外伤性脊髓损伤

1986年6月6~9日,l《中华外科杂志》编委会召开了全国首次外伤性脊髓损伤专题座谈会。参加会议的代表以国内脊髓损伤的实验研究和临床实践为基础,l对脊髓的解剖、i生物力学、i生理,l损伤后的病理、i病理生理、i再生,l诊断分类、i诊断标准及各种诊断方法的价值和意义,l各种治疗方法的适应证,l各种合并症的处理、i康复及护理等问题进行了座谈讨论。

(一)脊髓的解剖

在脊髓及其被膜与椎管各节段关系的研究中,l可看到椎管内以脊髓与其被膜为中心,l可分为四区:i

中央区,l为硬膜囊所占据,l其与椎管矢径的比率是:i颈段为0.73∶1,l胸段为0.68∶1,l腰段为0.60∶1。

两侧区,l为硬膜囊之两侧。在颈胸段较狭小,l腰段较宽阔,l其中有神经根。

后区,l为硬膜囊之后侧,l各段大小,l个体差异较大,l并认为脊髓前后间隙的大小,l脊髓在椎管中的位置与脊柱生理曲度有关。C3~T1段,l脊髓在椎管中,l基本居中位,l其前后间隙之比为0.92∶1。T11~L1因脊柱仍略向后屈,l其前后间隙之比为1∶2.25。脊髓靠近前部,l故不论是压缩骨折或脱位,l还是椎间盘后突等,l均可使脊髓前方受压致伤,l在临床治疗中应强调侧前减压。

在脊髓解剖的研究中,l比较重要且难度较大的问题是脊髓的血供。报告者经脊髓前动脉或节段动脉灌注碳素墨汁,l然后在镜下剥离,l用透明和冰冻切片等方法进行观察,l发现硬脊膜动脉源于节段动脉,l于椎间孔处至硬膜表面,l然后向内侧行走,l呈“Y”形,l分为升、i降两支,l后再反复分支。而脊髓的动脉包括:i

1.沟动脉:i源于脊髓前动脉。其分布形式有两种,l一种是发出后直至沟底穿入实质,l一种是先分出一短干,l再分升降支,l由升降支上再分支至沟底,l进入实质。沟动脉在前正中裂中分支进入前索供应白质。在胸段脊髓还可见沟动脉间的互相吻合。沟动脉在沟底穿入实质后,l有的分为粗细两支,l有的为等粗两支,l分别供应两侧前角。在前角中的分布又呈重叠式和节段式两种。

2.动脉冠:i为脊髓前后动脉之大吻合支,l由主干分支吻合成网,l再分支进入脊髓实质,l除供应白质外,l尚参与灰质的血供。因此,l脊髓前动脉损伤必将导致截瘫,l而根大动脉受损仍有代偿性,l不一定完全发生缺血和截瘫。

3.神经根的血供:i来自根动脉和动脉冠,l每条根后有一动脉干,l然后反复呈“T”形分支包绕神经根丝。

胸腰段骨折脱位合并截瘫的病例中,l有时发现有相当于2~3个脊髓节段的坏死范围,l可能系大根动脉受损,l故推测其大根动脉起源变化较多,l可在1T5~L2椎间进入椎管与脊髓。

在马尾解剖的研究中可看到:iL2~L3马尾呈索状密集,l圆椎尖端及终丝居中,l腰神经的前根排列在前,l后根排列在后,l该段损伤后,l由于马尾过于密集,l治疗时只能在显微镜下做束间缝合,l不易分开单一对接,l当L3以下马尾损伤时,l由于前后根束数减少、i分散,l则可以单根对合。后根纤维较粗,l但后根节有突触衔接,l即使修复其轴突生长也不易通过,l故临床治疗中,l应以修复前根即运动纤维为主。

在用下位肋间神经与股神经缝接治疗脊髓损伤的解剖学研究发现:i这两组神经的截面面积和神经束的构成与脊髓相差悬殊,l二者缝接有较大困难时,l几个肋间神经与一个腰神经吻合是否可行?均有待更多的深入研究和观察。

