脊柱外科术中神经电生理监测临床实践指南
文献快速引用
中国康复医学会脊柱脊髓专业委员会脊柱外科神经电生理学组, 中国研究型医院学会临床神经电生理专业委员会. 脊柱外科术中神经电生理监测临床实践指南[J]. 中国脊柱脊髓杂志, 2024, 34(9): 998-1008.
doi: 10.3969/j.issn.1004-406X.2024.09.14
专家共识
脊柱外科术中神经电生理监测
临床实践指南
中国康复医学会脊柱脊髓专业委员会脊柱外科神经电生理学组，中国研究型医院学会临床神经电生理专业委员会
脊柱外科手术伴随着神经损伤的风险[1~5]。 术中神经电生理监测（intraoperative neuroelectrophysiological monitoring， IONM）是指在手术过程中应用神经诱发电位、肌电等神经电生理技术实时检测神经功能，以便及时发现可能出现的神经损伤，提示术者采取必要的干预措施，防止不可逆神经损害，最大限度减少神经损伤[1、6]。
自1977年开始使用体感诱发电位监测（somatosensory evoked potential，SEP）（如D波）等技术，随后又发展了经颅电刺激运动诱发电位（transcranial electrical motor-evoked potentials，TceMEP）、肌电图（electromyogrphy，EMG）以及脊髓诱发电位形成多模态神经电生理技术。所有涉及神经损伤风险的脊柱外科手术都是IONM的适用范围，SEP与EMG监测没有明确禁忌证，但应用MEP 需要注意脑出血、癫痫病史和带有颅脑金属内置物的患者需经过评估后慎用。国际上已将IONM 作为脊柱外科手术的重要组成部分，我国20世纪 90年代后期开始将IONM应用于脊柱外科，近年来脊柱外科术中IONM技术水平得到很大提高和广泛普及。为帮助脊柱外科医生和专业监测人员在脊柱外科手术中实施规范化的IONM，2019年中国康复医学会脊柱脊髓专业委员会脊柱外科神经电生理学组组织发表了《规范化脊柱外科术中神经电生理监测技术的专家共识》，受到业界的广泛关注和认可。然而已发表的共识在一些细节中不够完善，在IONM基本理念、设备与人员实施管理、麻醉管理规范、不同IONM技术适用范围和临床成本效益等方面缺少规范。为推动脊柱外科IONM的临床应用，中国康复医学会脊柱脊髓专业委员会脊柱外科神经电生理学组和中国研究型医院学会临床神经电生理专业委员会，决定总结与更新循证医学证据和临床实践经验，针对脊柱外科医生、IONM从业者和医院管理者，制定一套综合完整的系统性脊柱外科IONM临床实践指南。
本指南设计与制订方法依据《中国制订/修订临床诊疗指南的指导原则（2022版）》[7、8]。 2023年6月和9月，由中国康复医学会脊柱脊髓专业委员会脊柱外科神经电生理学组和中国研究型医院学会临床神经电生理专业委员会组织起草本标准的专家分两次向全国广泛征集2019年脊柱外科IONM专家共识应用经验和临床实践中所面临问题，在此基础上，由组织起草本标准的两个专业委员会专家组成指南指导委员会、指南制定专家组、指南审定专家和指南制订工作组。其中，指南制订工作组负责检索和分析国内外文献资料，进行证据等级判别，通过荟萃分析获取循证医学证据。指南指导委员会对指南的制订提出指导、监督和审核。指南制定专家组接受指南制订工作组的问卷调查，以德尔菲法函询方式回复本指南中的关键临床问题。指南审定专家由资深脊柱外科专家和神经电生理专家组成，负责本指南的审稿。所有指南制订工作组、专家组成员均签署利益冲突声明，不存在任何与本指南主题相关的利益冲突。
