脊髓尾端的异常轴向牵拉被认为是形成脊髓栓系综合征(TCS)的病理机制。终丝切断马尾松解术由于可直接去除异常终丝对脊髓的牵拉，长久以来被认为是治疗TCS的金标准。

但该类手术需要打开硬脊膜囊，故脑脊液瘘、椎管内感染等并发症发生率较高，且术中松解去除栓系时易发生医源性神经损伤，术后也常因粘连发生再栓系等问题。故传统的松解及去栓系手术对TCS的治疗效果尚有争议。

脊柱短缩截骨手术治疗TCS是通过缩短脊柱的长度，间接缓解原本受到异常牵拉的脊髓，获得满意的效果。但在单个节段过度压缩脊柱易导致脊髓损伤，故单节段截骨术常因截骨长度受限。

本研究在充分研究TCS病理机制的情况下提出脊柱均匀短缩脊髓轴性减压术(HSAD)，结合多节段椎间盘切除术、多节段Smith Petersen截骨(SP0)术等技术，使受到栓系的脊髓得均匀减压。

对象与方法

一、对象

2006年4月至2014年7月在第二军医大学附属长征医院骨科医院脊柱外科连续15例TCS患者进行HSAD手术前后的临床资料。随访时间平均为(21.5±7.5)个月。其中男9例，女6例。手术时年龄为(38.1±17.7)岁。

二、方法

影像学检查及特殊检查：患者手术前后除进行常规的辅助检查外，在术前和术后随访中使用尿流动力学检查、磁共振弥散张量成像、专科体格检查、下肢肌电图、视觉模拟评分量表(VAS)等评价患者术后的神经功能恢复情况。

1.磁共振弥散张量成像(DTI)：常规MRI的T1、T2加权在脊髓损伤时可显示脊髓信号改变，但对于TCS患者脊髓的轴性牵拉损伤无法显示或量化分析，本研究运用Cui等报道的脊髓弥散张量成像技术，计算反应脊髓受牵拉情况和损伤范围值(orientation entropy，0E)(图1) 。

图1　腰椎磁共振弥散张量成像在不同层面对脊髓的0E值进行计算，图中所圈部分即为该节段脊髓的范围，使用0E值判断受累脊髓节段及范围。A中脊髓0E为0.98; B中脊髓0E为0.75，0E值高于0.8则认为该段脊髓受到牵拉损伤(正常腰段脊髓基准值0.72±0.05)

2.尿流动力学检测:使用尿流动力学数据作为患者膀胱功能的检测指标。患者取卧位于检查床上，双腿置于支架上。安置膀胱灌注管及膀胱腹腔压力传感器，肌电传感器放置使用表面电极于肛门一侧距肛缘0.5～1.0cm处剌入0.5～1.0cm至肛门括约肌浅部内，反映尿道外括约肌及肛门括约肌之生物电活动。开启尿流率开关，调零及定标正确后嘱病人排尿。检测指标包括尿流率、逼尿肌压、膀胱压、腹腔压、尿道括约肌肌电图、膀胱顺应性、漏尿点压(图2 )。

图2　术前与术后多通道尿动力学检测图A、B ：病例6 术前(A)与术后24个月(B)的尿动力学测定图，患者逼尿肌收缩力存在，术后有依赖腹肌用力，尿次几乎正常。尿道括约肌肌电图示术前排尿时括约肌持续放电无法舒张，术后排尿时括约肌电位振幅降低，与排尿动作的协同功能有明显恢复。C、D：病例15 术前(C)与术后1周(D)的尿动力学测定图，术前表现为膀胱内在低容积时急剧上升(紧张性逼尿肌不稳定)，顺应性为1.15ml/cmH₂0(正常值应>101.15 ml/cmH₂O)，安全容量为58m1，术后1周其顺应性为4.5ml/cmH₂O，安全容量为147ml，改善明显。Qura：尿流率，Pdet：逼尿肌压，Pves：膀胱内压，Pabd ：腹腔压，EMG：尿道括约肌肌电图

