011/09964. В режиме реального времени «free run» контролировали степень представленности спонтанной активности мышц-индикаторов. Моторные вызванные потенциалы (МВП) получали посредством транскраниальной электростимуляции коры головного мозга через субдермальные спиралевидные электроды, установленные на скальпе в проекции корковых представительств мышц-индикаторов, что соответствовало отведениям С₃, С₄ по международной системе регистрации электроэнцефалограммы (ЭЭГ) «10—20». Стимулы предъявлялись пачками, состоящими из 5 разнополярных импульсов (режим alternative) длительностью1 мс с межстимульным интервалом 4 мс, частотой 1 Гц и интенсивностью порядка 50—150 мА. Выбор мышц-индикаторов для получения МВП обусловлен уровнем хирургического вмешательства на позвоночнике. Регистрирующие игольчатые электроды устанавливали монополярно (отведение типа «belly-tendon»). Первое тестирование (регистрация так называемых базовых МВП) проводили через 40—60 мин после введения миорелаксанта. При нерегулярном возникновении МВП, в отсутствие их или при нестабильности амплитудно-временных характеристик производили транспозицию стимулирующих электродов до получения воспроизводимого ответа. Оценивали латентный период МВП, а также их амплитуду и форму. Последующие тестирования проводили после выполнения имплантации опорных элементов конструкции и на различных этапах корригирующих маневров.

В процессе каждой посылки стимулирующих воздействий на кору головного мозга оценивали характер реакции пирамидных трактов на хирургические манипуляции. Ключевыми считали следующие изменения характеристик МВП: снижение амплитуды более чем на 50% от исходного уровня и увеличение латентного периода более чем на 10%. Зафиксированным изменениям характеристик МВП присваивали ранг от 0 до 7 по разработанной нами шкале [18], в соответствии с выраженностью реакции пирамидной системы на воздействие комплекса факторов оперативного вмешательства в момент тестирования. Совокупность изменений ранговой оценки МВП на протяжении оперативного вмешательства являлась основанием для присвоения выявленному типу реакции моторной системы соответствующего балла. Определяли частоту встречаемости (ν_i) выделенных типов реакции как отношение числа наблюдений i-го типа реакции (n_i) к объему анализируемой выборки (N), где i= 1, 2, 3, 4, 5 и ошибку (S_ν) частоты встречаемости.

Степень различий частоты встречаемости типов реакции пирамидной системы оценивали с помощью z-критерия разности долей. Математическую обработку полученных данных проводили с помощью программного комплекса Microsoft Excel 2010 и интегрированного с ним пакета анализа данных Attestat [19].

Для клинических характеристик всей выборки больных, а также основной и контрольной групп рассчитывали среднее арифметическое (M), стандартную ошибку средней (m).

Обследование пациентов проводили в соответствии с этическими стандартами Хельсинкской декларации Всемирной медицинской ассоциации «Этические принципы проведения научных медицинских исследований с участием человека» (в редакции 2013 г.) и «Правилами клинической практики в Российской Федерации», утвержденными приказом Минздрава Р.Ф. № 266 от 19.06.03. Пациентами или их законными представителями подписано информированное добровольное согласие на медицинское вмешательство, включающее согласие на проведение диагностических исследований, и использование полученных данных для публикации в научных статьях без идентификации. Проведение исследования согласовано с комитетом по этике ФГБУ «РНЦ «Восстановительная травматология и ортопедия» им. акад. Г. А. Илизарова».

Сравнивали показатели МВП пациентов обеих групп, полученные до начала хирургического вмешательства; они характеризовались высокой индивидуальной вариативностью, связанной с особенностями функционального статуса пирамидной системы, а также с возрастом, размером тела, особенностями протекания основного и сопутствующего заболеваний.

Все изменения МВП при последующем тестировании оценивали от 0 до 7 баллов в соответствии с выраженностью наблюдаемой реакции.