(二)脊髓损伤后的病理

国内许多单位对脊髓损伤后病理的实验研究作了大量的工作,l下面分几部分介绍:i

1.重量打击伤的脊髓病理:i不完全性脊髓损伤的病理改变较轻,l而完全性脊髓损伤则很快产生出血、i水肿、i坏死、i液化,l尤其在背侧打击前方冲击伤时,l更为典型,l形成一种公认的中心性、i进行性、i出血性坏死。比如,l神经元在伤后2min,l细胞核偏位,l虎斑分布呈不均匀状。10min时,l核仁有消失的,l胞核变性严重,l核染色质呈不均匀状。30min后,l伤区多数神经元呈隐形状,l即所谓影细胞、i卫星细胞常见,l继而神经元水肿出现,l伤区神经组织处于溶解状态。1h见伤处边缘区,l神经核固缩,l或失去核仁,l细胞水肿不甚者则核变形,l并嵌有胶质细胞于神经元上。3~6h伤区神经元少见。对轴索、i室管膜、i胶质细胞等都有较为细致的观察和结果。出血情况是:i伤后2min,l伤区中心有点状散在出血。10min时有小局灶性出血,l仍限于灰质内。30min时,l出血扩大到整个中心灰质。2h则呈片状出血,l并扩展到白质。6h中央区可出现坏死。此时,l出血面积约占整个脊髓横截面的50%。在完全性脊髓损伤后进行性病理改变的诸多因素中,l毛细血管的损伤及出血,l是最直接-最重要的原发损伤和病理原因。从实验结果看出,l伤后2min,l红细胞充满于管腔内,l管腔呈圆形,l红细胞尚有一定间隙,l10min时,l红细胞与血小板混合沉积。20min至1h,l出现管腔内血小板粘集,l将管腔完全堵塞,l腔壁极薄,l以至管壁出现裂隙。这些病理改变,l产生了局部微循环障碍,l在缺氧状态下的代谢产物积聚,l更进一步加重组织的损害。同时,l脊髓受脊膜约束,l在肿胀出血时,l髓内压增高,l使缺氧更为加重。

2.脊髓半横断的病理改变:i将实验家犬作脊髓半横断,l行形态学观察发现,l所有切断处皆有坏死,l位于灰质中心及沿灰质向头尾延伸,l最长可达4cm,l间有跳跃性坏死者。伤后6周光镜观察,l于横断处切口中,l为瘢痕组织(神经胶质细胞充填)。半横断处近侧端,l有大量散在轴索继续存在,l末端形成大量之球形团或束(回缩体),l距横断水平头尾侧各1~2cm切面上,l皆存有大部分变性的神经细胞,l或为胶质细胞充填。电镜观察显示,l脊髓损伤后,l产生神经组织变性的同时,l可有少量新生轴突生长。

3.一组人体早期脊髓损伤病理改变的报告,l解剖了伤后3h至12d死亡的病例。结果表明,l有三种变化:i①于损伤区完全失去神经组织。②除失去原神经组织同时,l伴中心坏死,l见于损伤区的上下部。③部分失去神经组织及坏死,l常见于1~2条动脉供血区。脊髓横断伤的50%,l囊腔内出血或纤维化。以上这些病理改变,l与动物实验相似。

4.关于脊髓损伤后神经再生问题:i在几组脊髓横断、i半横断的动物实验观察中,l均见到神经轴突的再生,l而断处瘢痕组织却起了屏障作用,l如能创造条件,l便于更多的神经纤维通过,l则有利于其功能的恢复。当然,l脊髓半切后,l某些动物的部分功能再现,l并非脊髓神经组织的再通,l而代偿作用的可能性较大。

(三)脊髓的生物力学

脊髓既受到骨性椎管和周围软组织的保护,l同时也受到其自身生物力学特性的保护。脊髓受拉(或受压)以后,l将产生变形。在开始阶段,l很小的拉力即可产生很大的位移,l这是由于脊髓结构的特点——手风琴样可折叠性形成的。脊髓可在很小的外力作用下折叠或展开,l当脊髓的展开(或折叠)已达极限时,l脊髓组织直接承受外力,l阻力以103为指数迅速增加直到破坏为止。

