脊髓血供及其監測研究

徐皓月　羅聰

摘 要：本文主要對脊髓的血供及目前的用于監測脊髓血供的方法和未來可能應用的新技術做一個綜述，旨在協助臨床脊柱外科醫生能更好地對脊髓血供進行監測，預防脊髓缺血的發生，減少脊髓缺血所引起的損傷。

關鍵詞：脊髓血供；脊髓血供監測；新技術；脊髓損傷

中圖分類號：R651.2 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2018.04.018

文章編號：1006-1959（2018）04-0056-03

Abstract：This article reviews the blood supply of the spinal cord，the current methods for monitoring the blood supply of the spinal cord and the new techniques that may be applied in the future.The purpose of this study is to assist clinical spinal surgeons to better monitor spinal cord blood supply，prevent spinal cord ischemia and reduce spinal cord ischemia injury.

Key words：Spinal cord blood supply；Spinal cord blood supply monitoring；New technology；Spinal cord injury

脊髓血供復雜且重要，當外傷、脊柱畸形、脊柱結核等情況發生時，均可能導致脊髓缺血，當脊髓缺血發生，如若不及時采取正確合適的措施，將會引起脊神經不可逆的損傷，導致截癱。因此，對脊髓血供及其血供監測方法的研究在不斷進行中，隨著科學技術的不斷發展，在這方面的研究有了巨大的進展。

1 脊髓血供的解剖特點

1.1脊髓前動脈和脊髓后動脈 脊髓血供由于椎動脈和節段性動脈組成，椎動脈向下發出分支形成1條脊髓前動脈和2條脊髓后動脈。節段性動脈發出根動脈，匯入脊髓前動脈和脊髓后動脈中，是脊髓血供的補充，對脊髓血供有著積極的意義[1]。脊髓前動脈貫穿整個脊髓全長，位于脊髓腹側的前正中溝中，成為脊髓前2/3的血供，兩條脊髓后動脈對稱分布于脊髓后外側溝，供應脊髓后1/3的血供[2]。在脊髓圓錐水平時，脊髓前動脈和脊髓后動脈互相吻合形成圓錐動脈吻合環。脊髓前動脈通常是雙支結合型，大多由兩側椎動脈于橄欖體中部平面各自發出一下行支，在脊髓腹側面向中央匯合，脊髓前動脈也可來自單側椎動脈或雙側椎動脈的吻合網[3-5]。脊髓后動脈大多數起自椎動脈，少數起自小腦下后動脈。

1.2根動脈 根動脈是由節段性動脈發出，在進入脊髓之前分為前根動脈和后根動脈。節段性動脈來源較為豐富[6]，在頸段可來自椎動脈、頸深動脈、頸升動脈、肋頸干等；胸段可來自相應的肋間動脈；腰骶段可來自髂腰動脈、骶外側動脈等。應注意的是，不是所有的根動脈都能到達脊髓，有文獻認為只有外徑在0.6 mm左右的動脈才能進入脊髓[7]。需要提出的是有一條管徑粗大的根動脈是供應胸腰段脊髓的主要動脈，稱為大根髓動脈，即Adamkiewicz動脈。Alleyne[8]也證實了大根髓動脈對脊髓供血的穩定性。根動脈是對脊髓前、后動脈血供的一個較為重要的補充，在脊髓的不同節段，根動脈的數量不同，根動脈對脊髓血供的影響也不同。

1.3根動脈在各脊髓節段中的作用 頸髓段的根動脈血供對脊髓前、后動脈的影響較小，對頸髓起主要營養作用的是脊髓前、后動脈。但頸髓部仍有可能出現一條管徑較大的根動脈，被稱為頸膨大動脈，如若損傷，可造成頸髓的缺血。由于胸脊髓段血供本身的“分水嶺”效應，胸髓段的根動脈對脊髓前、后動脈血供的補充非常重要，“分水嶺”效應是指兩個相反方向的血流匯合時，血流將不會流向任何方向，形成了一個“死點”，這個區域也就成為“分水嶺”區[9]。中胸段的根動脈到脊髓前、后動脈的距離最遠，因此，中胸段的 “分水嶺”效應將達到最大[6]。腰髓段根動脈的血供對腰髓的營養尤為重要，特別是Adamkiewicz動脈，是脊髓下段最重要的血供。

