脊髓空洞發(fā)生機(jī)制研究進(jìn)展

關(guān)于脊髓空洞發(fā)生機(jī)制研究進(jìn)展第1頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三

脊髓空洞癥(SyringomyeliaSM)是一種進(jìn)行緩慢的脊髓退行性病變，可被定義為發(fā)生于脊髓內(nèi)組織或中央管的充滿液體的腔隙。對于其病因，迄今爭議不休。曾提出的多種學(xué)說皆有其種種不足之處?，F(xiàn)在，一些學(xué)者提出一種新的理論，即空洞形成的力量來自于髓內(nèi)組織搏動壓，空洞內(nèi)的液體來自于髓內(nèi)組織的細(xì)胞外液體，而不是腦脊液。本文就脊髓空洞的形成機(jī)理作一綜述。第2頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三一、傳統(tǒng)學(xué)說及不足關(guān)于脊髓空洞的探討可以追溯到300多年以前。300年的時間里提出種種學(xué)說來解釋其發(fā)病機(jī)制。自18-19世紀(jì)，有專家學(xué)者提出神經(jīng)管閉合不全、髓內(nèi)新生物、炎癥、缺血、髓內(nèi)出血及室管膜上皮自分泌等學(xué)說，鑒于當(dāng)時的技術(shù)水平，這些學(xué)說不能給脊髓空洞提供正確的解釋。自20世紀(jì)而來，對脊髓空洞的認(rèn)識逐漸轉(zhuǎn)移到腦脊液的動力學(xué)上來，認(rèn)為空洞的形成主要是腦脊液流動發(fā)生紊亂所致，并催生多種學(xué)說。這些學(xué)說在一定程度上有其可行性，但仍對許多問題不能給于滿意解釋。第3頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三1.Gardner的流體力學(xué)理論自1969年以來Williams進(jìn)行了一系列的研究，發(fā)現(xiàn)在咳嗽，用力等活動時胸廓內(nèi)壓升高，導(dǎo)致硬脊膜外靜脈壓力升高，產(chǎn)生的壓力波使脊髓蛛網(wǎng)膜下腔腦脊液通過枕大孔進(jìn)入顱內(nèi)，而病人由于顱頸交界枕大孔區(qū)腦脊液在蛛網(wǎng)膜下腔流動的單向受阻(即向下流動受阻，而向上的流動是通暢的，小腦扁桃體起到活塞的作用)，第4頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三2.Williams[4]的顱內(nèi)椎管內(nèi)壓力分離學(xué)說自1969年以來Williams進(jìn)行了一系列的研究，發(fā)現(xiàn)在咳嗽，用力等活動時胸廓內(nèi)壓升高，導(dǎo)致硬脊膜外靜脈壓力升高，產(chǎn)生的壓力波使脊髓蛛網(wǎng)膜下腔腦脊液通過枕大孔進(jìn)入顱內(nèi)，而病人由于顱頸交界枕大孔區(qū)腦脊液在蛛網(wǎng)膜下腔流動的單向受阻(即向下流動受阻,而向上的流動是通暢的小腦扁桃體起到活塞的作用)，日常間歇性產(chǎn)生的壓力波就形成了顱內(nèi)壓跟椎管內(nèi)壓的分離。這種壓力差促使了四腦室內(nèi)的腦脊液通過開放的中央管的流動，逐漸產(chǎn)生脊髓空洞。第5頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三日常間歇性產(chǎn)生的壓力波就形成了顱內(nèi)壓跟椎管內(nèi)壓的分離。這種壓力差促使了四腦室內(nèi)的腦脊液通過開放的中央管的流動，逐漸產(chǎn)生脊髓空洞。同時這種間歇性發(fā)作的脊膜外壓力波沿著脊髓縱軸上下傳遞，中央管內(nèi)的液體由于壓力的不平衡而上下運(yùn)動，通過“濺潑效應(yīng)(theslosheffect)”使空洞不斷發(fā)展，甚至形成延髓空洞。第6頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三3．BallandDayan[5]認(rèn)為咳嗽，用力等活動時胸廓內(nèi)壓升高,導(dǎo)致硬脊膜外靜脈壓力升高，并由此使椎管內(nèi)蛛網(wǎng)膜下腔腦脊液壓力升高。由于枕大孔區(qū)梗阻，腦脊液不是進(jìn)入顱內(nèi)，而是沿血管外間隙進(jìn)入髓內(nèi)組織，從而形成空洞。