缺血性视神经病变所致脊柱术后失明的研究进展

张通 蔡金池 袁志发 赵海燕 王文己

1兰州大学第一临床医学院（兰州730000）；2兰州大学第一医院（兰州730000）

术后失明（postoperative vision loss，POVL）是一种罕见的、毁灭性的、难以逆转的并发症［1］，在普通外科患者中，术后发生率为0.001%，而脊柱手术后发生率高达0.2%［2］，并且颈椎、胸椎、腰椎术后均有出现POVL。目前脊柱术后失明的主要原因包括缺血性视神经病变（ischemic optic neuropathy，ION）、视网膜中央动脉阻塞、皮质盲、外眼损伤、后部可逆性脑病综合征、角膜磨损［3-4］。国际上公认ION 是POVL 的主要原因，并且接受俯卧位脊柱手术的风险最大［5］。由于国内对该并发症认识不深，因此本文就ION 所致的脊柱术后失明的解剖基础、发病机制、诊断、危险因素和预防策略作一综述，以供骨科医师参考。

1 眼部的解剖和血流

眼睛的血液供应主要来自颈内动脉的分支—眼动脉［6］，眼动脉可在末端形成1～5 条睫状后动脉，同时视网膜中央动脉也是眼动脉的分支。解剖上视神经被由多层胶原纤维构成的筛板分为前部和后部。视神经前部的主要血供来源于睫状后动脉和毛细血管周围脉络膜，视神经后部的主要血供来源于视乳头周围脉络膜的返支和视乳头的软脑膜支［7］。视神经前部和后部的血管大多是终末动脉，因此很容易受到缺血的影响。

2 发病机制

ION可进一步分为动脉炎性和非动脉炎性。动脉炎性ION 主要是由巨细胞动脉炎引起的，常出现在老年人中，表现为血沉和C 反应蛋白升高［8］。在术后发生的ION 几乎都为非动脉炎性，非动脉炎性ION 以筛板为间隔分为两种类型：前部缺血性视神经病变（anterior ischemic optic neuropathy，AION）和后部缺血性视神经病变（posterior ischemic optic neuropathy，PION）［9］。

2.1 AION流向视神经前部的血流（FlowONH）是眼灌注压和血管血流阻力（Rflow）的函数［10］。平均眼灌注压（OPP）由平均动脉血压（MAP）和眼压（IOP）决定：

灌注压是睫状动脉和眼静脉之间的压差，眼压越高，灌注压越低，因此视神经前部的血流量越低，导致AION 的风险越大［11］。在56～80 mmHg 的眼灌注压之间，血流是恒定的。当眼灌注压降低到一定水平时，自我调节机制通过血管舒张降低血管对血流的阻力，以维持相对稳定的血流到视神经前部，反之亦然。由于眼血管张力范围有限，自动调节仅在一定的眼灌注压范围内有效，而灌注压的阈值可能因人而异。

中心静脉压升高会减少眼静脉回流，导致眼压升高。房水的流出是根据眼压和巩膜上静脉压之间的梯度被动地流入巩膜上静脉［12］。巩膜上静脉是与中心静脉循环相连的无瓣膜静脉，中心静脉压升高会增加巩膜上静脉压，从而减少房水的流出，使眼压升高，眼灌注压降低。

2.2 PION视神经后部缺血主要是由于全身血流动力学因素导致灌注不足所致［3］。供应视神经后部的软脑膜血管缺乏自我调节机制来代偿低血压，使其在低血压和血氧承载能力下降时易受缺血影响，从而诱发PION。

有学者提出一种影响视神经的间隔综合征［2］，它是由于间质液体在骨性视神经管或筛板的周围空间内积聚而形成，并影响视神经的血供，加速PION 的发展。此外，视神经后部有一个分水岭区域，它是由于软脑膜血管和视网膜中央动脉的穿透性分支之间没有吻合而造成的，此区域的存在会因缺少侧支循环更容易发生PION［11］。