脊柱活动时,l脊髓随骨性椎管的长度改变而伸长或缩短。脊髓的折叠与展开机制可满足脊柱从完全伸直到完全屈曲所需的70%~75%的长度变化,l其余的称为生理活动的极限部分,l由脊髓组织本身的弹性变形来完成。脊髓在长度改变的同时,l伴有横截面积和形状的变化。

脊髓借齿状韧带(及神经根)悬挂于硬膜内,l韧带可平衡部分脊髓所受的张力并使脊髓保持于椎管中线而防止骨性碰撞或震荡。硬膜外脂肪和脑脊液亦通过减少摩擦和吸收能量的作用而对脊髓提供保护。

活体脊柱损伤动物实验证实,l要造成脊柱脱位,l除屈曲和过伸外,l还必须有轴性旋转。前方和后方的压缩力,l特别是在过伸位时,l使脊髓受害最大的将是其中央部分。引起脊髓损伤的力的阈值还受到肌肉张力的影响。在其他因素均相同时,l肌肉保持松弛者,l如小儿、i醉汉,l脊髓受伤的可能少于肌肉保持紧张收缩者。

在分析脊髓损伤时,l应以活动节段为单位。每一活动节段包括相邻的两节脊椎及其间的软组织。应将脊柱复杂的损伤过程,l以活动节段为单元逐个进行载荷、i位移和破坏型式的分析,l并必须确定瞬时旋转轴(IAR),l后者的位置决定活动节段受力后的位移方式。最后将各个活动节段在损伤的各瞬间的变化进行系列分析,l归纳为主要致伤矢量(MIV),l后者可用三维生坐标图来表达致伤过程,l对外伤机制和治疗方法均有重要参考意义。

(四)诊断分类诊断标准及各种诊断方法的意义和价值

脊髓损伤的分类可从不同的角度进行。为了交流方便,l会上还提出了一个试行分类方案。

附1

(一)脊柱损伤的分类

1.根据脊柱损伤的受力方向分为:i①屈曲损伤;②后伸损伤;③侧屈损伤;④旋转损伤;⑤垂直压缩损伤(爆裂骨折);⑥剪力损伤(包括安全带损伤)。

由于受伤时身体姿势不同,l因此上述各种损伤可以合并发生,l故损伤的受力多是复合的,l例如屈曲加压縮、i后伸加分离、i屈曲加旋转等。

2.根据骨折的发生部位分为:i

(1)椎体骨折:i①前楔形压缩骨折;②侧楔形压缩骨折。椎体骨折又根据其严重程度分为轻度(<椎体高度的1/3)、i中度(<椎体高度的1/2)、i重度(>椎体高度的1/2或呈粉碎性骨折)。

(2)附件骨折。

3.根据脱位的移位程序分为四度:i将椎体上缘前后径分为四等份,l脱位在1/4以內者为Ⅰ度;1/4~1/2者为Ⅱ度;1/2~3/4者为Ⅲ度;超过3/4者为Ⅳ度。

4.根据脊拄的稳定性是否破坏分为:i①稳定性脊柱骨折;②不稳定性脊柱骨折。不稳定性脊柱骨折又分为前柱破坏、i中柱破坏、i后柱破坏三种情况。诊断应以X线片上的变位为依据,l做出类型诊断。

(二)脊髓损伤的分类

1.脊髓震荡:i系指脊髓的功能性损害。脊髓实质在光镜下无明显改变或仅有少量渗出甚或出血(早期表现为不完全性截瘫,l伤后24h内开始恢复,l且在3~6周內完全恢复)。在损伤早期与不完全性截瘫很难鉴别,l脊髓震荡仅是一个回顾性临床诊断。