4．Aboulker[6]則提出另一種觀點，認(rèn)為在椎管內(nèi)，脊髓和神經(jīng)根產(chǎn)生腦脊液，并通過神經(jīng)背根進(jìn)入髓內(nèi)，由髓內(nèi)灰質(zhì)血管吸收或由中央管回流至腦內(nèi)。由于枕大孔區(qū)梗阻，腦脊液不是進(jìn)入顱內(nèi)。因靜脈高壓的存在腦脊液不能被灰質(zhì)血管吸收，從而形成空洞。第7頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三5．Oldfieldetal.[7],Heissetal.[8],andLevyetal.[9]等指出：在心臟收縮期，血液進(jìn)入顱內(nèi)，腦脊液被置換進(jìn)入椎管，心舒期腦脊液進(jìn)入顱內(nèi)。枕大孔區(qū)梗阻時，進(jìn)入顱內(nèi)的腦脊液減少，壓力升高。同時由于疝下的小腦扁桃體象活塞一樣擠壓腦脊液，使椎管內(nèi)腦脊液獲得較高的搏動壓，壓迫腦脊液沿血管外周間隙進(jìn)入髓內(nèi)組織，從而形成空洞。第8頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三6．Levine[10]于2004年提出脊髓靜脈淤血理論：枕大孔區(qū)梗阻時，在直立位置、咳嗽、用力等活動以及腦脊液的搏動會影響髓內(nèi)壓。在梗阻區(qū)近端會產(chǎn)生瞬時高壓，而在遠(yuǎn)端則處于低壓狀態(tài)，于是梗阻區(qū)近端髓內(nèi)小靜脈和毛細(xì)血管塌陷，而遠(yuǎn)端則擴(kuò)張。血管擴(kuò)張不但壓迫脊髓組織，而且擾亂了血脊屏障，致使晶體液的超濾聚積形成空洞。第9頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三7．上述學(xué)說的不足之處Gardner和Williams的觀點不能解釋①在大部分病人無法證實四腦室和syrinx管之間的交通；②有一些空洞位于髓內(nèi)組織，并不與中央管相通，空洞內(nèi)液體成分并不同于腦脊液。而Ball和Dayan、Oldfield、Aboulker等觀點的致命缺陷為①空洞內(nèi)壓力高于蛛網(wǎng)膜下腔，腦脊液不能逆壓力梯度進(jìn)入空洞[11]②空洞內(nèi)液體成分并不同于腦脊液。Levine的觀點解釋了空洞壓力及空洞液體來源問題，但并沒有證據(jù)證明空洞區(qū)靜脈擴(kuò)張淤血[12]。另外臨床上，在梗阻區(qū)上下端都會發(fā)現(xiàn)空洞存在，并且空洞是一個整體[13]。第10頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三二、新學(xué)說的提出及合理性關(guān)于脊髓空洞的形成，Greitz認(rèn)為根本原因是髓內(nèi)與鄰近的蛛網(wǎng)膜下腔力量不平衡所致[14,15]。由此提出髓內(nèi)搏動壓理論：脊髓內(nèi)的搏動壓相對高于鄰近蛛網(wǎng)膜下腔的壓力，脊髓與鄰近的蛛網(wǎng)膜下腔存在一種壓力不平衡，這種相對高的髓內(nèi)波動壓由內(nèi)至外擴(kuò)張脊髓組織，而形成的空腔立即被髓內(nèi)細(xì)胞外組織液填充，形成空洞。這一新學(xué)說的理論基礎(chǔ)有以下幾方面組成。第11頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三

1髓內(nèi)搏動壓的形成腦脊液流動的動力來源為顱內(nèi)腦動脈的搏動，而不是來自于腦組織的波動，收縮期腦動脈的擴(kuò)張是腦組織擴(kuò)張的50倍[16].。在封閉的顱內(nèi)，擴(kuò)張的腦動脈所占的體積需要腦脊液的置換，于是腦脊液被推出顱外。在心臟舒張期，向下流動的腦脊液反轉(zhuǎn)。在正常情況下，腦脊液的搏動壓傳遞給脊髓并且與髓內(nèi)壓力保持平衡。在蛛網(wǎng)膜下腔存在梗阻時（主要是脊髓外傷、炎癥與腫瘤），上述兩股力量的平衡將被打破。第12頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三腦脊液脈沖波到達(dá)梗阻時流動受阻，腦脊液的波動壓一部分通過脊髓向梗阻遠(yuǎn)端傳遞，一部分在梗阻區(qū)返折，進(jìn)入梗阻區(qū)近段脊髓。