3.术中电生理监测：采用32通道术中检测仪对手术进行MEP监测 。记录电极放在双侧下肢胫骨前肌、踌收肌、腓肠肌、肛门括约肌，分别监测其MEP;剌激部位按10～20国际电极放置系统置于头皮C3、C4(阳极为刺激极，放在记录部位的对侧)。体感诱发电位出现异常的判断标准为：波幅下降＞50%，和或潜伏期延长：10%。术中监测MEP可有效避免在进行截骨和脊柱缩短时导致神经损伤。

4.手术:(以L2-L5为手术节段为例)麻醉成功后，导尿，患者取俯卧位于手术台上。肛门会阴区、双下肢、头部接电生理电极，初步记录术前诱发电位情况。消毒术区皮肤，铺无菌手术巾单，手术开始，连续监测诱发电位情况。

以L2-L5棘突范围作正中纵切口，依次切开皮肤、皮下、筋膜，沿腰2-5棘突骨膜下剥离骶棘肌，暴露双侧椎板及关节突关节囊，清除残留肌肉组织，用自动拉钩牵开皮肤及软组织。

透视定位无误后，于L2-L5双侧根弓根各拧入一枚椎弓根螺钉，以L2-L5椎弓根间距离截取连接杆并预弯备用。咬骨钳咬除腰2/3棘突间韧带及部分棘突间相对部分骨质，凿除L2下关节突及L3上关节突大部分，剥离并切除黄韧带，右侧安放连接杆，螺丝拧紧固定，于左侧显露L2及L3横突，在横突间用弧形骨膜剥离子逐渐将椎间盘纤维环侧壁显露。

在神经根挡板的保护下，切开椎间盘纤维环，分别用铰刀配合刮刀、髓核钳逐步清除椎间盘组织，对侧做相同处理，用夯实器将后纵韧带及正后方纤维环压向椎间隙，并使用髓核钳将其咬除。同法处理L3/4，L4/5节段，安放左侧连接杆，各节段间缓慢均匀加压，加压至神经电生理检测出现波幅下降时稍放松，待波幅正常后锁定螺丝。

再次透视确定螺钉位置良好，各椎间隙高度有所下降。监测诱发电位见波幅明显增大，潜伏期变化不明显，探查各节段侧隐窝及椎间孔通畅，检查并处理活动性出血，大量生理盐水冲洗切口。

将自体骨咬碎后植入L2/3、L3/4、L4/5椎体间，以及相应节段横突间。切口两旁另切一小口引入负压引流管各一枚，缝线固定于局部皮肤。逐层缝合肌肉，连接缝合筋膜，丝线缝合皮下、皮肤，消毒皮肤，无菌包扎，术毕。引流管末端接负压球。

HSAD的操作过程中需要在多个节段将患者的关节突关节进行切除，切除椎间盘。在手术设计时需要充分考虑患者的圆锥位置、脊柱侧弯程度、椎间盘情况等，通过磁共振弥散张量成像、症状和临床检查判断脊髓和马尾神经受累的范围，将多种截骨和椎间融合的手术技术进行有机的结合，从而达到对每个手术节段上栓系的脊髓及马尾神经进行充分且均匀的轴向减压。具体手术节段、截骨范围和减压程度需要对每个患者进行个性化的手术设计。

结果

15例患者随访时间为(21.5 ±7.5 )个月。13例TCS的病因为椎管内脂肪瘤，脂肪瘤位置集中在L5-S1 (范围L2-S3)，多合并脊椎隐裂。4例患者存在神经性脊柱侧弯。1例患者曾行终丝切断术，术后出现膀胱功能下降。2例脊膜膨出患者出生后曾行脊膜膨出修补术、马尾松解术，术后症状无缓解。