1. Сохранение на момент тестирования формы и амплитудно-временных параметров МВП, близких к исходным (0 ранг).

2. Повышение амплитуды МВП относительно исходного уровня, зачастую сопровождаемое появлением дополнительных фаз (1-й ранг).

3. Умеренное снижение амплитуды МВП, не сопровождаемое существенным изменением его формы (2-й ранг).

4. Нестабильность амплитудно-временных характеристик и формы (значительные колебания количества и выраженности фаз) ответа (3-й ранг).

5. Значительное снижение амплитуды МВП (более чем на 50% от исходного уровня), сопровождаемое колебаниями его латентности и редукцией формы с последующим восстановлением характеристик МВП, близких к исходным (4а ранг).

6. Значительное снижение амплитуды МВП (более чем на 50% от исходного уровня), сопровождаемое колебаниями его латентности и обеднением формы с последующим сохранением угнетенных ответов и/или дальнейшим угнетением МВП вплоть до полного исчезновения (4б ранг).

7. Полное исчезновение ответа (длительностью не более 15 мин) с последующим восстановлением до уровня, близкого к исходному (5-й ранг).

8. Полное исчезновение ответа с последующим частичным восстановлением (6-й ранг).

9. Полное исчезновение МВП без признаков его восстановления к моменту завершения хирургического вмешательства (7-й ранг).

Каждая из выделенных нами градаций изменений МВП отражает функциональное состояние пирамидной системы на момент тестирования в условиях воздействия сложившейся комбинации факторов оперативного вмешательства (наркоз, действия хирурга, состояние гемодинамики и т. п.). При последующем тестировании ранговая оценка либо сохранялась на том же уровне (относительно предшествующей динамики МВП), либо менялась в сторону повышения или понижения в зависимости от способности пирамидной системы транслировать волну возбуждения от моторной коры к мышце-индикатору.

Все перечисленные варианты изменений МВП наблюдались у пациентов как основной, так и контрольной групп. Обобщая их динамику на протяжении операции, мы выделили 5 типов устойчивых (воспроизводимых у различных больных) комбинаций рангов, которые, по-нашему мнению, соответствуют основным типам реакции моторной системы пациента на оперативную коррекцию деформаций позвоночника (см. таблицу).

У пациентов основной группы (см. таблицу) в отличие от пациентов группы контроля I тип реакции встречался значительно реже (p<0,05), поскольку доминировал IV тип реакции. При этом в 9 наблюдениях (подгруппа B основной группы) нестабильность и/или снижение амплитуды МВП (чаще асимметричное) зафиксированы до введения раствора ропивакаина (рис. 1, B).

Реакция на введение раствора ропивакаина выражена неодинаково. Она может проявляться в быстром, но кратковременном снижении МВП, с последующим полным или частичным восстановлением (см. рис. 2, б) или выразиться в виде нестабильности моторных ответов, когда высокоамплитудные МВП чередуются с низкоамплитудными (см. рис. 2, в), либо предстать в виде их существенного устойчивого угнетения (см. рис. 2, г).

Таким образом, в основной группе относительное число наблюдений (ν_С=n_C/N), в которых отмечается реакция пирамидной системы на введение раствора ропивакаина, соизмеримо с частотой встречаемости (ν_A=n_A/N) полного ее отсутствия (индифферентности) и приближается к 1/3 объема выборки. Вероятности соответствующих состояний (1 и 2), равные пределам соответствующих частот встречаемости (при N, стремящемся к бесконечности, т. е. в случае значительного увеличения объема выборки), также будут равны, т. е. оба возможных состояния равновероятны.

Появление в подгруппе B изменений МВП до введения эпидурального анестетика затрудняет оценку истинного соотношения частот встречаемости состояний 1 и 2. Исходя из предположения об их равновероятности, можно предположить, что больные, входящие в данную подгруппу, также равномерно распределяются по признаку наличие/отсутствие чувствительности. Их частоты встречаемости должны быть равными соответственно половине значения ν_B (см. рис. 1, B). В этом случае общевыборочная вероятность индифферентности/чувствительности (P₁/P₂) будет равна 0,5.