2.不完全性损伤(不完全性截瘫):i

(1)脊髓半横切综合征(brown-sequard1syndrome)。

(2)中央型脊髓损伤综合征(syndrome1of1central1spinal1cord1injury)。

(3)前脊髓损伤综合征(syndrome1of1anterior1spinal1cord1injury)。

(4)后脊髓损伤综合征(syndrome1of1posterior1spinal1cord1injury)。

(5)不典型的不完全损伤。

3.完全性脊髓损伤(完全性截瘫)。

(三)有关诊断的几个问题

1.完全性与不完全性脊髓损伤的鉴别诊断:i究全性脊髓损伤是指外伤后,l脊髓本身的组织结构或传导功能完全中断而言(即损伤平面以下的神经组织不再接受来自上方的指令,l而下方的信息也无法通过损伤节段向上传递),l因此完全性脊髓损伤的诊断标准应为损伤平面以下的感觉、i运动、i括约肌和自主神经功能完全丧失。具体说:i①损伤平面以下的深浅感觉完全丧失(包括鞍区及震颤感)。②损伤平面以下的运动功能完全瘫痪(任何肌肉都不存在主动收缩)。③浅反射消失,l深反射消失或存在。④上述三条伴肛门和阴茎球海绵体反射消失或存在。⑤粪、i尿潴留或排尿、i排便失禁。以上体征持续24h以上即可做出截瘫的诊断,l伤后连续两次诱发电位(CEP)均为阴性者,l可进一步帮助明确诊断。

临床诊断为完全性截瘫者,l经手术或其他方法证明为脊髓横断损伤时,l其诊断应注明为“脊髓横断”。临床诊断为完全截瘫,l经治疗有恢复者,l不应再列为完全性截瘫组统计。但如系脊髓节段处的根性恢复,l则仍应列为完全性截瘫统计。

诊断书应包括脊柱损伤类型与脊髓损伤类型。

2.脊髓休克与脊髓震荡:i会上提出了这两个诊断名词的实际含义和鉴别问题。有的代表认为脊髓休克属临床诊断的范畴,l而脊髓震荡属病理诊断的范畴。二者都是功能性的暂时性改变(脊髓震荡者其脊髓组织可有小出血、i水肿,l但危害不大,l可很快恢复),l而非器质性永久性改变。

3.诊断标准:i

(1)完全性截瘫:i见前。

(2)不完全性截瘫:i是指脊髓的某一节段在外力的作用下,l发生的水肿、i出血甚或部分横断而引起的功能障碍。在损伤平面以下,l深、i浅感觉,l肌肉运动,l以及括约肌功能三项须有一项未完全丧失。

1)脊髓休克:i是指脊髓细胞及其传导纤维受外力的作用后,l虽无明显的器质性改变,l但其功能却表现为暂时性抑制。有的神经外科医生则认为在脊髓有器质性改变,l甚至是很严重的脊髓损伤的病人,l在伤后几周內,l肌张力低下,l腱反射消失,l感觉和括约肌功能障碍,l此期称为脊髓休克期。2~3周以后,l肌张力和腱反射亢进,l病理反射阳性,l称为休克消失期。

2)脊髓次全损伤:i脊髓近乎完全横断,l仅残留少许薄束、i楔束纤维。临床上表现为损伤平面以下运动消失,l仅会阴部有鞍形感觉障碍,l亦可残留少许足趾活动或腱反射,l常可引出病理反射。

3)脊髓后方损伤综合征:i来自颈椎后方的暴力,l包括过伸性损伤,l使脊髓后部结构遭受轻度损伤。临床表现为以感觉过敏或丧失为主,l且多伴有神经根刺激症状,l多见于背部受伤,l椎板凹陷时。

4)单侧神经根损伤综合征:i颈部侧位受伤后,l同侧1~2节段的前后根损伤,l症状不典型,l麻木症状可轻可重的根性感觉与运动障碍。

5)急性中央性脊髓损伤:i颈椎于过伸位受伤后,l脊髓受到黄韧带或椎体后缘增生骨质的压迫,l使脊髓中央区发生水肿、i充血甚或点状、i管状出血。骨折片、i椎间盘刺激或压迫脊髓根动脉或前动脉,l引起脊髓灰质前柱、i侧柱、i后柱基底及白质的皮质脊髓束、i脊髓丘脑束,l缺血、i缺氧。其临床特点是感觉分离,l即痛觉与温度觉消失,l而触觉正常。括约肌受累易见,l肢体障碍为对称性。