最终，上述的各种机制会造成视神经的供氧障碍，并耗尽ATP 储备，从而导致膜去极化。缺血性损伤通过Na+-Ca2+交换泵逆转激活引起的细胞内Ca2+超载，导致细胞凋亡和不可逆的神经损伤［13］。

3 诊断

3.1 眼底镜及视野检查眼底镜通过直接观察视网膜血管以及视神经［14］，有助于鉴别其他原因引起的术后失明。AION 通常表现为突发性无痛性视力丧失和视野缺损。眼底镜检查可见弥漫性或节段性视盘水肿伴继发性萎缩，视盘边缘模糊，有时视盘周围出现碎片状出血［4］。视野缺损可表现为暗点、垂直视野的切割或因完全丧失视力而无光感。较差的瞳孔对光反射和相对的传入瞳孔障碍（Marcus-Gunn 综合征）可能是唯一的早期发现［13］。PION 也表现为突发性无痛性视力丧失和视野缺损，但眼底镜检查最初显示完全正常的眼底，只有在大约4～6 周后才出现视神经苍白和萎缩。眼底镜检查最初可能不确定ION 的发生，通常在视觉诱发电位（visual evoked potential，VEP）测试中得到明确［15］。

3.2 杯盘比检查杯盘比是指视乳头小凹与视乳头的直径之比，可客观反映视神经的状况。正常人的杯盘比值约为0.3，而当比值＜0.2 时，会导致神经的机械性轴浆阻塞和视网膜神经节细胞对神经营养因子的利用率降低［16］，进而发生ION 的风险显著增加。

3.3 影像学检查眼底血管造影术通过将含有荧光素的造影剂注入眼部血管，并在加有滤色片的眼底照相机下，持续拍摄眼底血管的不同荧光形态，进而发现眼底血管的微细结构和微小的变化。当血管造影显示动脉充盈延迟，可怀疑ION。而出现视神经头有造影剂的渗漏，表明ION 导致血管通透性增加和视盘水肿的早期发作［17］。

眼眶磁共振扩散加权成像通过观察人体组织中水分子扩散运动受限制的方向和程度，可依据在双侧眶内视神经内扩散的程度，进而诊断ION［18］。

谱域光相干断层扫描结合增强深度成像，可以获取深层视神经的高分辨率图像［19］，进而发现ION 患者眼中较厚的神经纤维层和较小的杯盘比导致了视神经穿过视盘时的空间受限，造成结构性视神经拥挤。光相干断层扫描血管造影在ION的患者中，可发现视网膜毛细血管周围的血管流量受到影响，并且与神经节细胞萎缩具有很强的相关性［20］。

3.4 视觉诱发电位（visual evoked potential，VEP）上述几种诊断方法有延迟性和不够精确的缺点，而VEP 是用一定强度的闪光刺激视网膜后可得到视网膜电位变化的记录，用来监测整体视觉系统功能，是确定ION 最准确的检测［21］。然而，由于术中获取和解释信号的困难，其在脊柱外科手术中的应用受到限制。术中VEP 监测在脊柱手术中的最终应用是预测ION 所致的脊柱术后失明，未来的设计需要考虑到如何将VEP 的假阳性变化以及受麻醉影响的变化区分开。

4 危险因素及预防策略

4.1 患者相关因素及预防

4.1.1 肥胖美国术后视力丧失研究小组采用多中心病例对照，使用多元分析对患者和对照者之间的围手术期因素进行比较，发现肥胖是重要的危险因素［22］。肥胖被定义为BMI ≥30 kg/m2，可能是通过增加中心静脉压而影响眼睛循环，特别是当患者处于俯卧位时，失血量、腹内压和BMI呈正相关［23］。

