Neuroortopedia. Usefulness of neurophysiological examinations in patients with degenerative changes and disc herniation in lumbo-sacral spine

Transkrypt

1 Przydatnoœæ badañ neurofizjologicznych u chorych ze zmianami zwyrodnieniowymi i przepuklin¹ kr¹ ka miêdzykrêgowego w odcinku lêdÿwiowo-krzy owym krêgos³upa Usefulness of neurophysiological examinations in patients with degenerative changes and disc herniation in lumbo-sacral spine Juliusz Huber 1, Bogumi³a Stachowska-Tomczak 2, Roman Jankowski 2, Stanis³aw Nowak 2, Agnieszka Wilusz 1, Maria P³oñczak 1, Maciej P³oñczak 1, Magdalena Wojtysiak 1 1 z Zak³adu Patofizjologii Narz¹du Ruchu 2 z Katedry i Kliniki Neurochirurgii i Neurotraumatologii AM im. K. Marcinkowskiego w Poznaniu 1 kierownik: dr hab. Juliusz Huber 2 kierownik: prof. dr hab. Stanis³aw Nowak Streszczenie Celem pracy by³o okreœlenie, który z parametrów testów neurofizjologicznych opisuj¹cych przewodnictwo eferentne (ruchowe potencja³y wywo³ane-mep, testy elektroneurograficzne-eng; fala M, elektromiografia globalna-emg) i aferentne (somatosensoryczne potencja³y wywo³ane-spw) mo e staæ siê istotnym wskaÿnikiem w wyborze metody leczenia (neurochirurgicznej lub zachowawczej) zmian w odcinku lêdÿwiowo-krzy- owym krêgos³upa. Przeanalizowano wyniki badañ neurofizjologicznych u 62 chorych okreœlaj¹c stopieñ zak³ócenia lub zniesienia przewodnictwa eferentnego i aferentnego. Zw³aszcza badania MEP i SPW pozwalaj¹ na wyraÿne ró nicowanie stopnia zaawansowania procesu chorobowego. Bez wzglêdu na wybran¹ metodê leczenia, zaburzenia przewodnictwa czuciowego wystêpuj¹ u chorych d³u ej i czêœciej po ust¹pieniu objawów klinicznych, ani eli deficyty w przewodnictwie ruchowym. WyraŸne pogorszenie parametrów badañ MEP odzwierciedlaj¹ce deficyty przewodnictwa eferentnego, mo e byæ znamiennym kryterium diagnostycznym sugeruj¹cym wybór leczenia bardziej ni kryterium ubytków przewodnictwa aferentnego, stwierdzane w SPW. Summary The aim of this study was estimation which of the neurophysiological tests parameter describing the efferent (motor evoked potentials-mep, electroneurographical tests-eng; M wave, global electromyography-emg) and afferent (somatosensory evoked potentials-seps) transmission could be a clear indicator in choosing of the treatment method in patients with degenerative changes within the lumbo-sacral spine. Neurophysiological examinations were performed in 62 patients.they unequivocally define the range of disturbances or abolition in the afferent and efferent transmission. However, especially MEP examination and SEPs allow for the clear differentiation of the certain disease progression. The sensory disturbances persist more frequently and longer after the regression of the clinical symptoms than deficits in motor conduction with no reason to the chosen method of treatment. Worsening of MEP parameters which reflect disturbances in the efferent transmission is a significant diagnostic criterion suggesting choice of the treatment method than criterion of changes in the afferent transmission found in SEPs. S³owa kluczowe: zmiany zwyrodnieniowe krêgos³upa, dyskopatie, diagnostyka obrazowa, badania neurofizjologiczne Key words: degenerative changes of spine, discopathy, imaging diagnostic, neurophysiological examinations Wstêp Badania neurofizjologiczne, poprzez okreœlenie ewentualnych zaburzeñ w przewodnictwie eferentnym i aferentnym stanowi¹ cenne uzupe³nienie diagnostyki 85