术前15例均有明显的括约肌功能障碍，其中有膀胱功能障碍的9例，其中3例伴肾积水，1例出现肾功能失代偿，存在肠道功能障碍的8例，性功能障碍1例，下肢感觉功能障碍8例，腰痛及下肢疼痛9例，11例为下肢运动功能障碍，3例患者伴单侧足下垂，全部患者的正常生活和学习均受到明显的影响。从首个症状主线计算发病时间中位数及四分位距离为3(1～7)年。15例患者体格检查均表现为下肢病理反射阳性，腱反射减弱。下肢肌电图为外周神经损伤表现(图3 )。

图3　各类TCS患者的影像学表现。A、B:病例6 术前的腰椎MRI平扫水平面和矢状面T2加权相，A:骶椎椎板闭合不全，骶管内脊髓被脂肪组织包裹，B:受到栓系的脊髓在腰段紧贴椎管后壁走形，黑色箭头示骶管内脂肪组织与皮下脂肪相连续;C:病例4 术前的腰椎MRI平扫冠状面T2加权相。图中可见脊髓偏向椎管的凹侧以减轻轴向牵拉;D、E ：病例8 术前的腰椎MRI平扫水平面和矢状面TT加权相，D ：白色箭头示双侧输尿管扩张，左侧为重，E ：受到栓系的脊髓在腰段紧贴椎管后壁走形，盆腔内可见极度扩张的膀胱和肠管，星号标注位置为增厚的子宫内膜;F:病例13 术前的增强腰椎CT水平面动脉相，白色箭头示右侧输尿管扩张，该患者入院前9个月曾在当地医院行“终丝切断椎管减压术”，星号标注的椎板与下关节突之间骨质不连续图4 病例6 手术前(A、B)后(C、D)患者正侧位平片。对患者侧位平片中手术节段内所有椎体的上下终板中点做一连线，各节段相应椎管后缘作一连线，对比术前与术后两连线均值之差即为脊柱缩短长度，该患者脊柱缩短19.4mm。病例11 手术前后CT矢状位重建像。E为术前正中矢状位重建像;F为术后正中矢状位重建像;G为将E、F的骨质部分提取，红色为术前腰椎、绿色为术后腰椎，将手术前后L5椎体重合，对比L1椎体位置，显示术后脊柱短缩长度，该患者短缩长度为20.5mm

患者手术时间为(265.6±61.0)min，出血量为(720.0±214.5)ml。术后的脊柱短缩长度为(17.2±2.9)mm，每个节段短缩长度为(4.2±0.5 )mm(图4)。11例患者的下肢运动功能障碍在术后都有显著提高。8例(88.9%)腰痛和下肢疼痛症状得到较大程度缓解，VAS评分术前为(4.3±2.3)分，术后VAS评分为(1.7±0.6)分。9例有疼痛主诉患者的 VAS 分在术后都有显著下降。术后不能完全恢复的症状以膀胱功能障碍(9例，100%)和下肢感觉功能障碍(4例，50.0%)最为主，足下垂为无法缓解的症状。尽管膀胱功能障碍的患者症状在最后一次随访时仍未完全消失，但在术后都有所缓解。所有患者在最后一次随访中都达到了截骨处完全的骨性融合，无假关节形成。术后新出现尿潴留2例，下肢运动功能下降3例，患者术后2周新出现症状均逐渐好转。手术节段多包含圆锥所在节段上下两个椎间隙，圆锥位置位于骶椎以下的，多数选择手术节段为L3-S1。

尿动力学结果示TCS患者术前普遍存在膀胱功能障碍，主要表现为低顺应性膀胱，漏尿点压力降低，安全容量减低，逼尿肌弱动，括约肌不协调等。HSAD术后复查5例患者(55.6% )膀胱顺应性增高，安全容量增加，表明术后膀胱逼尿肌过动现象得到缓解，可储存的尿液量增多。4例(44.4%)患者括约肌肌电图结果明显改善，可配合排尿动作舒张括约肌。

讨论

TCS的发病机制被认为与脊髓圆锥受到增粗终丝的异常轴向牵拉有关，传统的外科治疗金标准为手术切开硬脊膜，对栓系的终丝进行切断或松解以直接减压受栓系的神经。但随着对TCS研究的深入，多位学者指出TCS的栓系结构包括终丝、脊髓和马尾神经。