Разница в частоте встречаемости случаев нестабильности и снижения МВП без воздействия ропивакаина в основной (см. рис. 1, B) и контрольной (см. рис. 1, D) группах вызвана тем, что реакция со стороны моторных ответов у части пациентов контрольной группы проявляется в момент коррекции деформации, когда в основной группе уже введен эпидуральный анестетик. Это обстоятельство должно учитываться при расчете распределения вероятности чувствительности к нему пациентов с деформациями позвоночника. Поэтому теоретически рассчитанная полная частота встречаемости (см. рис. 1, E) пациентов, чувствительных к раствору ропивакаина, в основной группе будет равна вероятности P_C (формула 1) плюс половина вероятности P_B плюс половина разности между столбцами D и B. Полученная величина близка 50%.

В большинстве случаев (почти 60% пациентов основной группы) снижение функции ограничивалось приемлемым уровнем (II—IV типы реакции). При этом II и III типы реакции являются промежуточными: операция заканчивается полным восстановлением МВП, т. е. функционального состояния пирамидной системы. В трех наблюдениях (11% от основной группы) зафиксировано полное угнетение МВП после эпидуральной блокады — относительная частота V типа реакции несколько выше, чем у пациентов контрольной группы. Но следует учесть, что в одном из обсуждаемых случаев нестабильность и снижение моторных ответов начались до введения ропивакаина, и нельзя в полной мере связывать их полное угнетение только с действием данного анестетика. В целом у пациентов обеих групп число случаев полного угнетения проведения возбуждения по фракции быстрых волокон пирамидного тракта близко к ¹/₁₀ их объема.

Поскольку эффект воздействия анестетиков зависит от возраста пациента и длительности вмешательства, на рис. 3 представлено

У 8 (5,3%) пациентов контрольной группы отмечены признаки ирритации корешков спинного мозга — кратковременные вспышки спонтанной активности при электромиографии в соответствующих отведениях, стихавшие в результате коррекции действий хирургов после получения ими данной информации. В основной группе подобных проявлений при электромиографии не отмечено.

У всех пациентов основной группы после развития блока проведения возбуждения по ноцицептивным волокнам по сравнению с пациентами группы контроля визуально снижалось кровотечение в ране, общий объем интраоперационной кровопотери составил менее 35% объема циркулирующей крови во всех случаях. Интраоперационно снижалось количество вводимых опиоидов и гипнотиков: фентанил — с 10 до 1 мкг на 1 кг массы тела в 1 ч, пропофол — с 10 до 2 мг на 1 кг массы тела в 1 ч.

Пробуждение пациентов основной группы после операции, экстубация и ранний послеоперационный период на фоне эпидурального блока проходили спокойно, отсутствовал резко выраженный болевой синдром после окончания анестезии. Выбранная концентрация раствора ропивакаина позволяла при восстановлении сознания оценить моторные функции нижних конечностей при отсутствии резко выраженного болевого синдрома. Ни у кого из пациентов не отмечено сенсорных и моторных нарушений. У 3 пациентов контрольной группы отмечалось снижение амплитуды и силы мышц нижних конечностей, у 2 — снижение чувствительности на нижних конечностях, в связи с чем проведена консультация невролога и назначено соответствующее лечение.

В течение 3 сут после операции пациентам основной группы продолжали инфузию раствора ропивакаина 0,125—0,2% в рамках мультимодальной аналгезии, что позволяло им активнее дышать, двигаться и тем самым избежать возможных осложнений. В контрольной группе для обезболивания применяли комбинацию внутривенного микроструйного введения опиатов (фентанил 1—2 мкг на 1 кг массы тела в 1 ч) совместно с нестероидными противовоспалительными средствами.