2 dyskopatii oraz choroby zwyrodnieniowej krêgos³upa (4, 7, 12, 13). Jedn¹ z metod diagnostyki neurofizjologicznej jest badanie ruchowych potencja³ów wywo³anych (MEP - motor evoked potentials), po raz pierwszy zastosowane w warunkach klinicznych przez Barker (1). Polega ono na stymulacji polem magnetycznym odpowiednich obszarów kory ruchowej mózgu, korzeni brzusznych jak i obwodowo ga³êzi nerwowych. Metoda ta s³u y do oceny przewodnictwa korowo-rdzeniowego, jak i ustalenia przypuszczalnego poziomu ucisku na korzenie brzuszne. Do jej niew¹tpliwych zalet nale- y zaliczyæ ca³kowit¹ nieinwazyjnoœæ przy stosowaniu bodÿców pojedynczych. Korelacja wyników badañ MEP, jak i somatosensorycznych potencja³ów wywo³anych (SPW) umo liwia ca³kowite oszacowanie przewodnictwa eferentnego i aferentnego uwzglêdniaj¹c równie czynnoœæ w³ókien ga³êzi nerwowych (9). Ruchowe potencja³y wywo³ane maj¹ równie szerokie zastosowanie w monitoringu przewodnictwa eferentnego podczas operacji krêgos³upa i rdzenia krêgowego (8). Wyniki badañ elektrofizjologicznych, odzwierciedlaj¹ ocenê stanu czynnoœciowego uk³adu nerwowego s¹ równie pomocne w wyborze i monitorowaniu efektów terapii. Celem doniesienia jest próba okreœlenia, które z parametrów testów neurofizjologicznych opisuj¹cych przewodnictwo eferentne (MEP, ENG, EMG) i aferentne (SPW) mog¹ staæ siê istotn¹ wskazówk¹ w wyborze metody leczenia neurochirurgicznego b¹dÿ zachowawczego. Interesuj¹cym zagadnieniem jest te mo liwoœæ oceny efektów leczenia, na podstawie analizy porównawczej wartoœci parametrów badañ neurofizjologicznych, uzyskanych po operacji lub leczeniu zachowawczym. Materia³ i metodyka Badaniami objêto grupê 62 chorych (œrednia wieku 45 lat), z dyskopati¹ w odcinku lêdÿwiowo-krzy owym krêgos³upa. Tabela 1 przedstawia zestawienie iloœciowe wykonanych testów przewodnictwa eferentnego i aferentnego u pacjentów leczonych operacyjnie lub zachowawczo. Przeprowadzono testy oceniaj¹ce stan przewodnictwa eferentnego, z których g³ówn¹ metod¹ by³a ocena ruchowych potencja³ów wywo³anych (MEP). Rejestrowane z miêœni koñczyn dolnych potencja³y s¹ wywo³ywane po nadczaszkowej stymulacji polem magnetycznym obszarów drugostronnej kory mózgu. Wzbudzania potencja³ów dokonuje siê w okolicy punktu Vertex dla pobudzenia miêœni koñczyn dolnych. Generowane impulsy przy stymulacji korowej maj¹ wartoœæ 70%-80% bodÿca maksymalnego. W przypadku nadkrêgos³upowej stymulacji korzeni nerwowych w odcinku lêdÿwiowo-krzy owym krêgos³upa wartoœæ impulsu osi¹ga 40% - 60% bodÿca maksymalnego. Amplituda potencja³u rejestrowanego elektrodami powierzchniowymi z miêœni nie powinna byæ ni sza od 800 uv. Dolna granica normy wartoœci prêdkoœci przewodzenia impulsów eferentnych wynosi 46m/s dla przewodnictwa do miêœni koñczyn dolnych. Wartoœci referencyjne latencji zale ¹ od punktu stymulacji polem magnetycznym (korowa lub korzeniowa) oraz od miejsca rejestracji potencja³u ruchowego. Prawid³owe parametry MEP potencja- ³ów wywo³anych przedstawia tabela 2. Tabela 1. Zestawienie iloœciowe wykonanych testów przewodnictwa eferentnego i aferentnego u pacjentów leczonych operacyjnie lub zachowawczo Iloœæ wykonanych testów MEP ENG EMG SPW Badania L. przyp. n= przed leczeniem LECZENIE OPERACYJNE po leczeniu n= przed leczeniem LECZENIE ZACHOWAWCZE po leczeniu n=36 Tabela 2. Normy wartoœci latencji korowej i korzeniowej w badaniu MEP dla osób o wzroœcie od 150 do 190 cm ODPROWADZENIE LATENCJA (m/s) KOROWA RDZENIOWA m. quadriceps femoris 22,3 ± 2,09,3 ± 1,5 m. tibialis anterior 29.,3 ± 2,4 15,8 ± 2,1 m. extensor digitorum brevis 38,2 ± 2,6 24,6 ± 2,1 86