本研究组通过对TCS患者术前进行磁共振弥散张量检查发现，由伴有脊柱裂、椎管内脂肪瘤、脊膜膨出等疾病的患者中，脊髓的栓系是由终丝和马尾神经共同牵拉导致的。突出的脊膜、粘连的马尾神经和脂肪瘤等病理因素导致多条马尾神经和终丝受到栓系，而马尾神经和终丝共同牵拉导致了脊髓圆锥的低位。

这些患者的病理生理改变发生在受栓系节段的马尾神经和脊髓上，临床症状和体征也同时表现出中枢与外周神经元损伤，下肢肌电图常有腰骶神经损害的表现。故TCS的神经损害包括腰骶整段脊髓和马尾神经。一部分患者在发育生长过程中逐渐出现双下肢感觉运动障碍和膀胱、肠道功能障碍等症状，这是由于发育过程中马尾和终丝的栓系程度逐渐加重导致。

成年脊髓栓系综合征早年无TCS相关症状，而成年之后逐渐表现出TCS的相关症状体征，该类患者发病机制除脊髓及马尾神经的轴性牵拉外，小关节退变、椎间盘突出、椎体不稳导致椎管狭窄，椎管狭窄进而影响了原本受到栓系的脊髓、马尾血液供应，诱发症状的出现或加重。

传统的终丝切断马尾松解术治疗TCS的膀胱功能障碍的缓解率为38.5%～61%，44%～70%运动功能得到恢复，疼痛症状的缓解率为81%～91%。尽管终丝切断术具有一定治疗效果，但仍有5%～50%的患者术后出现再栓系症状，而再次行马尾神经松解术则有效率降低，并发症的发生率提高。

终丝切断马尾松解术对部分患者的症状也有较为明显的治疗效果，但其适应证较窄，理论上仅适合由单纯终丝牵拉导致的TCS患者，但目前尽管已有通过牵拉终丝的TCS动物模型，但同临床的机制与症状体征有较大差异。

脊髓的轴性牵拉是由多条神经根、马尾神经和终丝共同作用的结果，实行传统手术切断终丝后，部分脊髓上移，相关马尾神经张力增加，也是导致其继发损害的重要原因，故单纯进行终丝切除不仅无法达到上部神经的彻底减压，且导致症状加重。并且，终丝虽然仅由纤维结缔组织及神经胶质细胞构成，但对于脊髓及马尾的正常生理位置及排列起到一定的稳定作用，切断终丝可造成马尾排列的紊乱。

衡量TCS手术疗效的主要指标是膀胱及肠道肛门括约肌的功能改善与否。本研究中行HSAD的患者在术后腰部疼痛和下肢疼痛得到很大程度的减轻，除足下垂外，运动功能基本恢复正常，膀胱功能障碍出现部分好转。

尿动力学结果示TCS患者术前普遍存在膀胱功能障碍，主要表现为低顺应性膀胱，漏尿点压力降低，安全容量减低，逼尿肌弱动，括约肌不协调等。

HSAD术后复查5名患者(55.6% )膀胱顺应性增高，安全容量增加，表明术后膀胱逼尿肌过动现象得到缓解，可储存的尿液量增多。4名(44.4%)患者括约肌肌电图结果明显改善，可配合排尿动作舒张括约肌，这对于缓解患者的肾积水状况有重要意义。

HSAD相关并发症包括术后尿潴留、下肢运动功能下降等，这主要与术中操作时对已经栓系的神经进一步牵拉激惹所致，一般术后2周可逐渐好转。并无出现感染、肺栓塞、神经损伤、断棒等并发症。

该手术由于充分减压的需要，所需压缩的节段较多，对腰椎活动影响较大。该手术正如青少年特发性脊柱侧弯的手术治疗，虽然牺牲了患者的部分腰椎活动，但可为患者争取更好的大小便功能，且腰椎的主要生理前屈及后伸功能可被髋关节代偿，而改进的手术仅截取后柱骨质而不对椎体进行截骨，故手术对患者创伤较小。

