Pediatric Traumatology, Orthopaedics and Reconstructive SurgeryPediatric Traumatology, Orthopaedics and Reconstructive SurgeryОртопедия, травматология и восстановительная хирургия детского возрастаPediatric Traumatology, Orthopaedics and Reconstructive Surgery2309-39942410-8731Eco-Vector685410.17816/PTORS545-15ArticlesСтатьиResearch ArticleLoss of temperature and pain sensation as risk marker of neurological complications in surgical correction of severe spinal deformityСостояние температурно-болевой чувствительности — маркер уровня риска неврологических осложнений при хирургической коррекции тяжелых деформаций позвоночника6919-1265ShchurovaElena N.ЩуроваЕлена Николаевна
Russian Federation

Doctor of Biological Sciences, a leading researcher Scientific-and-Clinical Laboratory of Deformity Correction and Limb Lengthening.

доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории коррекции деформации и удлинения конечностей

elena.shurova@mail.ruSaifutdinovMarat S.СайфутдиновМарат Соматович
Russian Federation

Doctor of Biological Sciences, a leading researcher Scientific Clinical-and Experimental Laboratory of Axial Skeletal Pathology and Neurosurgery, Group of clinical neurophysiology

.

доктор биологических наук, нейрофизиолог, ведущий научный сотрудник научной клинико-экспериментальной лаборатории патологии осевого скелета и нейрохирургии

maratsait@yandex.ruRyabykhSergei O.РябыхСергей Олегович
Russian Federation

MD,Head of the Laboratory of Axial Skeletal Pathology and Neurosurgery

доктор медицинских наук, детский хирург, ортопед-травматолог, вертебролог, руководитель научной клинико-экспериментальной лаборатории патологии осевого скелета и нейрохирургии

rso_@mail.ruIlizarov Scientific Center for Restorative Traumatology and OrthopaedicsФГБУ «Российский научный центр «Восстановительная травматология и ортопедия» имени академика Г.А. Илизарова» Минздрава России28122017545152407201711082017Copyright ©; 2017, Shchurova E.N., Saifutdinov M.S., Ryabykh S.O.Copyright ©; 2017, Щурова Е.Н., Сайфутдинов М.С., Рябых С.О.2017Shchurova E.N., Saifutdinov M.S., Ryabykh S.O.Щурова Е.Н., Сайфутдинов М.С., Рябых С.О.http://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://journals.eco-vector.com/turner/article/view/6854

Background. Treatment of severe spinal deformity remains a challenging surgical problem, with an iatrogenic injury to the spinal cord being a critical complication. There is a high risk of neurological deficit following surgical correction of a severe spinal deformity.

Aim. To determine the relationship between the extent of disturbed thermal and pain sensations at Th1-S2 dermatomas and the intensity of the spinal cord pathways’ responses to surgical correction of the severe spinal deformity.

Material and methods. We reviewed 58 patients with severe spinal deformities of different etiologies (mean age, 15.7±0.8 years). All patients underwent surgical deformity correction followed by thoracic/thoracolumbar spine fixation by using a variety of internal transpedicular fixations. Intraoperative neurophysiological monitoring (IONM) with transcranial motor-evoked potentials (MEPs) was used during operative interventions. Preoperative and postoperative thermal and pain sensations were assessed in Th1-S2 dermatomas to the right and left by using an electrical aesthesiometer.

Results. The extent of disturbed preoperative and postoperative thermal and pain sensations in Th1-S2 dermatomas before and after correction of spinal deformities correlated with the response type scale (I–V) of the spinal cord pathways to the surgical correction we offered. Correlation between the response type and characteristics of thermal and pain sensations was mostly revealed by the test results for the thermal pain threshold (thermal analgesia). The incidence of postoperative thermal analgesia increased monotonically from patients with response type I (persistent MEP form and amplitude-time parameters close to the baseline) to patients with response type V (higher risk of neurological complications). The overall rate of thermal analgesia increased after surgical correction of the spinal deformity relative to the baseline and was higher (≤8%) in patients with response type V.

Conclusions. Surgeons and neurophysiologists who perform IONM should give careful attention to patients with severe spinal deformity who exhibit marked postoperative thermal analgesia.