2 脊髓血供監測

2.1術前影像學評估 目前術前評估脊髓血流的影像學方法有數字減影血管造影（DSA）、CT血管造影（CTA）、MRI血管造影（MRA）以及上述技術所改良的方法。根動脈和脊髓動脈都屬于小動脈，直徑在0.5～1.5 mm，這些影像學評估方法能很好的在術前對脊髓的一些重要血管進行顯影。使臨床醫師能更準確的制定手術方案，防止脊髓缺血梗死的發生。

脊柱DSA對于脊柱血管病變的精確診斷和脊髓血液的供應是不可或缺的。術前采用脊柱DSA可清楚顯示Adamkiewicz動脈，可避免術中該重要的脊髓供血動脈被錯誤結扎而導致脊髓缺血梗死。但是，覆蓋多個部分的脊柱DSA需要反復將選擇性導管插入節段性動脈，這樣的話需要花費大量的時間并且增加了難度。DSA屬于有創檢查，并發癥發生率較高[10]，因此無創性的CTA和MRA因其安全方便更受青睞。

CTA的斷層學性質對于分析脊柱血管和相鄰結構的精確解剖結構非常有[11-13]。多層CT僅需很短的獲取時間，并提供較寬的掃描范圍以及高空間和時間分辨率，可以有效可視化延伸的小脊髓動脈。Shinji[14]等報道通過使用IA-CTA對56例患者成功實現了脊髓血管可視化，可以看見大量廣泛的脊髓動脈，并且可以和脊髓靜脈區分開。由于脊髓動脈非常接近骨性結構，其解剖特征降低了對比噪聲比，不建議使用IV-CTA，因為根動脈的連續性在IV-CTA中通常是模糊的。

MRA是目前開發的用于檢測脊髓血供的非侵入性成像技術。多相對比增強MR血管造影可以使較大正常的脊髓血管和病理性血管病變可視化，但其需要很長的采集時間，掃描范圍有限，空間分辨率低[15]。Mordasini[16]等報道將3-T MRA技術應用于24例患者，可清楚的顯示所有患者的Adamkiewicz動脈和椎體水平的節段性動脈。3-T MRA技術是在較高磁場條件下，提高了空間分辨率和圖像質量，也減少了成像的時間。

2.2術中脊髓血供的監測 脊髓血供如果發生障礙，將會導致脊髓缺血梗死，引起截癱，因此術中對脊髓的血供監測至關重要。早期發現脊髓缺血并采取適當措施可以穩定或逆轉損傷，目前用于評估術中脊髓缺血的唯一方法是基于體感（SSEP）和運動（MEP）誘發電位。SSEP具有評估脊髓感覺通路完整性的能力，需要手術的部位決定了刺激和記錄部位的選擇，如在頸椎部位，則監測手臂正中神經或尺神經的SSEP，當手術部位在頸椎以下時，則監測脛神經或腓神經。當脊髓缺血時，由于脊髓的SSEPs的主要傳導通路是在脊髓的后側柱[17]，它監測的應該是脊髓后動脈的血供情況。如果是脊髓前動脈損傷，且血液損失達到一定數量后，即脊髓前三分之二的血供受損，在這種情況下，SSEPs的結果可能不會受到影響。為了避免這種情況的發生，MEP的監測被應用于術中，這是因為下降的運動通路主要存在于脊髓的側柱，其血供會受到脊髓前動脈血流灌注的影響。因此，在大多數情況下，SSEP和MEP的組合提供了最佳的安全性。

對于SSEP和MEP結果的變化程度的意義并沒有達到共識，一般來說，當SSEP的潛伏期延長超過10%或波幅的損失超過基線的50%被認為是有意義的[18]；當MEP波幅降低超過50%時是一個警示指標[19]。一旦術中監測發生上述情況，一定要立即停止手術并查明原因，積極正確處理。如果處理后電生理監測可恢復正常，則可繼續進行下一步操作，如果電生理監測不能恢復正常，則往往提示預后不良。