6)急性脊髓前方压迫综合征:i脊髓前方受到压迫引起损伤平面以下的四肢瘫痪,l浅感觉消失,l深部感觉存在。

7)脊髓单侧横贯性损伤:i表现为伤侧肢体运动功能丧失但同侧浅感觉存在,l同侧深感觉消失;对侧痛、i温觉消失。

8)马尾损伤综合征:iL1以下马尾受损甚或断裂。临床表现为根性的不完全性弛缓性截瘫。

(3)迟发性截瘫:i脊柱损伤时,l未发生或一度曾发生截瘫,l后来已恢复者,l在损伤后数月、i数年又逐渐出现的脊髓受累症状甚至瘫痪。其原因可能是损伤的椎间盘或骨刺及脊柱后突畸形,l对脊髓的慢性磨损或椎管內骨痂增生压迫脊髓所致,l也可由脊髓空洞症、i11膜炎或蛛网膜囊肿等所致。

4.诊断11i目前用于脊髓损伤诊断的方法较多,l各种方法又各有其优点。为了尽早明确诊断,l临床医生应因地制宜地利用一切可以利用的诊断手段,l进行全面的检查,l井对各种检查结果进行综合考虑,l以做出准确的诊断。

(1)神经学检查:i神经学检查包括感觉平面、i运动、i肌张力反射、i括约肌和自主神经功能。是脊髓损伤最重要,l最可信赖的诊断手段,l但需多次重复进行。入院早期应进行一次全面的神经系统检查,l以后应多次重复检查,l以便确定脊髓损伤与脊柱损伤是否一致,l并估计脊髓损伤程度,l判断有无恢复或进行性加重。

(2)X线平片及侧位断层:i

1)脱位程度:i通过X线平片(包括侧位断层检查)可以确定脊柱损伤平面、i类型、i程度。脱位椎体后缘延长线与其下位椎体后缘延长线间的距离正常为0。>1cm约相等于椎体前后径的1/4时,l预后不良。

2)脊柱后弓角:i损伤椎体的上位椎体后缘和下位椎体后缘的上、i下角的连线的小交角正常时胸椎及胸腰段<10°。>10°示骨折脱位。

3)椎体压缩程度:i以骨折椎体前缘高度占该椎体后缘高度的百分比计算。

进行脊柱X线平片检查,l应强调照片质量、i投照体住,l因此放射科和骨科医生应协作配合进行。进行颈椎X线检查时,l取头倾或脚倾的前后位可发现钩突骨折(钩椎关节模糊,l棘突连线变形或呈双线)。进行侧位X线检查时,l平卧双肩下拉,l片夹放在肩外呈60°夹角(称60°过度放大位),l并配合吞钡食管造影(颈髓瘫者不宜选用),l可发现钩椎关节骨折,l椎间盘水肿、i突出。

(3)CT检查:i可确定椎体后缘有无骨折块突入椎管,l为选择手术入路提供依据,l但可能出现假象,l应注意。

(4)脊髓造影:i对某些迟发脊髓损伤病例,l可选择性地进行,l以确定脊髓受压的部位和范围。检查前方受压,l应取俯卧位,l检查后方受压,l应取仰卧位。目前,l使用的碘苯酯,l可能造成脊髓粘连,l因此,l检查完毕应尽量抽出对比剂。最好应用Mitrizamide等水溶性对比剂。