Актуальность. Лечение тяжелых деформаций позвоночника представляет собой серьезную хирургическую проблему. При этом ятрогенная травма спинного мозга остается опасным осложнением. Существует повышенный риск неврологических дефицитов после операции коррекции тяжелой деформации позвоночника.

Цель исследования — определение характера взаимосвязи между степенью нарушения температурно-болевой чувствительности в области дерматомов Th1-S2 и интенсивностью реакции проводящих путей спинного мозга на хирургическую коррекцию тяжелых деформаций позвоночника.

Материалы и методы. Работа основана на результатах исследования 58 больных с тяжелыми деформациями позвоночника разной этиологии (средний возраст — 15,7 ± 0,8 года). Всем пациентам была произведена коррекция деформации с последующей фиксацией сегментов грудного/грудопоясничного отдела позвоночника с использованием различных вариантов погружных систем транспедикулярной фиксации. Оперативное вмешательство осуществлялось под интраоперационным нейрофизиологическим мониторингом (ИОНМ) с применением моторных транскраниально вызванных потенциалов (МВП). Температурно-болевая чувствительность оценивалась с помощью электрического эстезиометра в дерматомах Th1-S2 справа и слева до и после хирургического лечения.

Результаты. Степень нарушения температурно-болевой чувствительности в области дерматомов Th1-S2 до и после оперативной коррекции деформации позвоночника коррелирует с предложенной нами шкалой типов реакций (I–V) проводящих путей спинного мозга на хирургическую агрессию. Связь типа реакции с характеристиками температурно-болевой чувствительности в большей степени проявляется для результатов тестирования порогов боли от горячего (термоаналгезии). Частота встречаемости термоаналгезии в предоперационном периоде монотонно возрастает от группы пациентов с первым типом реакции (сохранение на момент тестирования формы и амплитудно-временных параметров МВП, близкими к исходным) к группе больных с пятым типом (высокий риск неврологических осложнений). После оперативной коррекции деформации позвоночника общая частота термоаналгезии повышается по сравнению с исходным уровнем, но в большей степени (до 8 %) термоаналгезия регистрируется в группе больных с пятым типом реакции.

Заключение. Определение в предоперационном периоде у больных с тяжелыми деформациями позвоночника значительной выраженности термоаналгезии может рассматриваться как признак, требующий повышенного внимания со стороны хирурга и нейрофизиолога, проводящего ИОНМ.