指南起草过程，通过PUBMED、中国知网和万方数据库，对脊柱外科、术中神经电生理监护、术中电生理监测和肌电诱发电位以及对应的英文进行检索。本指南用GRADE系统，对所收集循证医学证据分为三级：A级，高质量，荟萃分析、系统综述、多中心临床研究、国际临床指南/标准、大样本队列研究（大于100例）；B 级，一般，病例对照研究、小样本临床研究（少于100例）、专著；C级，低质量，病例报道、临床经验、观察性论点、专家评论。指南的推荐等级由指南制定专家组通过德尔菲法函询方法，确定为高、中、低三种推荐强度。推荐强度的确定除了循证医学证据外，还要考虑医疗效率、患者偏好、医院分级与地区差异、医疗经济效益和可行性。
本指南已经在国际实践指南注册与透明化平台（Practice Guideline Registration for Trans PAREncy，PREPARE）网站登记注册（PREPARE-2023CN794）。
根据《医疗器械监督管理条例》规定，IONM 使用专用的神经电生理监测仪器属于三类医疗器械，术中监测设备在使用、保管、维护中应符合医用设备安全标准的相关要求，配件选择遵守中国医疗器械管理法规。（证据级别A，推荐级别 A）。
术中神经电生理监测设备应具备神经电生理信号处理与分析功能，包括以下性能：存储和显示多个波形、平均叠加（应具备奇偶叠加功能）、平滑、数字滤波、自动伪迹去除等功能。 设备配置主要技术指标（基本配置及选配）见表 1[9~11]。
脊柱外科IONM涉及神经生理学、临床医学和生物医学电子工程学等多学科交叉的特殊性专业技术领域，需要具备多学科综合素质的术中监测技术人员[9、12~14]。
国际上对脊柱外科IONM从业人员的管理， 美国推行得最早，经过多年的临床实践，美国临床神经电生理学会（American Clinical Neurophysiology Society，ACNS）和神经电生理监测学会（American Society of Neurophysiological Monitoring，ASNM）等多个行业学会组织，形成“宽进严出”的培训与考核机制[12]，值得借鉴。
目前，我国脊柱外科IONM从业人员来自临床医学专业和医学相关学科的不同专业，无论接受何种基础教育，脊柱外科IONM从业人员必须经过专业培训，培训内容应包括临床神经电生理、脊柱外科医学基础知识、神经解剖、神经生理病理学、脊柱生物力学和神经电信号检测与处理[15]。鉴于我国尚未建立国家统一的术中神经电生理专业考核体系,参照国际行业组织管理的基本理念[9、12~17]，脊柱外科IONM技术人员经过专业培训后，由其所在的脊柱外科主管团队考核通过，可以在规定范围内开展脊柱外科IONM工作。（证据级别A，推荐级别B）。
脊柱外科IONM从业人员每年必须接受相关的医学继续教育培训[12、15]，内容包括脊柱外科手术进展、临床神经电生理、脊柱脊髓损伤机理与预防机制。
4.1 体感诱发电位（SEP）
SEP属非侵入性的检测方法，简便易行，是使用最早和最广泛的一种脊柱外科术中监测技术[18]。SEP通过直接刺激外周混合神经而获得的，刺激位置取决于不同手术的要求及手术风险涉及的神经[18、19]。参考国际脑电标准（2017）中制定的改良10-20系统[17]和规范化SEP刺激记录设置（表2）[18~24]，获得不同记录通道SEP典型波形（图1）。
术中SEP监测以潜伏期和波幅为测量指标，将术中测量的SEP潜伏期和波幅与基线数值进行比较。建议基线选择脊柱术区暴露后的信号记录，使监测更为稳定和可靠。推荐使用的SEP报警标准：与基线相比，波幅降低50%，或潜伏期延长10％[18、19、24]。（证据等级A，推荐等级：A）。