需要指出的是，兒童的運動感覺通路不成熟，特別是在年齡小于4歲的兒童，術中的脊髓生理監測（IOM）比較困難。Gavaret[20]等回顧了78例年齡小于4歲的在脊髓畸形矯正手術中接受脊髓生理監測的患兒的記錄，結果表明在這些年幼兒童中感覺運動通路的不成熟在中樞神經系統比周圍神經系統明顯，因此，MEP難以獲得，盡管運動通路的不明確性，使用NMEP（神經源性混合誘發電位）也許有用。Wang[21]等回顧了37例小于4歲的兒童的脊髓畸形矯正手術中接受IOM患兒的記錄，并以120例青少年特發性脊柱側凸患者作為對照（14.2±0.41歲），研究表明所有患者均有穩定的SEP和MEP基線，這里的MEP指的是經顱運動誘發電位（tceMEP），但是在相同的刺激參數下，小于4歲兒童組的MEP幅度顯著低于特發性脊柱側凸患者組，且波形較差，也證實了兒童的術中脊髓生理監測有一定難度。

2.3新技術的開發 即使有SEP和MEP作為脊髓缺血的監控，但軸突變性死亡時才有信號傳輸的中斷，其所代表的警示信號有些延遲，這段延遲的時間大概為15 min左右[22]，不可否認的是由于脊髓損傷的信息沒有得到及時反饋，減少了及時采取正確措施拯救受威脅組織的機會。已經有動物和人體研究證實了激光多普勒流量法（LDF）測量脊髓血流量的能力，這是一種實時的體內監測系統，可以實時反應脊髓的生存能力。目前還沒有技術可以直接和持續監測脊髓血流和氧合的變化，Rickson[23]等報道了使用漫反射原理的光纖技術可以直接、連續、定量的監測綿羊的血流和氧合，綿羊的脊椎骨骼尺寸和人類接近，包括椎管深度和寬度，因此他們以10只成年多瑟特羊為研究對象，建立足夠的全身麻醉，使用開放（椎板切除術）和閉合（經皮）插入技術把監測裝置放入中下胸部脊柱區域，能夠測量脊髓血流量及氧合，并且Rickson等表示該方法可用于臨床，因為該研究使用的監測裝置安放技術，即開放（椎板切除術）和閉合（經皮）插入技術的安全性已經得到證實。基于其特有的非侵入性和連續監測脊髓血流動力學的特點，未來，這種方法可能用于脊柱畸形矯正、外傷所致的脊柱損傷、脊髓腫瘤切除等手術中。

3 展望

隨著對脊髓血管解剖結構更深刻的認識以及各項新技術應用于脊髓血供的監測，脊髓缺血所引起的并發癥有了明顯的下降，但是脊髓缺血梗死所引起的截癱仍然困擾著臨床醫師們。為了更好地防止脊髓缺血的發生，還需要不斷加強對脊髓缺血變化病理生理的認識，改進手術技巧，完善術中的麻醉管理，更新脊髓血供的監測方法，多學科積極協調合作。相信在各方的努力之下，脊髓缺血所引起損傷的病例將會越來越少。

參考文獻：

[1]Lazorthes G，Gouaze A，Zadeh JO，et al.Arterial vascularization of the spinal cord.Recent studies of the anastomotic substitution pathways[J].J Neurosurg，1971，35（3）：253-262.

[2]Turnbull IM.Chapter 5. Blood supply of the spinal cord：normal and pathological considerations[J].Clin Neurosurg，1973（20）：56-84.

[3]周懷偉，孫憲成.脊髓前動脈的臨床解剖學特征[J].中華神經外科雜志，1989（4）：29-30.

[4]金保純，李金庫，王景德.脊髓動脈及其配布形式[J].解剖學報，1985（01）：21-27.