4.1.2性别 RUBIN 等［24］研究了1998-2012 年美国ION 患者的出院数据，发现男性患ION 的风险更高，一方面与雌激素对神经有保护作用有关，另一方面解剖的差异导致男性在位于Wilson 框架上时，间质液体易积聚形成间隔综合征。

4.1.3年龄 基于1998-2012 年的国家住院样本，SHAH 等［5］建立的ION 的术前风险因素的预测模型包含了年龄这个危险因素。每10 岁发病风险比增加24%，这可能与老年患者的手术更加复杂有关，并且视神经随着年龄的增长而明显退化［25］。研究报道ION 风险最高的是40～64 岁，尤其是阻塞性睡眠呼吸暂停的男性患者［5］。

4.1.4外周血管疾病 有外周血管疾病的患者（如高血压、糖尿病、动脉硬化等）发生术后失明的风险会增加两倍［26］。外周血管疾病使血管内皮细胞功能障碍，阻碍了动脉血流的血管自动调节过程，使视神经易发生缺血，吸烟也有可能是通过影响该因素增加术后失明的风险。HOFER 等［27］通过回顾性分析2006-2018 年三级医疗中心脊柱术后视力损伤的病例，发现贫血是重要危险因素。术前贫血的患者由于血红蛋白减少，使得组织氧传递减少，视神经缺氧的风险增加。建议在术前对患者进行眼科检查［26］，仔细识别和优化以上危险因素，做好患者戒烟、减肥等术前管理，将血压、血糖在术前调整到正常。

4.2术中相关因素及预防

4.2.1术中体位 有研究发现眼压在俯卧位后10 min内显著增加，在俯卧位结束时，眼压最高可增加到71.1 mmHg，是正常眼压的3 倍以上［28］。将患者置于俯卧位时，由于头部处于低位，术中输入的大量液体导致眼部静脉充血，从而造成眼眶静脉压升高，加重间质水肿，使眼压升高，最终减少眼部灌注［4，11］。眼部静脉压升高也会在视神经管形成类似间隔综合征的环境，阻碍动脉血流到视神经［29］。

在脊柱手术中，将患者定位在5°～10°的反向Trendelenburg 俯卧位可以减少术后视力丧失的发生［28］，此时头位于心脏上方有助于减少眼和眼眶内的静脉淤血，降低眼压［4，11］。ROTH 等［30］的研究表明，大鼠头部极度向下倾斜显著降低了源自视网膜神经节细胞的VEP 和电活动，并增加了视神经的反应性。另外，在俯卧位手术期间测量眼压，可以帮助医师实施周期性的体位改变，防止眼压升高。

4.2.2术中固定装置 有研究［22］通过多中心病例对照分析发现Wilson 框架是一个独立危险因素。Wilson 头架要求头部低于心脏水平，这会增加眼压和中心静脉压，造成巩膜上静脉压升高，导致房水流出减少，危及眼循环［31］。避免使用可能增加眼睛压力的固定装置，使用3 针固定器可避免直接压迫眼睛，减缓眼压升高［32］。

4.2.3手术时间 EMERY 等［33］通过对同一机构的52 例患者研究发现手术时间是术中眼压显著升高的独立危险因素，这与SHEN 等［34］的一项10 年的回顾性研究结果一致，他指出手术时间超过4 h是术后失明的危险因素。一方面眼压增加的程度与患者俯卧的时间呈正相关［11］；另一方面术中出血也会增多，如果失血量超过1 L，则风险更大［22］，可能与失血过多后血容量下降，从而动脉血压降低使得视神经灌注减少有关。

美国围手术期视力丧失工作组等［26］认为，当手术时间超过平均6.5 h，建议进行分期手术，缩短患者俯卧位的时间，不仅有助于减缓眼压的升高，还有助于减少术中出血，降低ION 所致术后失明的风险［35］。