3 W badaniach elektromiogramów globalnych (EMG) rejestrowano potencja³y czynnoœciowe rekrutuj¹cych jednostek ruchowych miêœni obu koñczyn dolnych w nastêpstwie przeprowadzanych testów wysi³kowych. Zastosowano dwubiegunowe odprowadzenia standardowymi elektrodami powierzchniowymi nad brzuœcami badanych m. rectus femoris, m. tibialis anterior oraz m. extensor digitorum brevis. Oceniano amplitudê potencja³ów rekrutuj¹cych jednostek ruchowych oraz charakter czêstotliwoœciowy zapisu. Dodatkowo wykonano obustronnie badanie elektroneurograficzne (ENG, fala M) w obrêbie w³ókien ruchowych n. peroneus po stymulacji w dole podkolanowym i rejestracji potencja³ów wywo³anych z m. extensor digitorum brevis. Przewodnictwo aferentne zosta³o ocenione z wykorzystaniem badania SPW. Somatosensoryczne potencja- ³y wywo³ane otrzymano w nastêpstwie stymulacji elektrycznej n. tibialis w okolicy stawu skokowego i rejestracji nadkrêgos³upowej na poziomie piersiowo-lêdÿwiowym (T8-L5) i w dole podkolanowym. W badaniach SPW oceniano amplitudê potencja³u wywo³anego oraz prêdkoœæ przewodzenia impulsów nerwowych w obrêbie w³ókien czuciowych obwodowo oraz na poziomie rdzenia krêgowego. Wy ej wymienione badania wykonano przed i po przeprowadzeniu terapii. Badania z zakresu neurofizjologii skorelowano z badaniami diagnostyki obrazowej w postaci rentgenogramów krêgos³upa, badaniami tomografii komputerowej (KT) i rezonansu magnetycznego (MR) oraz z badaniem neurologicznym. Testy neurofizjologii klinicznej przeprowadzono zgodnie z obecnie obowi¹zuj¹cymi standardami (2,3,5-7,10,11). Wyniki Przed rozpoczêciem leczenia diagnostyka obrazowa ujawni³a u badanych chorych wielopoziomow¹ dyskopatiê (ryc.1), wielopoziomowe zmiany zwyrodnieniowe, przepukliny i uwypuklenia kr¹ ków miêdzykrêgowych, zniekszta³cenia otworów miêdzykrêgowych. Mia³o to równie odzwierciedlenie w stanie klinicznym pacjentów. Rycina 1. Badanie MR przedstawia wielopoziomow¹ dyskopatiê w odcinku lêdÿwiowo-krzy owym kregos³upa. Rycina 2. Rejestracje MEP. Pierwsza wartoœæ liczbowa pod rejestracj¹ oznacza latencjê, a druga koresponduj¹c¹ prêdkoœæ przewodzenia eferentnego. Badanie wykonano przed zabiegiem neurochirurgicznym u chorego z dyskopati¹ na poziomie L3-L4. Zwraca uwagê wyraÿne obustronne zwolnienie przewodnictwa eferentnego. Rycina 3. Rejestracje SPW. Pierwsza wartoœæ liczbowa pod rejestracj¹ oznacza latencjê, a druga koresponduj¹c¹ prêdkoœæ przewodzenia aferentnego. Badanie wykonano u chorgo przed operacj¹ dysku na poziomie L3-L4. Zwraca uwagê obustronne zwolnienie przewodnictwa aferentnego z jednostronnym znacz¹cym spadkiem amplitudy po stronie dyskopatii. 87

4 Rycina 4. Przyk³ady rejestracji EMG. Badanie wykonano u chorego z dyskopati¹ L4-L5. Widoczna asymetria zapisów, spadek amplitudy i czêstotliwoœci wy³adowañ rekrutuj¹cych jednostek ruchowych badanych miêœni zw³aszcza po stronie lewej, wskazuje na znacz¹ce zmiany neurogenne. Poddane analizie parametry testów neurofizjologicznych wykonanych przed zastosowaniem leczenia, pozwoli³y zaobserwowaæ u wszystkich chorych ewidentne zaburzenia przede wszystkim w zakresie przewodnictwa bardziej eferentnego ni aferentnego (ryc. 2-5). Rycina 5. Rejestracje fali M- po stronie lewej potencja³ mia³ charakter œladowy, sugeruj¹c blok