severe spinal deformityspinal deformity correctionintraoperative neurophysiological monitoring (IONM)transcranial motor-evoked potentials (MEP)temperature and pain sensationthermal analgesiaтяжелые деформации позвоночникакоррекция деформации позвоночникаинтраоперационный нейрофизиологический мониторинг (ИОНМ)моторные транскраниально вызванные потенциалы (МВП)температурно-болевая чувствительностьтермоаналгезияIlizarov Scientific Center for Restorative Traumatology and OrthopaedicsИсследование выполнено при поддержке РНЦ «ВТО» имени академика Г.А. Илизарова.1. Koller H, Zenner J, Gajic V, et al. The impact of halo-gravity traction on curve rigidity and pulmonary function in the treatment of severe and rigid scoliosis and kyphoscoliosis: a clinical study and narrative review of the literature. Eur Spine J. 2012;21:514-529.2. Koptan W, El Miligui Y. Three-staged correction of severe rigid idiopathic scoliosis using limited halo-gravity traction. Eur Spine J. 2012;21(6):1091-1098.3. Helenius I, Mattila M, Jalanko T. Morbidity and radiographic outcomes of severe scoliosis of 90° or more: a comparison of hybrid with total pedicle screw instrumentation. J Child Orthop. 2014;8:345-352. doi: 10.1007/s11832-014-0604-1.4. Хить М.А., Колесов С.В., Колбовский Д.А., Морозова Н.С. Роль интраоперационного нейрофизиологического мониторинга в предотвращении развития послеоперационных неврологических осложнений в хирургии сколиотической деформации позвоночника // Нервно-мышечные болезни. – 2014. – № 2. – С. 36–41. [Hit MA, Kolesov SV, Kolbovky DA, Morozova NS. The role of intraoperative neurophysiological monitoring in prevention of postoperative neurological complications in scoliotic spinal deformation surgery. Neuromucular Diseases. 2014;(2):36-41. (In Russ.)]. doi: http://dx.doi.org/10.17650/2222-8721-2014-0-2-36-41.5. Teixeira da Silva LE, de Barros AG, de Azevedo GB. Management of severe and rigid idiopathic scoliosis. Eur J Orthop Surg Traumatol. 2015;25(1):7-12. doi: 10.1007/s00590-015-1650-1.6. Bridwell KH, Lenke LG, Baldus C, Blanke R. Major intraoperative neurologic deficits in pediatric and adult spinal deformity patients. Incidence and etiology at one institution. Spine. 1998;23:324-331.7. Diab M, Smith AR, Kuklo TR. The Spinal Deformity Study Group. Neural complications in the surgical treatment of adolescent idiopathic scoliosis. Spine. 2007;32:2759-2763.8. Schwartz DM, Auerbach JD, Dormans JP, et al. Neurophysiological detection of impending spinal cord injury during scoliosis surgery. J Bone Joint Surg Am. 2007;89(11):2440-2449.9. Pastorelli F, Di Silvestre M, Plasmati R, et al. The prevention of neural complications in the surgical treatment of scoliosis: the role of the neurophysiological intraoperative monitoring. Eur Spine J. 2011;20(1):S105-14. doi: 10.1007/s00586-011-1756-z.10. Новиков В.В., Новикова М.В., Цветовский С.Б., и др. Профилактика неврологических осложнений при хирургической коррекции грубых деформаций позвоночника // Хирургия позвоночника. – 2011. – № 3. – С. 66–76. [Novikov VV, Novikova MV, Tsvetovsky SB, et al. Prevention of Neurological Complications in Correction Surgery for Severe Spinal Deformities. Khirurgiia pozvonochnika. 2011;(3):66-76. (In Russ.)]11. Langeloo DD, Journée HL, deKleuver M, Grotenhuis JA. Criteria for transcranial electrical motor evoked potential monitoring during spinal deformity surgery A review and discussion of the literature. Neurophysiol Clin. 2007;37(6):431-439.12. Modi HN, Suh SW, Yang JH, Yoon JY. False-negative transcranial motor-evoked potentials during scoliosis surgery causing paralysis: a case report with literature review. Spine. 2009;34(24):E896-900. doi: 10.1097/BRS.0b013e3181b40d4f.13. Acharya S, Palukuri N, Gupta P, Kohli M. Transcranial Motor Evoked Potentials during Spinal Deformity Corrections – Safety, Efficacy, Limitations, and the Role of a Checklist. Front Surg. 2017;4:8. doi: 10.3389/fsurg.2017.00008.14. Kobayashi K, Imagama S, Ito Z, et al. Transcranial motor evoked potential waveform changes in corrective fusion for adolescent idiopathic scoliosis. J Neurosurg Pediatr. 