[5]Rodríguez-Baeza A，Muset-Lara A，Rodríguez-Pazos M，et al.Anterior spinal arteries.Origin and distribution in man[J].Acta Anat（Basel），1989，136（3）：217-221.

[6]Sliwa JA，Maclean IC.Ischemic myelopathy：a review of spinal vasculature and related clinical syndromes[J].Arch Phys Med Rehabil，1992，73（4）：365-372.

[7]紀榮明，唐軍.椎管內節段性營養動脈的應用解剖學研究[J].第二軍醫大學學報，1997（05）：14-15.

[8]Alleyne CH，Cawley CM，Shengelaia GG，et al.Microsurgical anatomy of the artery of Adamkiewicz and its segmental artery[J].J Neurosurg，1998，89（5）：791-795.

[9]Bolton B.The BLOOD SUPPLY OF THE HUMAN SPINAL CORD[J].J Neurol Psychiatry，1939，2（2）：137-148.

[10]Savader SJ，Williams GM，Trerotola SO，et al.Preoperative spinal artery localization and its relationship to postoperative neurologic complications[J].Radiology，1993，189（1）：165-171.

[11]Boll DT，Bulow H，Blackham KA，et al.MDCT angiography of the spinal vasculature and the artery of Adamkiewicz[J].AJR Am J Roentgenol，2006，187（4）：1054-1060.

[12]Si-jia G，Meng-wei Z，Xi-ping L，et al.The clinical application studies of CT spinal angiography with 64-detector row spiral CT in diagnosing spinal vascular malformations[J].Eur J Radiol，2009，71（1）：22-28.

[13]Utsunomiya D，Yamashita Y，Okumura S，et al.Demonstration of the Adamkiewicz artery in patients with descending or thoracoabdominal aortic aneurysm：optimization of contrast-medium application for 64-detector-row CT angiography[J].Eur Radiol，2008，18（11）：2684-2690.

[14]Yamamoto S，Kanaya H，Kim P.Spinal intraarterial computed tomography angiography as an effective adjunct for spinal angiography[J].J Neurosurg Spine，2015，23（3）：360-367.

[15]Bley TA，Duffek CC，Franois CJ，et al.Presurgical localization of the artery of Adamkiewicz with time-resolved 3.0-T MR angiography[J].Radiology，2010，255（3）：873-881.

[16]Mordasini P，El-Koussy M，Schmidli J，et al.Preoperative mapping of arterial spinal supply using 3.0-T MR angiography with an intravasal contrast medium and high-spatial-resolution steady-state[J].Eur J Radiol，2012，81（5）：979-984.

[17]Yamada T.Neuroanatomic substrates of lower extremity somatosensory evoked potentials[J].J Clin Neurophysiol，2000，17（3）：269-279.

[18]Thuet ED，Winscher JC，Padberg AM，et al.Validity and reliability of intraoperative monitoring in pediatric spinal deformity surgery：a 23-year experience of 3436 surgical cases[J].Spine （Phila Pa 1976），2010，35（20）：1880-1886.

[19]Gonzalez AA，Jeyanandarajan D，Hansen C，et al.Intraoperative neurophysiological monitoring during spine surgery：a review[J].Neurosurg Focus，2009，27（4）：E6.

[20]Gavaret M，Pesenti S，Choufani E，et al.Intraoperative spinal cord monitoring in children under 4 years old[J].Eur Spine J，2016，25（6）：1847-1854.

[21]Wang S，Zhang J，Tian Y，et al.Rare true-positive outcome of spinal cord monitoring in patients under age 4 years[J].Spine J，2016，16（9）：1090-1094.

[22]Etz CD，Homann TM，Luehr M，et al.Spinal cord blood flow and ischemic injury after experimental sacrifice of thoracic and abdominal segmental arteries[J].Eur J Cardiothorac Surg，2008，33（6）：1030-1038.

[23]Mesquita RC，D'Souza A，Bilfinger TV，et al.Optical monitoring and detection of spinal cord ischemia[J].PLoS One，2013，8（12）：e83370.

收稿日期：2017-8-23；修回日期：2017-8-31

編輯/成森