przewodnictwa ruchowego. Po stronie prawej obserwowano zwolnienie przewodnictwa eferentnego. Zaburzenia wyra a³y siê znacznymi spadkami wartoœci parametrów ruchowych potencja³ów wywo³anych (n=41/49), a w mniejszym stopniu równie czuciowych potencja³ów wywo³anych (n=31/62). Znamiennym zjawiskiem - w efekcie kwalifikuj¹cym do leczenia operacyjnego - by³o wspó³istnienie skrajnie obni onych wartoœci parametrów przewodnictwa eferentnego ze znacznymi zaburzeniami w zakresie przewodnictwa aferentnego (n=87/111). Niezale nie od zastosowanej metody leczenia, wartoœci somatosensorycznych potencja³ów wywo³anych uleg³y poprawie w ma³ym stopniu (n=28/62). Natomiast wartoœci ruchowych potencja³ów wywo³anych wzbudzanych nadkrêgos³upowo (n=36/40) uleg³y znacznej poprawie u pacjentów leczonych operacyjnie (n=8/10), co œwiadczy o zwiêkszeniu przewodnictwa eferentnego od poziomu rdzenia krêgowego. Analizuj¹c wartoœci parametrów innych badañ neurofizjologicznych (ENG, EMG), stwierdzono polepszenie obwodowego przewodnictwa eferentnego, a tak e poprawê sprawnoœci miêœni koñczyn dolnych po zastosowaniu obu typów terapii (ryc. 6). PRZEPUKLINY ZMIANY ZWYRODNIE- NIOWE UWYPUKLENIA Rycina 6. Podsumowanie wyników badañ elektrofizjologicznych (MEP, ENG, EMG. SPW) przed i po przeprowadzonej terapii. 88

5 Omówienie W prezentowanej pracy neurofizjologiczna diagnostyka procesów zwyrodnieniowych lêdÿwiowo-krzy owego odcinka krêgos³upa wykaza³a dodatni¹ korelacjê z metodami diagnostyki obrazowej, umo liwiaj¹c w ten sposób kompleksow¹ ocenê czynnoœciowo-anatomiczn¹ struktur oœrodkowego i obwodowego uk³adu nerwowego. Dotychczasowe badania neurofizjologiczne dróg wstêpuj¹cych rdzenia krêgowego oraz przewodnictwa aferentnego w obszarach nadrdzeniowych, opiera³y siê na testach w zakresie somatosensorycznych potencja³ów wywo³anych (2, 3, 5, 10, 11, 14). Nie dawa³y one jednak odpowiedzi jak wygl¹da stan korowo-rdzeniowego przewodnictwa eferentnego (g³ównie drogi korowo-rdzeniowej bocznej). W przedstawionych obecnie badaniach z wykorzystaniem MEP, wykazano œcis³¹ korelacjê zaburzeñ w obrêbie dróg wstêpuj¹cych i zstêpuj¹cych. W oparciu o uzyskane wyniki badañ neurofizjologicznych mo emy stwierdziæ, e mimo ró nych zmian morfologicznych w obrêbie krêgos³upa lêdÿwiowo-krzy- owego, zarówno przewodnictwa eferentne, jak i aferentne s¹ w równym stopniu zaburzone. Jednak e po przeprowadzonych zabiegach rehabilitacyjnych i chirurgicznych przewodnictwo eferentne uleg³o wyraÿnemu polepszeniu. Parametry przewodnictwa aferentnego, czyli amplituda SPW, latencja oraz koresponduj¹ce wartoœci prêdkoœci przewodzenia uleg³y poprawie, jednak nie w takim stopniu jak parametry przewodnictwa eferentnego. Wyniki tej pracy sugeruj¹ równie, e kompleksowa ocena czynnoœciowa przewodnictwa eferentnego zarówno oœrodkowego jak i obwodowego jest konieczna w standardowej diagnostyce zmian zwyrodnieniowych odcinka lêdÿwiowo-krzy owego krêgos³upa. Wnioski 1. Analizowane badania neurofizjologiczne skorelowane z obrazem klinicznym u³atwiaj¹ podjêcie decyzji odnoœnie sposobu leczenia (neurochirurgiczne, zachowawcze). 2. Zaburzenia przewodnictwa czuciowego bez wzglêdu na sposób leczenia wystêpuj¹ d³u ej (czêsto po ust¹pieniu objawów klinicznych), ani eli deficyty w przewodnictwie ruchowym. 