В анализируемой выборке было достаточно много больных с деформацией позвоночника врожденной этиологии и генетически обусловленной системной патологией осевого скелета. Эти пациенты, как правило, имеют отклонения в развитии нервной системы разной степени выраженности, что требует особого внимания анестезиолога-реаниматолога [20]; при этом необходимость проведения ИОНМ значительно осложняет его работу. В настоящее время проводятся исследования, позволяющие достигнуть компромисса в решении данного вопроса. Например, идет поиск минимальных концентраций севофлурана, не препятствующих получению МВП при транскраниальной стимуляции моторных зон коры [21]. Мы полагаем, что аналогичный подход может быть использован для поиска оптимальной схемы эпидуральной аналгезии.

Описанный в литературе положительный эффект использования эпидуральной аналгезии при операциях на позвоночнике [7—9] и преимущества использования ропивакаина по сравнению с препаратами опиоидной природы [6] убедили нас в целесообразности поиска возможности ее использования при коррекции деформаций позвоночника в сочетании с ИОНМ. Применение разработанной нами ранговой шкалы позволило количественно сравнить характер реакции пирамидной системы пациентов основной и контрольной групп на хирургическую агрессию.

Наблюдаемые в процессе тестирования локальные электрофизиологические реакции, отнесенные нами к рангам 0, 1 и 2, свидетельствуют о сохранении текущего функционального состояния ЦНС на уровне, близком к предоперационному. Регистрация изменений, соответствующих локальным реакциям 3 и 4а, указывает на значительное снижение возбудимости части элементов моторной системы, обусловленное причинами функционального характера. Последствия данных изменений вполне обратимы. Электрофизиологические феномены, маркированные нами как ранги 4б, 5 и 6, указывают на существенные изменения в состоянии моторных трактов, связанные с блокадой передачи возбуждения по значительному количеству нервных волокон. Существует определенная вероятность того, что последствия этих изменений могут стать частично или полностью необратимыми. Полное выпадение МВП без признаков восстановления на момент окончания операции (ранг 7) еще не означает окончательной утраты пирамидного моторного контроля над тестируемой мышцей, но делает еще более вероятным значительное его снижение в послеоперационном периоде.

Появление в процессе ИОНМ электрофизиологических феноменов 4-го ранга и выше указывает на необходимость коррекции действий нейрохирурга. Однако, если это происходит на фоне эпидуральной блокады, трудно дифференцировать ее эффекты от реакций на хирургическую агрессию. Есть вероятность того, что первые могут маскировать вторые.

Проведенное исследование показало, что пациенты неодинаково реагируют на введение раствора ропивакаина в эпидуральное пространство. Примерно в 1/3 всех наблюдений не зафиксировано никаких электрофизиологических коррелятов его применения — индифферентные пациенты (см. рис. 1, A). Вторая треть объема выборки демонстрирует реакцию снижения функции проведения возбуждения по моторным волокнам пирамидного тракта под воздействием раствора ропивакаина — чувствительные пациенты (см. рис. 1, C). Еще в 1/3 случаев на момент эпидуральной блокады уже имелись нестабильность и/или снижение амплитуды МВП (см. рис. 1, B). В этих условиях имеющимися средствами нельзя разделить эти наблюдения по степени чувствительности к раствору ропивакаина. Учитывая тот факт, что в анализируемой выборке индифферентность и чувствительность встречаются с близкой частотой, можно предположить, что приблизительно половина пациентов группы с нестабильностью являются индифферентными, а вторая соответственно — чувствительными. Примечательно, что частота встречаемости случаев снижения амплитуды МВП у пациентов контрольной группы — типы реакции II—V (см. рис. 1, D), т. е. заведомо без действия ропивакаина, равна средней величине между столбцами С (наблюдаемое значение) и E (расчетное значение), т. е. эффект ропивакаина не превышает по величине действие совокупности других интраоперационных факторов, способных повлиять на параметры МВП. Близость расчетной величины E к 0,5 также свидетельствует о равновероятности проявления индифферентности или чувствительности к ропивакаину в группе больных с деформацией позвоночника.