所以手术给存在大小便功能障碍的TCS患者带来的利大于弊，而手术与否需要充分考虑患者的病情和自身意愿。

传统终丝切断手术和HSAD的临床疗效受许多因素影响而无法直接比较，但总体来说，HSAD的治疗效果优于传统终丝切断手术的治疗效果。HSAD相对传统终丝切断术的优势在于：

( 1)其在多个受栓系节段的脊髓、马尾神经进行整体均匀的减压，减压范围同脊髓损害的范围相统一;

(2)通过改变脊髓周围的结构，达到脊髓的直接轴性减压，降低了神经损伤、椎管内感染以及再栓系的可能性低。

于胸腰段行单节段脊柱短缩截骨术使脊柱缩短15～25mm即可达到满意的减压效果，而使用传统手术则需要松解至少90%的栓系神经才能达到相似的脊髓轴向减压效果。

脊柱短缩术的实施必须在电生理检测下完成，可对栓系的神经进行直接轴性减压，由于脊髓轴性牵拉的张力是相同的，贯穿于整个脊髓损害的节段，单节段的截骨仅仅对部分脊髓达到减压，且要达到理想的减压效果需要多节段均匀的轴性缩短减压，为了达到均匀缩短，本手术组采用多个椎间盘的部分切除并压缩达到均匀轴性缩短的目的。

单节段的大剂量的脊髓缩短不能改善其他节段的脊髓牵拉，而单节段脊柱短缩易导致局部过度缩短引起医源性的脊髓损伤。

对犬类进行脊柱短缩实验中发现，脊柱短缩长度可分为3个阶段:脊柱短缩长度小于椎体高度的1/3，此时硬膜和脊髓不发生显著变化;脊柱短缩长度小于2/3椎体高度时脊髓无明显改变，但硬膜发生明显皱缩;当脊柱短缩长度大于2/3椎体高度时将会发生脊髓损伤。脊髓诱发电位和脊髓血供在第三阶段也受到显著影响。单节段缩短脊柱10mm以上将导致术中神经生理电监控的异常。

为了避免传统终丝切断术和单节段脊柱短缩术的潜在并发症，本研究设计的HSAD通过每个节段4-5mm的短缩，以此相加达到对整段栓系的脊髓、马尾等神经结构进行均匀充分的轴性减压。具体栓系节段的范围需要通过患者的磁共振弥散张量成像结果、下肢肌电图结果及患者的症状体征进行判断。

HSAD主要适应证包括以下原因导致的具有括约肌功能(包括膀胱功能、肠道功能及性功能)障碍症状的脊髓栓系综合征：

(1)包绕脊髓、马尾的椎管内脂肪瘤;

(2)脊柱裂脂肪瘤型脊髓脊膜膨出;

(3)传统手术术后粘连;

(4 )圆锥低位的患者成年后由于退变性椎管狭窄导致栓系症状出现或加重的情况;

(5)其他难以直接对栓系神经组织进行去栓系的情况。

由于HSAD不对导致TCS的致病因素进行处理，故由于肿瘤增大导致的TCS症状加重及先天性神经结构缺损是HSAD的相对禁忌证。

具体手术节段、截骨范围和减压程度需要对每个患者进行个性化的手术设计。在手术设计时需要充分考虑患者的圆锥位置、脊柱侧弯程度、椎间盘情况等，可灵活组合多种截骨和椎间融合的手术技术，从而达到对每个手术节段上栓系的脊髓及马尾神经进行充分且均匀的轴向减压。

传统终丝切断马尾松解手术仅仅对圆锥局部的神经组织起到减压的效果，但是栓系导致的神经损伤范围远大于减压的范围，故传统终丝切断马尾松解手术无法对神经进行充分减压。

传统的终丝切断术存在的问题是：终丝是对于稳定马尾神经具有一定功能的结构，故切断终丝将丧失其稳定马尾的功能，出现马尾神经损害；对于传统的松解手术，要把握适应证，如果症状是由于局部的占位引起，可进行局部松解术，如在长期随访中局部占位无明显变化，则局部松解手术将产生较术前更多的并发症，应谨慎选择手术。