异常判定标准不能绝对化，建议各监测团队与其手术团队针对不同手术，建立适宜的监测判据，例如对特发性脊柱侧凸矫形手术监测中，有团队判断标准为：潜伏期延长10％或波幅缓慢降低60％，在手术关键步骤时，波幅下降30％也提 出报警[19]。
图1 SEP记录波形示例。
4.2运动诱发电位（motor-evoked potentials，MEP）
MEP用于监测运动神经通路功能，IONM广泛采用的是TceMEP技术。参考规范化TceMEP刺激记录设置（表3）[23、25~32]，可获得不同记录通道TceMEP典型波形（图2）。
TceMEP监测的影响因素分为技术性和非技术性。技术性因素主要是电极放置位置以及各种联接的准确、稳定，还有术中监测设备的接地和抗干扰措施。非技术性因素包括：体温、血压、麻醉。有关麻醉影响的讨论见本指南“5.1 IONM 过程中的麻醉管理”。患者体温特别是核心温度下降或者血压下降时，会导致TceMEP的潜伏期延长、波幅下降和刺激阈值增加[25]。在长时间手术中，即使麻醉水平和其他生理变量保持不变，TceMEP波幅也可能会降低。应迅速评估其他监测模式（如SEP）的信号或有条件可加上参照通道进行监测，将有助于判断TceMEP异常变化的原因，避免假阳性结果。
在手术开始时，通过分析TceMEP波形的刺激伪迹、信号漂移和波形质量，判断刺激是否有效、刺激部位是否准确，便于及早调整刺激位置及刺激参数，并根据波幅大小设定刺激强度，建立术中TceMEP参考基线。TceMEP监测以连续监测中出现波形异常改变、潜伏期延长或波幅明显降低，预警标准见表3。本指南推荐以 TceMEP幅值降低80%作为异常信号的报警判据。（证据等级：A，推荐等级：B）。异常判定标准不能绝对化，建议各个监测团队与其手术团队根据自己临床研究和分析建立适宜的监测判据。（证据等级：B，推荐等级：B）。
图2 TceMEP波形示意图 （1）拇短展肌（2）趾外展肌。
4.3 术中肌电图监测技术
术中EMG以定性定量的方式监测术中不同情况下肌肉收缩时发生的电活动。术中EMG监测有两种：自发性EMG和触发性EMG。规范化术中肌电图术中监测方案见表4[23、33~36]，EMG电极位置详见表5[26、33~36]。自发性EMG，又称自由描记EMG，具有即时、连续、敏感性强的特点，自发肌电波形示例见图3。触发性EMG为非持续性监测，主要用于监测椎弓根钉道或螺钉位置的安全性、鉴别脊髓或神经根、识别瘢痕粘连严重的神经组织与非神经组织以及选择性脊神经根切断。
可靠的EMG监测首先需要合理选择覆盖手术范围内各节段脊神经支配的靶肌；其次，需要考虑麻醉药物的影响，特别要关注神经肌肉剂的使用剂量，可以用四联刺激实验（train of four test，TOF）进行评估。
自发性EMG监测过程中常常会出现各种干扰，大多数是各种机器的电干扰、记录线颤动或脱落等原因造成的，应区分与辨别干扰，结合手术进程综合分析，避免假阳报警[23、33~36]。自发性EMG可持续地监测神经根或神经纤维受到手术操作的激惹、牵拉、压迫；触发性EMG主要监测椎弓根钉道或螺钉位置的安全性。（证据等级：B，推荐等级：B）。
图 3 F-EMG的4种肌电活动形式 a 正常静息状态下的 肌电图 b 单个爆发性肌电活动 c 连续性肌电活动 d 自发性肌电活动。
4.4 脊髓诱发电位（spinal cord evoked potential，SCEP）与D波监测技术