4.2.4术中循环系统管理 GOYAL 等［9］通过病例对照及文献回顾发现失血和低血压是ION 的重要诱因，血压从颈内动脉到供应视神经的小血管是逐渐下降的［11］，失血和低血压导致平均动脉压降低，眼灌注压减少。围手术期的收缩压应保持在84 mmHg 的最低值，这样能够保证正常的眼灌注压并减少术中失血，而当血压降低时，不可盲目使用肾上腺素能激动剂，使小动脉收缩，视神经灌注减少［32］。术中循环系统管理策略包括有创血流动力学监测，用于严密的血压控制和中心静脉压监测，必要时与麻醉师确定早期使用血液制品的必要性［18］。

FARAG 等［36］发现接受晶体液治疗的患者，其俯卧位平均眼压升高率和术后平均眼压升高率明显高于接受胶体液治疗的患者。术中补充的液体随着俯卧位的重力作用，在眼部周围静脉淤积，导致眼压明显升高。HOFER 等［27］也发现更多的晶体体积和更大的失血量都与ION 相关。补液时胶体的比例过低是一种诱因［26］，大量晶体的使用导致术中眼压升高、眶周水肿，增加ION 的风险［18］。因此建议在大量失血时进行胶体-晶体液体平衡置换［35］。

4.2.5麻醉因素 PINAR 等［37］通过一项随机对照临床试验发现服用特定的药物或麻醉剂可以降低眼压，并且与接受全身麻醉的患者相比，在脊柱麻醉下以俯卧位接受腰椎间盘手术的患者的眼压增加明显较少。在诱导麻醉时，异丙酚具有最显著的降低眼压的作用。与丙泊酚维持全麻相比，七氟醚维持全麻的眼压更高。对于神经肌肉阻滞，罗库溴铵显示出更大的降低眼压作用，并可提供良好的插管条件［31］。研究发现，局部应用2%的溴莫尼定、布林佐胺噻吗洛尔滴眼液有助于降低术中眼压［36］。

4.3术后管理 视神经易受到永久性缺血性损伤，因此出现ION 时，需要及时干预。术后前24 h应每2 h 监测一次视力和相对性瞳孔传入障碍检查，如果超过24 h 后出现剧烈疼痛、眼球突出或视力下降，应立即请眼科会诊［15］。

5 治疗

多年来，针对ION 所致的脊柱术后失明提出了许多疗法，但迄今为止没有一种疗法能经受住严格的对照试验的验证。目前主要应用的是药物治疗，而玻璃体内注射可能比全身给药更有效［8］，可以让更高浓度的药物和生物制剂直接进入眼睛，并将全身副作用降至最低。药物中类固醇的研究最为广泛，但没有显示出一致的疗效。类固醇通过控制炎症和加速水肿的消退，可以控制甚至逆转高眼压，恢复血流［38］。但在术后，却增加伤口感染风险并使血糖管理复杂化。VAN OTERENDORP 等［39］研究以改善循环和供氧为基础，使用了维生素K 拮抗剂、血小板聚集抑制剂、血管扩张剂以及高压氧进行治疗，但均未能证明视力有显著改善。神经保护剂、细胞膜稳定剂、凋亡抑制剂可通过对剩余神经节细胞的保护来控制ION 的进展，酶抑制剂如乙酰唑胺等可通过抑制碳酸酐酶，减少房水形成和降低眼内压，改善流向视神经头和视网膜的血流，进而抑制ION 的发展，但这些新的药物还需进一步的临床验证［39］。

6 总结与展望

ION 所致的脊柱术后失明由于至今仍未出现明确有效的治疗方案，所以骨科医师应将重心放在预防这种罕见的、破坏性的并发症。术前骨科医生、患者和麻醉师之间进行沟通，优化和避免ION 的危险因素是核心环节。术中骨科医生应与麻醉师密切合作，以确保正确的体位、血流动力学监测和液体管理，手术时间较长的应考虑手术的分期。术后怀疑ION 必须立即咨询眼科医生。最后，在未来需要加深对ION 的发病机制的研究，改进预防策略和完善治疗方案。