2017;19(1):108-115. doi: 10.3171/2016.6.PEDS16141.15. Kothbauer KF. The Interpretation of Muscle Motor Evoked Potentials for Spinal Cord Monitoring. J Clin Neurophysiol. 2017;34(1):32-37. doi: 10.1097/WNP.0000000000000314.16. Fehlings MG, Brodke DS, Norvell DC, Dettori JR. The evidence for intraoperative neurophysiological monitoring in spine surgery: does it make a difference? Spine. 2010;35(9Suppl):S37-46. doi: 10.1097/BRS.0b013e3181d8338e.17. Matsumoto M, Ishida K. Intraoperative neurophysiological monitoring of the spinal cord. Masui. 2012;61(1):16-24.18. Tomé-Bermejo F, Garrido E, Glasby M, Thinn S. Rare true-positive isolated SSEP loss with preservation of MEPs response during scoliosis correction. Spine. 2014;39(1):E60-63. doi: 10.1097/BRS.0000000000000076.19. Рябых С.О. Применение двойного деротационного маневра для коррекции сколиозов тяжелой степени // Гений ортопедии. – 2013. – № 4. – С. 71–75. [Riabykh SO. The use of double derotation maneuver to correct severe scoliosis. Genij Ortopedii. 2013;(4):71-75. (In Russ.)]20. Рябых С.О. Выбор хирургической тактики при врожденных деформациях позвоночника на фоне множественных пороков позвонков // Хирургия позвоночника. – № 2. – 2014. – С. 21–28. [Riabykh SO. The choice of surgical approach for congenital spinal deformity caused by multiple vertebral malformations. Khirurgiia pozvonochnika. 2014;(2):21-28. (In Russ.)]21. Рябых С.О., Савин Д.М., Медведева С.Н., Губина Е.Б. Опыт лечения нейрогенных деформаций позвоночника // Гений ортопедии. – 2013. – № 1. – С. 87–92. [Riabykh SO, Savin DM, Medvedeva SN, Gubina EB. The experience in treatment of the spine neurogenic deformities. Genij Ortopedii. 2013;(1):87-92. (In Russ.)]22. Рябых С.О., Савин Д.М., Третьякова А.Н. Хирургия тяжелых комбинированных кифозов на фоне миелоцеле: первый отечественный опыт // Хирургия позвоночника. – № 1. – 2014. – С. 65–70. [Riabykh SO, Savin DM. Surgical treatment of severe combined kyphosis secondary to myelocele: first homeland experience. Khirurgiia pozvonochnika. 2014;(1):65-70. (In Russ.)]23. Hansen R, Schliack H. Segmentale Innervation. Stuttgart: Thieme; 1962.24. Гайдышев И.П. Анализ и обработка данных: специальный справочник. – СПб.: Питер, 2001. [Gaidyshev IP. Data analysis and processing: a special reference book. Saint Petersburg: Piter; 2001. (In Russ.)]25. Скрипников А.А., Сайфутдинов М.С., Рябых С.О., и др. Балльная оценка результатов интраоперационного нейромониторинга при оперативной коррекции деформаций // Травматология и ортопедия России. – 2015. – № 4. – С. 37–45. [Skripnikov AA, Saiphutdinov MS, Ryabykh SO, et al. Rating of intra-operative neuro-monitoring results in operative correction of the spinal deformities. Travmatologiya i ortopediya rossii. 2015;(4):37-45. (In Russ.)]26. Щурова Е.Н., Рябых С.О., Кобызев А.Е., Очирова П.В. Особенности состояния температурно-болевой чувствительности у подростков с идиопатическим сколиозом III–IV степени // Физиология человека. – 2016. – Т. 42. – № 1. – С. 100–105. [Shchurova EN, Riabykh SO, Kobyzev AE, Ochirova PV. The Details of Thermoesthesia and Algesthesia State in Patients with Idiopathic Scoliosis of III–IV Degree. Human Physiology. 2016;42(1):84-89. (In Russ.)]. doi: 0.1134/S0362119715060080.27. Шеин А.П., Сайфутдинов М.С., Скрипников А.А., и др. Интраоперационный и послеоперационный нейромониторинг моторного дефицита у пациентов с деформациями позвоночника // Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. – 2017. – № 4. – С. 19–23. [Shein АP, Sayphutdinov МS, Skripnikov АА, et al. Correlation of the intra-operative neuromonitoring data and emg-characteristics of post-operative motor deficit in patients with spinal deformities. Khirurgiya. Zhurnal imeni N.I. Pirogova. 2017;(4):19-23. (In Russ.)]. doi: 10.17116/hirurgia2017419-23.28. Feng B, Qiu G, Shen J, et al. Impact of multimodal intraoperative monitoring during surgery for spine deformity and potential risk factors for neurological monitoring changes. J Spinal Disord Tech. 2012;25(4):E108-114. doi: 10.1097/BSD.0b013e31824d2a2f.29. Aleem AW, Thuet ED, Padberg AM, et al. Spinal Cord Monitoring Data in Pediatric Spinal Deformity Patients With Spinal Cord Pathology. Spine Deformity. 2015;3:88-94. doi: 10.1016/j.jspd.2014.06.011.