SCEP是指在脊髓直接记录的诱发电位信号，所记录的诱发电位可以是经颅刺激脊髓记录的SCEP（D波）、经脊髓刺激脊髓记录的 SCEP和经外周神经刺激脊髓体感诱发电位（Spinal SEP）[18、23、37]。其中Spinal SEP 的工作原理与SEP相似，脊柱外科手术临床中应用比较少。经颅电刺激SCEP通常是由两个波形组成，前面一个称为D波（direct）。后面跟随一个或一组波称为I波（indirect）。脊柱外科手术中记录的D波表现稳定，而I波受干扰因素较多，在术中监测中主要依据D波测量结果进行判断（图4a）。经高节段脊髓刺激后在低节段脊髓可以检测到SCEP是另一种下行性神经传导监测方法（图4b）。
脊柱手术中脊髓记录电极由外科团队放置。 在诱导麻醉后，在透视监视下经皮穿刺放置柔性硬膜外电极，通常将电极置于蛛网膜下腔。也可以在手术显露后，将电极放置于硬膜外作为记录电极。
经颅电刺激采用单脉冲就可以引出D波，刺激强度100~300V，刺激脉宽200~500μs，刺激位置和TceMEP相同，由于D波潜伏期较短，可以采用较高的刺激频率（11~71Hz）,建议采用11或 21Hz，单次刺激就可以引出D波电位，为去除杂 波干扰，建议使用10~20次叠加平均的波形进行幅值和潜伏期测量。
经脊髓刺激的SCEP，因为采用硬膜电极刺激，需要对刺激强度加以限制，建议使用10～30V恒压电刺激，0.2ms脉宽的单脉冲方波，刺激频率选用11～71Hz，可以有效地快速检测到 SCEP。脊髓刺激SCEP的信号质量好、幅值高、潜伏期短，信号记录时，应选择100～3000Hz的滤波，10～20ms的扫描时间，单次刺激就可以引出SCEP信号，但为保证监测信号的稳定与可靠，建议使用10~20次叠加平均的结果进行幅值和潜伏期测量。
D波和SCEP都是在脊髓上直接记录的神经电生理信号，具有非突触传递性，无论是在吸入麻醉还是神经肌肉阻滞都不会影响信号的记录。信号稳定可靠。临床数据可以证明在阈值控制下脊髓刺激和记录的安全性[6]。SCEP因为采用不同部位的刺激记录组合而表现不同波形形态，但在同一手术中固定的刺激-记录组合会呈现稳定的波形。需要注意在术中可能产生电极移位出现诱发电位变化。另外，D波和SCEP在涉及下腰椎和骶椎的神经功能监测中有局限性，需要结合其他神经电生理技术[38~40]。
D波是由皮层运动神经元细胞直接被刺激引发的兴奋，经皮质脊髓束传导所产生的波形[37]，其后跟随的I波是皮层运动神经元受突触前的其他单元所产生兴奋而间接产生的反应。SCEP是一种综合神经传导信号，所反映的是脊髓侧后束以及其他脊髓传导束中的大直径神经纤维信号传递[37]。术中脊髓监测中的D波和SCEP都是对潜伏期和幅值进行测量，以幅值降低超过50％或潜伏期延长超过10％作为判断依据，预报脊髓神经功能损伤[18、37]。
在TceMEP无法监测的手术中，可以选用D 波或脊髓刺激SCEP进行神经运动功能监测[18、37]。（证据等级：A，推荐等级：B）。
图 4a 经颅电刺激后由脊髓圆锥处记录到的脊髓诱发电位（D波） b 经T2节段硬膜外刺激后由脊髓圆锥处记录到的 脊髓诱发电位（SCEP）。
麻醉是影响脊柱手术IONM十分关键的因素，术中麻醉管理应该选择适宜于IONM监测的方案。麻醉剂通过抑制突触和轴索的传导对诱发电位产生影响，麻醉剂量增加会导致SEP潜伏期延长，波幅下降。肌松剂对SEP无直接影响，反而可以抑制肌肉收缩所产生的杂波。在SEP的监测过程中，应尽量保持患者的生理参数和麻醉深度的稳定[18、20]。
在麻醉插管诱导中使用的肌松药物会直接阻滞神经肌肉接头，导致TceMEP波幅消失。麻醉是影响TceMEP监测的重要因素，选用吸入性麻醉方案可能会明显抑制TceMEP的波幅，一般要求麻醉剂浓度低于0.5%或最低肺泡有效浓度 （minimal alveolar concentration，MAC）值低于0.7。实施TceMEP监测大多选用全静脉麻醉[23、25~27]。