HSAD手术是借助磁共振弥散张量成像技术确定脊髓损伤范围，通过多节段均匀短缩轴性减压达到范围较广的与脊髓轴性损害相符的减压范围。

HSAD治疗TCS，除可对神经充分减压外，还可避免传统去栓系手术易发生的脑脊液瘘、椎管内感染、医源性神经损伤、术后粘连再栓系等并发症。故HSAD可作为治疗TCS的一种安全有效的手术治疗方案。

参考文献 略

作者简介：

史建刚

史建刚，主任医师、教授、医学博士、博士生导师、长征骨科医院脊柱二科主任。

担任国际华人脊柱学会理事;中国医药教育协会骨科专业委员会副主任委员;中国医药教育协会骨科专业委员会脊柱分会首届主任委员;全国医师协会中西医脊柱伤病学会副主任委员;中国残疾人康复协会脊髓损伤康复专业委员会委员;国际脊髓学会中国脊髓损伤学会(CARD-ISCOS)委员;中国残疾人康复协会肢体残疾康复委员会脊柱外科学组副主任委员;中国康复医学会第六届颈椎病专业委员会常务委员;中国康复医学会第六届颈椎病专业委员会第一届西医学组常务委员;全军骨科专业委员会脊柱学组秘书及委员;中国医师协会骨科分会胸腰椎学组的委员;上海市肢残人协会脊髓损伤康复委员会、脊柱裂委员会顾问;中国脊柱脊髓发育性疾病多学科联合研究中心主任;北美医学教育基金会脊柱内镜中国(上海)临床培训与研发中心主任;上海市康复医学会第二届脊柱脊髓专业委员会常务委员。

2011年受聘脊柱外科国际最顶尖学术期刊Spine杂志审稿人;Spine杂志中文版编委;《中国矫形外科杂志》第四届编委会常务编委;《颈腰痛杂志》第四届编委会编委;

对颈椎病、腰椎病、脊柱畸形的诊断和治疗方面积累了丰富的经验，尤其对颈椎病的外科治疗及微创治疗，腰椎疾病的微创治疗，腰椎脊髓拴系综合征、成年脊柱退变性侧弯、青少年特发性脊柱侧弯、强制性脊柱炎重度后凸畸形的治疗，脊柱创伤、结核导致的各种畸形的诊断与治疗，近五年独立完成手术2100余台，其中高难度手术达1180余台次，获得较好疗效和声誉。

对腰骶神经损害进行了深入研究，提出马尾神经综合征的“双向溃变”的发病机制的理论和临床分期，提高了疗效际认可;国际上首次提出了腰椎脊髓拴系综合征“组织发育差异性”的病因机制新理论”改变一直以来的“终丝牵拉理论”，提出了“脊髓轴性牵拉损伤的病理机制”，从而提出了“腰椎多节段均匀缩短脊髓轴性减压技术”，并在临床实践中获得了前所未有的效果，在腰椎脊髓拴系综合征这一临床疑难问题的治疗上，取得了突破性里程碑式的成果，达到国际先进水平;对寰枢椎滑脱和青少年特发性侧弯关键椎体进行量化矫正大大减少了创伤，使手术微创化，对该项外科治疗进行了开创性的改进。

发表学术论文45余篇，发表SCI文章13篇，其中一篇分值5.92分;将皮亚杰的“建构主义”哲学思想应用于临床教学，发表教学论文6篇，获第二军医大学A级优秀教员和校教学成果1等奖;获得全军院校育才银奖;参与编写专著16部，主编《颈椎围手术期处理学》《脊柱外科手术解剖图解》《脊柱裂——脊髓栓系综合征新概念》，副主编《颈椎外科学》;获得上海市科技进步三等奖1项，军队医疗成果二、三等奖各1项;获得国家自然基金3项、上海市基础重点课题2项、军队重大课题3项;获得国家发明专利5项、三等功2次等奖项。