The use of intraoperative neurophysiological monitoring in dorsal resection of hemivertebrae

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

BACKGROUND: Congenital disorders of vertebrae formation are a common pathology in children. Intraoperative neurophysiological monitoring is a mandatory procedure, although it may not be effective enough due to the immature neural structures and the use of inhalation anesthetics in young children.

AIM: To study aims to investigate the characteristic features of intraoperative neurophysiological monitoring in children with a congenital deformity of the spine during dorsal resection of the hemivertebrae.

MATERIALS AND METHODS: 42 patients aged 1–17 years with a congenital deformity of the spine underwent 46 resections of the abnormal vertebra from an isolated dorsal approach (egg-shell technique). Intraoperative neurophysiological monitoring at the stages of the operation included a muscle relaxant test (TOF), transcranial electrical stimulation of the motor cortex (TCeMEP), control of the approach to the nerve (N. Proxy), correct placement of the pedicle screw (Screw Integrity), and EMG recording of the electromyogram. The accuracy of the screw placement was assessed by the Gerzbien method, and the presence of neurological disorders was tested by the Frenkel scale. The effect of inhalation anesthetic (sevoran) on motor evoked potentials was monitored by regulating its delivery, and the dependence on the age of patients was evaluated.

RESULTS: The average age of patients was 7.7 ± 4.5 years, and the TOF value was 80.5 ± 17%. In 41 patients, the N. Proxy test was unremarkable, while in one patient, the 8–12 mA value did not require a change in the trajectory of the screws. From the beginning of sevoran and intraoperatively, motor evoked potentials from all tested muscles were recorded in 54.8% of patients; in children over 8 years old, this was observed in 92.8%, in children under 8 years old — in 35.7% of cases in their age groups. In other patients, motor evoked potentials were most often not recorded from the muscles of the thigh and lower leg after sevoran administration. In children over 8 years old in 7.2%, under 8 years old — in 83.3% of patients; Interestingly, in 7.2% of patients who are under 8 years of age, motor evoked potentials were not initially recorded from any muscle. Withdrawal of sevorane in 30.9% of patients allowed intraoperative motor evoked potentials to be obtained from all tested muscles in 100% of cases. For adequate management of anesthesia, 5 patients (50%) 1–4 years old and one patient 6 years old (5.6%) did not receive sevoran, and motor evoked potentials were recorded from the abdominal muscles. This allowed to assess the conduction only at the thoracic level and are required increased vigilance of surgeons when carrying out any corrective manipulations.

CONCLUSIONS: Intraoperative neurophysiological monitoring with dorsal hemivertebra resection is an effective method that allows controlling the neurological complications during manipulations on the spine.

About the authors

Sergei V. Vissarionov

H. Turner National Medical Research Center for Сhildren’s Orthopedics and Trauma Surgery

Email: vissarionovs@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-4235-5048
SPIN-code: 7125-4930

MD, PhD, D.Sc., Professor, Corresponding Member of RAS

Russian Federation, Saint Petersburg

Ayrat R. Syundyukov

Federal Center for Traumatology, Orthopedics and Arthroplasty

Author for correspondence.
Email: sndk-ar@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-8276-9216
SPIN-code: 6275-4184

MD, PhD

Russian Federation, 33, Fyodor Gladkov str., Cheboksary, Chuvash Republic, 428020

Nikolay S. Nikolaev

Federal Center for Traumatology, Orthopedics and Arthroplasty; Chuvash State University named after I.N. Ulyanov

Email: nikolaevns@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1560-470X
SPIN-code: 8723-9840

MD, PhD, D.Sc., Professor

Russian Federation, 33, Fyodor Gladkov str., Cheboksary, Chuvash Republic, 428020; Cheboksary

Valentina A. Kuzmina

Federal Center for Traumatology, Orthopedics and Arthroplasty

Email: kuzmina_va@orthoscheb.com
ORCID iD: 0000-0003-3159-4764
SPIN-code: 9577-9200

MD, doctor of functional diagnostics

Russian Federation, 33, Fyodor Gladkov str., Cheboksary, Chuvash Republic, 428020

Pavel N. Kornyakov

Federal Center for Traumatology, Orthopedics and Arthroplasty

Email: pashat-1000@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7124-5473
SPIN-code: 9706-1851

MD, orthopedic and trauma surgeon

Russian Federation, 33, Fyodor Gladkov str., Cheboksary, Chuvash Republic, 428020

Maxim N. Maksimov

Federal Center for Traumatology, Orthopedics and Arthroplasty

Email: fc@orthoscheb.com
ORCID iD: 0000-0003-3762-4864
SPIN-code: 6031-8080

MD, anesthesiologist-resuscitator

Russian Federation, 33, Fyodor Gladkov str., Cheboksary, Chuvash Republic, 428020

Irina V. Mikhailova

Chuvash State University named after I.N. Ulyanov

Email: ira1840@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0001-7665-2572
SPIN-code: 1998-0610