与IONM配合的麻醉管理，需要充分考虑麻醉的诱导与维持和不同麻醉药物的影响，还要注意生理指标调节。术中麻醉管理请参见表 6[41~45]。
多模态IONM是脊柱外科最有效的监测方案[16、18、46~48]。在多模态IONM理念下，监测团队应当在手术前积极了解患者的基本情况（包括病史、查体、电生理检查、是否有禁忌证等），同时与手术团队共同探讨，预先制订合理的监测方案[14]。本指南对不同脊柱外科手术的IONM方案提出原则性建议如下：
对于所有脊柱外科手术，若患者没有禁忌证，要求监测团队同时监测SEP和MEP。（证据等级：A,推荐等级：A）整个手术过程中，监测团队应连续监测，测量并记录诱发电位由手术麻醉开始直至手术结束[16、18、49]。当手术团队进行体位摆放、术前（麻醉后）、减压、牵引复位、放置融合器、内固定、截骨、矫形、病灶切除等风险操作时，监测团队必须时刻关注神经电生理信号的变化，并及时反馈。在颈椎手术中，要求监测双侧上肢SEP和MEP，建议同时监测四肢SEP和MEP[50~52]。
在高风险的颈椎手术中，摆放体位时，可能发生颈髓损伤。因此，要求颈椎手术在摆放体位前后行电生理监测，根据监测结果判断是否存在颈髓损伤[50、53、54]。（证据等级：A，推荐等级：B）
在胸腰椎手术中，要求监测双下肢SEP和 MEP，需同时监测至少一侧上肢SEP和MEP作为对照参考[20、55]。（证据等级:B，推荐等级：B）。
若术中需要评估神经根功能，监测团队需要加入肌电模态，并根据手术方案和肌肉—神经支配表决定肌肉的选择[34、35]。对于部分需要判断脊髓功能的手术（如脊髓肿瘤、脊柱侧凸、脊髓型颈椎病等），有条件的监测团队可以加入D波或SCEP监测[26、37]。
手术结束时，术中监测团队应提交规范化 IONM报告，内容包括患者诊断、手术操作、IONM监测方案、IONM监测结果，要求报告术中有无异常变化及异常变化后处理结果。
脊柱外科手术中采用多模态联合IONM，术中任何一个模态的神经电生理信号出现异常，都应作为IONM异常进行处理。IONM信号变化通常受到手术操作、麻醉因素、监测技术、人体生理参数、手术体位等因素的综合影响，手术医生、麻 醉医生和电生理监测三个团队之间应充分沟通，才能及时有效排除假阳性和假阴性，提高监测的效能和手术治疗效果[23、56]。团队应该在术前制订唤醒试验与检测技术结合的操作预案。IONM 出现异常报警后的处理原则包括以下步骤（证据等级：A，推荐等级：A）（表7）[38、57、58]：（1）监测团队首先排查因为监测技术原因造成的非手术因素假阳性报警，与麻醉团队合作排除麻醉药物和患者生理参数所造成假阳性报警，监测团队应及时保持与手术团队的沟通；（2）经过非手术因素排查后，仍存在神经电生理异常，监测团队应立即通知手术团队，配合排查手术操作形成的脊髓神经侵扰或损伤，实时监测神经电生理信号；（3）如果探查未发现异常产生原因，或所有应对措施均无效，考虑实施唤醒试验。如果唤醒试验无神经功能异常表现，通常认为手术操作是安全的。整个处理过程由手术医生做最后决定[12、16]。建议每个IONM团队根据医院情况自行制定操作流程应对异常情况。处理流程可以参考规范化脊柱外科术中神经电生理监测技术的专家共识[18]。