(5)诱发电位:i

1)皮质诱发电位(CEP):i即刺激肢体周围神经,l传导经过受损的脊髓感觉通路至大脑皮层,l引起皮层细胞的电位改变并接收记录之。

2)脊髓诱发电位(SEP):i是刺激下肢周围神经,l在脊髓损伤处和其头侧,l接收脊髓触突后电位。

对CEP和SEP结果评价,l主要观察潜伏期、i波幅及波形。其一个负波最为敏感,l它的改变基本可以代表脊髓损伤的程度。潜伏期延长、i波幅降低表示为轻度损伤为不全瘫;负波消失、i潜伏期延长亦为不全瘫,l但较前者重;各波消失,l图形为一直线为完全损伤的特征。但应在伤后早期、i脊髓休克期后、i治疗前后多次检查,l反复比较进行动态观察,l才能准确地判断脊髓损伤程度。

3)脉冲电脊髓反射(PSR):i手术时,l用神经测试仪刺激硬膜观察所引出的肌肉收缩反应,l来判断脊髓损伤程度。刺激脊髓损伤处近端可引出远端支配肌肉收缩者为不全瘫;引不出肌肉收缩者为全瘫。

(6)脑脊液动力学试验:i观察脑脊液动力学试验有助于了解椎管内蛛网膜下腔有无梗阻,l但要注意操作方法。

还有的代表提出,l在有条件的单位,l必要时可进行脊髓血管造影、iCT加脊髓造影、i核磁共振等检查。

根据对Frankel1M.Chehrazi、i周维江及胥少汀等对颈、i胸、i腰等不同平面的脊髓或马尾损伤的恢复标准,l综合修正,l分级如下,l作为一个试行方案,l供参考试用。

附2

标准一

0级:i损伤平面以下,l深浅感觉、i肌肉运动完全丧失,l排尿、i排便失去控制。

Ⅰ级:i微小恢复:i损伤平面以下,l几个节段感觉或个别肌肉恢复,l无功能意义。

Ⅱ级:i部分恢复:i损伤平面以下几个节段感觉恢复,l部分肌肉运动恢复,l但肌力不足或恢复肌肉数目不足,l扶拐行走困难。

Ⅲ级:i大部恢复,l瘫痪的肌肉大部分恢复,l或大腿大部肌肉恢复,l肌力在3级以上,l可以站立,l不用拐或用拐行走,l排尿、i排便可以自主控制。

Ⅳ级,l基本恢复或完全恢复,l损伤平面以下感觉恢复,l所有瘫痪肌肉均恢复,l排尿、i排便完全自主控制,l但肌力可不及正常,l及存在病理反射。

以能否行走为标准,lⅠ、iⅡ级为无用恢复,lⅢ、iⅣ级为有用恢复。

标准二

对完全性颈脊髓损伤病例,l由于下肢完全截瘫,l只能根据上肢功能情况作为功能恢复的判定标准,l并且主要依据颈脊髓神经根支配之肌肉功能来判定。

上肢功能分五级:i

0级:i屈肘及伸、i屈腕指功能丧失,l手无感觉。

Ⅰ级:i可屈肘及伸腕,l手指无活动,l手桡侧感觉存在。

Ⅱ级:i可屈肘、i伸屈腕及屈指,l手桡侧感觉存在。

Ⅲ级:i可屈、i伸肘,l屈伸腕,l屈伸手指,l无手內肌活动,l全手有感觉。

Ⅳ级:i肘、i腕手指的屈肌及伸肌及手內在肌均存在,l肌力接近正常,l全手有感觉。

标准的应用,l对胸椎以下的完全性及不完全性脊髓损伤,l颈脊髓的不完全性损伤或完全损伤下肢功能有恢复者,l用标准一判定。对完全性颈脊髓损伤,l双下肢截瘫无恢复者,l用标准二判定。此两项为判断脊髓损伤后神经功能恢复的标准。康复的功能恢复标准另定。

为了便于比较治疗前、i后脊髓功能恢复情况,l五级标准可按Frankel记录法,l如图2-137。左侧竖格0~Ⅳ中数字为入院时分级,l治疗后出院或随诊时结果按上面槽行(0~Ⅳ)分级记入相应的格子中。中间重画格字记录无改变的数字,l其左侧为治疗后加重或变坏的数字,l其右侧记录治疗后进步的数字,l总数写在图下面。

图2-13711Frankel五级标准记录法