3. Leczenie neurochirurgiczne u chorych ze schorzeniami krêgos³upa szybciej przywraca prawid³owe przewodnictwo ruchowe. Piœmiennictwo 1. Barker A.T., Jalinous R., Freeston I.L.: Non invasive stimulation of human motor cortex. Lancet 1985, 1, G³owacki M., Huber J., Szulc A., Wilusz A., Rogala P.: Badania elektromiograficzne i elektroneurograficzne oraz rejestracje somatosensorycznych potencja³ów wywo³anych w diagnostyce przed-, œród- i pooperacyjnej u chorych z bocznym idiopatycznym skrzywieniem krêgos³upa. Nowiny Lekarskie 1999, 68, Huber J., G³owacki M., Szulc A., Wilusz A.: Morphology of the somatosensory evoked potentials recordings during the intraoperative monitoring in patients with the idiopathic scoliosis correction. Abstracts XXXIII Scientific Congress of Polish Orthopaedic and Traumatology Society. Kraków 2000, Huber J., Kubacki J., Milanowska K.: Ocena elektrofizjologiczna i subkliniczna stanu czynnoœciowego oœrodkowego i obwodowego uk³adu nerwowego u pacjentów z uszkodzeniem szyjnego rdzenia krêgowego. Materia³y VI Sympozjum Naukowego Polskiego Towarzystwa Rehabilitacji. ódÿ 1997, Huber J., Rogala P., G³owacki M., Pawlak A.: Ocena elektrofizjologiczna rdzeniowych szlaków aferentnych u chorych z rodzinn¹ skolioz¹ idiopatyczn¹ z wykorzystaniem metody rejestracji somatosensorycznych potencja³ów wywo³anych (WPS). Nowiny Lekarskie 1997, 66, 2, Huber J., Stry³a W., Rogala P., Nowakowski A., Warzecha D., Wilusz A.: Obraz elektrofizjologiczny ró nych zespo³ów chorobowych w przewlek³ych bólach czêœci lêdÿwiowej krêgos³upa. Nowiny Lekarskie 2001, 70, Huber J., Warzecha D., Wilusz A.: Badania elektrofizjologiczne sprawnoœci koñczyn górnych u chorych z uszkodzeniami szyjnego rdzenia krêgowego. Nowiny Lekarskie 1998, 67, 9, Linden R.D., Johnson J.R., Shields C.B., Edmonds J.H.L., Glasman S.D.: Interoperative spinal cord monitoring with motor evoked potentials elicited by transcranial magnetic stimulation. W: The Textbook of Spinal Surgery. Red.: K.H. Bridwell., R.L. De Wald, 2nd ed., Lippincott-Raven Publishers, Philadelphia 1997, Publishers, Kunesch E., Knecht S., Classen J., Roick H., Tyercha C., Benecke R.: Somatosensory evoked potentials (SEPs) elicited by magnetic stimulation. Electroenceph. Clin. Neurophysiol. 1993, 88, Rogala P., Huber J., G³owacki M.: Somatosensory evoked potentials recorded in patients with the familiar idiopathic scoliosis have the same properties both in parents and their children. Acta Orthop. Scand., 1996, Rogala P, Huber J, Wilusz A, G³owacki M, Szulc A.: Correlation of the Cobb's angle with latencies of bilaterally recorded somatosensory evoked potentials (SEPs) in patients of adolescent idiopathic right thoracic scoliosis. Abstracts of 7th Conference European Orthopaedic Research Society, Barcelona Warzecha D., Huber J., Wilusz A., Milanowska K.: Badania elektromiograficzne (EMG) jednostek ruchowych mm. thenaris i mm. hypothenaris oraz elektroneurograficzne (ENG) n. medianus i n. ulnaris u pacjentów z uszkodzeniami szyjnego rdzenia krêgowego. Materia³y III Kongresu Polskiego Towarzystwa Rehabilitacji, Ustroñ/Cieszyn 1998, Wilusz A., Huber J., Warzecha D., Milanowska K.: Monitorowanie przewodnictwa czuciowego u pacjentów z uszkodzeniami szyjnego rdzenia krêgowego. Materia³y III Kongresu Polskiego Towarzystwa Rehabilitacji, Ustroñ/Cieszyn 1998, Zhao M., Zhang Y., Liansheng L., Yiungbing L., Liao W.: Somatosensory and motor evoked potentials in a rabbit model of spinal cord ischemia and reperfusion injury. Spine 1997, 9, Adres: Zak³ad Patofizjologii Narz¹du Ruchu A M ul. 28 Czerwca 1956r. Nr135/ Poznañ 89