IONM为术者提供及时的神经功能监测信息，可及时发现脊髓或神经损伤，通过修正手术操作、有效预防术中脊髓或神经不可逆性损伤[16、51、59]。IONM在提高手术安全的同时也会带来额外的风险。术中MEP监测相关并发症比较罕见，有癫痫发作、心律失常、运动损伤、头皮烧伤、口腔咬伤等[61、62]。在这些并发症中，咬伤的报道相对较多且常为自限性，其发生率为 0.14%~0.63%[62~64]。实施MEP监测时，使用软质咬块及术中按时检查口腔可有效预防此类不良事件。MEP刺激时，应事先告知术者，避免术区肌肉突然收缩而造成医源性损伤。在临床应用中，MEP相对禁忌证包括癫痫、皮质病变、颅骨凸起缺陷、颅内压升高、心脏病、促惊厥药物或麻醉剂、心脏起搏器、深部脑刺激器、迷走神经刺激器、人工耳蜗等[61]。通过严格规范操作，同时做好相应的预防措施，IONM的获益大于监测本身的风险。（证据等级B，推荐等级B）
以脊柱侧凸矫形手术为例，国际脊柱侧凸研究会（scoliosis research society，SRS）在 1995年的多中心调查中，严重脊髓损伤的发生率为0.55%，但SEP监测可以发现并避免其中的 0.423%[1]，也就是说，术中监测可以防止近 80%的术中严重脊髓损伤。在颈椎手术过程中，MEP可以有效防止与挽救57%的神经损伤[51]。 基于系统性荟萃分析，脊柱外科手术的神经并发症约为5.0%（95%CI，3.0%~7.0%）[64]。临床研究发现，IONM的神经损伤防范率为 52.4%（95%CI，37.3%~67.3%）[51]。在临床工作中，受不同患者因素、手术室条件及监测医师经验等影响，IONM具有一定的假阳性，但其假阴性罕见。因此，目前的IONM虽然不能绝对预测神经损伤的风险，但大量证据已表明IONM 可以降低40%~80%的术中神经损伤，特别是可 以有效减少术后严重性神经损伤风险[64~66]。 IONM可显著减少术中神经损伤，而经验丰富的监测团队可将神经功能损伤率大幅度降低，同时可以更大程度的降低持续性和严重的神经功能损伤[1]。（证据等级：A，推荐等级：B）。
有数据显示，每例截瘫患者产生的社会经济成本都会远大于实施IONM的费用[65]，在很大程度上，节约了随后带来的医疗与护理费用[64]。 使用IONM可以极大减少实施术中唤醒的数量，避免术中唤醒带来的相关风险，节约麻醉用药，缩短手术和麻醉时间，提高手术效率；因此可以节省一定的直接医疗费用。实施IONM被证实可带来巨大的成本效益[64~66]。医院管理部门在考核IONM成本效益和临床绩效时，应该全面、充分地评估IONM在脊柱外科手术中的花费与收益，所评估收益中务必顾及由于避免可能发生的医源性神经损伤所造成的巨大损失。（证据等级 B,推荐等级：B）。
近年来，我国开展IONM的需求不断增加。 国际上也在临床实践基础上，对脊柱外科IONM 的规范化提出了新的要求。国外不同学术组织制订的IONM共识与指南，具有很好的参考价值，但需要结合国情。本指南是在汲取大量国内外 IONM临床研究结果，对文献证据进行深入分析，结合我们的临床实践，在广泛征求大批专家意见的基础上，历经1年时间所制订。脊柱外科IONM临床实践指南是开展术中监测的规范性和基础性文件，需要清醒地认识到IONM在努力避免术中神经功能损伤时，并不能完全杜绝脊柱外科术后神经并发症的发生，IONM技术还在不断改进和提高过程中。本指南是一份纲领性规范文件，并未针对特定手术方式提供专门的监测技术。随着IONM临床应用与研究进一步发展，医学临床证据的大量收集与总结，可望针对不同的脊柱外科手术进行更加细化的IONM技术规范。 另外，随着新型麻醉药物、新型监护器械、智能机器人技术以及数字远程医疗技术的不断发展，术中监护的新技术新方法，在取得可靠的科学依据及临床实践证明后，脊柱外科IONM的临床指南可能会更新，提供更准确的术中神经功能监测，为脊柱外科手术安全提供更好的保障。
《中国脊柱脊髓杂志》官方网站：
http://www.cspine.org.cn
编辑部电话：010-64284923
编辑部邮箱：cspine@263.net.cn