Многовариантность изменений МВП на фоне введения раствора ропивакаина (см. рис. 2) может быть следствием суммации эффектов нескольких действующих в этот момент факторов, таких как текущая концентрация пропофола, флуктуации уровня кровоснабжения моторной коры и спинного мозга, диффузия эпидурального анестетика в кровь и т. д. Все это указывает на необходимость изучения в будущем физиологических механизмов данного феномена. Среди них могут быть индивидуальные особенности характера связи кровопотери при длительных операциях с уровнем микроциркуляции [22, 23] в тканях спинного мозга, от чего напрямую зависит состояние регистрируемых МВП.

В большинстве случаев (почти 2/3 пациентов основной группы) снижение функции ограничивалось приемлемым уровнем (II—IV типы реакции), из которых почти 1/5 эпизодов (II—III типы реакции) заканчивались полным восстановлением дооперационного уровня МВП. Это дает основания полагать, что предложенный нами вариант эпидуральной анестезии в составе мультимодальной анестезии совместим с процедурой ИОНМ, в частности, благодаря нашей системе формализации нейрофизиологических данных.

Предложенная нами шкала типов реактивности моторной системы у пациентов контрольной группы отражает степень способности/неспособности адаптивных физиологических механизмов обеспечивать поддержание функции пирамидных трактов в условиях экстремального воздействия. У пациентов основной группы на этот фон накладывается индивидуальная чувствительность к раствору ропивакаина. Возможно, в основе феномена стабилизации проводниковой функции пирамидной системы в условиях эпидуральной блокады у пациентов более старшего возраста лежат механизмы, зависящие от степени ее структурно-функционального созревания, аналогичные связанному с возрастом эффекту чувствительности МВП детей к пропофолу [24]. Данное обстоятельство указывает на необходимость поиска способов дифференциации изменений МВП, вызванных раствором ропивакаина, от соответствующих реакций, связанных с активностью хирурга. Например, характер угнетения ответов в первом случае отличается постепенностью нарастания изменений и отсутствием асимметрии, а во втором изменения наступают быстрее и, как правило, латерализованы в соответствии с фокусом активности хирурга. Наблюдаемые нами изменения МВП на фоне травматичных этапов оперативного вмешательства (коррекции, тракции, стабилизации позвоночника) в условиях эпидуральной блокады в большинстве случаев соответствовали первому варианту изменений, что свидетельствовало об отсутствии в это время критической ишемии спинного мозга. Тем не менее при появлении изменений МВП 4—7-го рангов принимались активные меры, включающие назначение глюкокортикостероидов, контроль положения винтов и интенсивности тракционных усилий. Выявление механизмов, определяющих степень индивидуальной чувствительности пациентов к раствору ропивакаина, указывает на необходимость проведения дальнейших исследований.

Включение в систему мультимодального анестезиологического обеспечения эпидуральной анестезии с использованием раствора ропивакаина в выбранной концентрации позволяет в критические моменты оперативной коррекции деформации позвоночника сохранять электрофизиологический контроль состояния, проводящих путей спинного мозга, и избежать развития необратимого снижения их функции вследствие ишемического повреждения. Предложенный вариант формализации результатов интраоперационного нейромониторинга в виде балльной шкалы типов реакции пирамидного тракта на оперативное вмешательство повышает эффективность анализа, получаемой в процессе интраоперационного нейрофизиологического мониторинга информации об общем состоянии моторных путей спинного мозга и способствует принятию адекватного решения в отношении коррекции действий хирурга и анестезиолога-реаниматолога.

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

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Для корреспонденции: Сайфутдинов Марат Саматович, доктор биол. наук, ведущ. науч. сотр. лаб. патологии осевого скелета и нейрохирургии РНЦ «ВТО» им. акад. Г.А. Илизарова, 640014, Курган. E-mail: maratsaif@yandex.ru.