MD, Associate Professor

Russian Federation, Cheboksary

References

  1. Ul’rikh EV. Spinal anomalies in children: A guide for doctors. Saint Petersburg: Sotis; 1995. (In Russ.)
  2. Udalova IG, Mikhaylovskiy MV. Neurological complications in scoliosis surgery. Khirurgiya pozvonochnika. 2013;(3):38−43. (In Russ.)
  3. Crostelli M, Mazza O, Mariani M. Posterior approach lumbar and thoracolumbar hemivertebra resection in congenital scoliosis in children under 10 years of age: results with 3 years mean follow up. Eur Spine J. 2014;23(1):209-215. doi: 10.1007/s00586-013-2933-z
  4. Klemme WR, Polly DW Jr, Orchowski JR. Hemivertebral excision for congenital scoliosis in very young children. J Pediatr Orthop. 2001;21(6):761−764.
  5. Vissarionov SV, Syundyukov AR, Kokushin DN. Comparative analysis of surgical treatment of preschool children with congenital deformity of the spine with isolated hemivertebrae from combined and dorsal approaches. Ortopediya, travmatologiya i vosstanovitel’naya khirurgiya detskogo vozrasta. 2019;7(4):5–14. (In Russ.)
  6. Guo J, Zhang J, Wang S, et al. Surgical outcomes and complications of posterior hemivertebra resection in children younger than 5 years old. J Orthop Surg Res. 2016;11(1):48. doi: 10.1186/s13018-016-0381-2
  7. Li J, Lü GH, Wang B, et al. Pedicle screw implantation in the thoracic and lumbar spine of 1-4-year-old children: evaluating the safety and accuracy by a computer tomography follow-up. J Spinal Disord Tech. 2013;26(2):E46−52. doi: 10.1097/BSD.0b013e31825d5c87
  8. Wang S, Zhang J, Qiu G, et al. Posterior hemivertebra resection with bisegmental fusion for congenital scoliosis: more than 3 year outcomes and analysis of unanticipated surgeries. Eur Spine J. 2013;22(2):387−393. doi: 10.1007/s00586-012-2577-4
  9. Khabirov FA. Guidelines for clinical neurology of spine. Kazan: Medicine; 2006. (In Russ.)
  10. Wright N. P141. Instrumented extreme lateral interbody fusion (XLIF) through a single approach. Spine J. 2005;5(4 Suppl.):S177–S178. doi: 10.1016/j.spinee.2005.05.356
  11. Auerbach JD, Lenke LG, Bridwell KH, et al. Major complications and comparison between 3-column osteotomy techniques in 105 consecutive spinal deformity procedures. Spine (Phila Pa 1976). 2012;37(14):1198−210. doi: 10.1097/BRS.0b013e31824fffde
  12. Gurskaya OE. Electrophysiological monitoring of the central nervous system. Saint Petersburg: ONFD; 2015. (In Russ.)
  13. Hit MA, Kolesov SV, Kolbovsky 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.)
  14. Schekutev GA. Neurophysiological researches in clinic research institute of neurosurgery named after NN Burdenko. Moscow: Antidor; 2001. (In Russ.)
  15. Nikitin SS, Kurenkov AL. Magnetic stimulation in the diagnosis and treatment of diseases of the nervous system. A guide for doctors. Moscow: SAShKO; 2003. (In Russ.)
  16. Müller K, Kass-Iliyya F, Reitz M. Ontogeny of ipsilateral corticospinal projections: a developmental study with transcranial magnetic stimulation. Ann Neurol. 1997;42(5):705−711. DOI: 10 1002/ana 410420506
  17. Simon M, Borges L. Intramedullary spinal cord tumor resection. In: Simon MV (ed). Intraoperative clinical neurophysiology. A comprehensive guide to monitoring and mapping. New York: Demosmedical; 2010. P. 179–208.
  18. Deiner S. Highlights of anesthetic considerations for intraoperative neuromonitoring. Semin Cardiothorac Vasc Anesth. 2010;14(1):51−53. doi: 10.1177/1089253210362792
  19. Kalkman CJ, Drummond JC, Ribberink AA. Low concentrations of isoflurane abolish motor evoked responses to transcranial electrical stimulation during nitrous oxide/opioid anesthesia in humans. Anesthesia and Analgesia. 1991;73(4):410−415. doi: 10.1213/00000539-199110000-00008
  20. Sloan TB. Anesthetic effects on electrophysiologic recordings. J Clin Neurophysiol. 1998;15(3):217−226. doi: 10.1097/00004691-199805000-00005
  21. Bollini G, Docquier PL, Jouve JL. Hemivertebrectomy in early-onset scoliosis. In: Akbarnia B, Yazici M, Thompson G. (eds.). The growing spine. Berlin, Heidelberg: Springer; 2016. P. 555−569. doi: 10.1007/978-3-662-48284-1_31
  22. Belova AN, Baldova SN. Neurophysiological intraoperative monitoring during operations on the spine and spinal cord (literature review). Russkiy meditsinskiy zhurnal. 2016;(23):1569−1574. (In Russ.)
  23. Novikov VV, Novikova MV, Tsvetovskiy SB, et al. Prevention of neurological complications during surgical correction of gross deformities of the spine. Khirurgiya pozvonochnika. 2011;(3):66–76. (In Russ.)
  24. Buzunov AV, Vasyura AS, Dolotin DN, et al. Multimodal approach in intraoperative neuromonitoring of the spinal cord during the correction of spinal deformities. Khirurgiya pozvonochnika. 2021;18(1):31–38. (In Russ.). doi: 10.14531/ss2021.1.31-38

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Results of screw placement

Download (50KB)
3. Fig. 2. Dependence of the presence or absence of initial motor evoked potentials on average age

Download (26KB)

Copyright (c) 2021 Vissarionov S.V., Syundyukov A.R., Nikolaev N.S., Kuzmina V.A., Kornyakov P.N., Maksimov M.N., Mikhailova I.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».