因而在臨近梗阻區(qū)的兩端，髓內(nèi)搏動壓力就會高于附近的腦脊液博動壓。脊髓組織順壓力梯度擴(kuò)張，形成空洞。如果是完全梗阻，腦脊液的波動壓不會向遠(yuǎn)端傳遞，只會返折進(jìn)入梗阻區(qū)近段，這樣導(dǎo)致髓內(nèi)搏動壓得絕對升高，在梗阻區(qū)上端形成空洞。第13頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三第14頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三第15頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三第16頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三第17頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三第18頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三第19頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三第20頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三第21頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三另外，在蛛網(wǎng)膜下腔不完全梗阻時，還要必須考慮流體的Bernoulli定律和Venturi現(xiàn)象[14]。Bernoulli定律強(qiáng)調(diào)給定流體的總機(jī)械能是不變的。這意味著流體速度的加快會減少流體的壓力。因而腦脊液通過狹窄的蛛網(wǎng)膜下腔時速度會加快，同時腦脊液的壓力會降低，導(dǎo)致髓內(nèi)搏動壓力相對性高于附近的腦脊液博動壓力。Venturi現(xiàn)象描述的是噴射的流體會對管壁產(chǎn)生一種吮吸的效果。這種現(xiàn)象在腦脊液通過狹窄的蛛網(wǎng)膜下腔時也會出現(xiàn)。其實，這兩種現(xiàn)象并不是各自獨(dú)立的，而是對同一種現(xiàn)象的不同描述。第22頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三3空洞內(nèi)液體的來源空洞的壓力要高于蛛網(wǎng)膜下腔腦脊液的壓力存在由內(nèi)到外的壓力梯度，因而腦脊液不會由外至內(nèi)逆壓力梯度進(jìn)入空洞。由于脊髓中央管多數(shù)已閉塞，且空洞有時并不與中央管相通，故四腦室內(nèi)腦脊液也不會進(jìn)入空洞?？斩磧?nèi)液體成分與腦脊液不同。都說明空洞內(nèi)的液體不是腦脊液。第23頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三Klekamp[17]于2002年提出空洞內(nèi)的液體來自于髓內(nèi)細(xì)胞外液。前面提到，增高的髓內(nèi)搏動壓是脊髓組織擴(kuò)張的原因。同時，這種壓力也會擾亂髓內(nèi)組織的微循環(huán)，導(dǎo)致髓內(nèi)毛細(xì)血管的濾出與吸收失衡，細(xì)胞外組織液聚集在擴(kuò)張的腔隙或中央管中。液體的增多會增加髓內(nèi)組織的壓力，這將壓迫髓內(nèi)的容量小血管并減少髓內(nèi)血供，導(dǎo)致血管阻力增加，使毛細(xì)血管的壓力及超濾過能力上升。第24頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三積液也會減少毛細(xì)血管的面積，使其回吸收能力降低，并形成惡性循環(huán)。這樣細(xì)胞外液逐漸聚集，將髓內(nèi)微小腔隙轉(zhuǎn)變成大的空洞，形成各式各樣的脊髓空洞。不過，髓內(nèi)細(xì)胞外液體的增加也許先于小腔隙的形成[18]。有研究證實，髓內(nèi)毛細(xì)血管濾出的是少含蛋白的晶體液，與腦脊液成分不同。由于上述微循環(huán)病變，在空洞周圍出現(xiàn)水腫、膠質(zhì)增生及小血管管壁增厚等癥狀就不難理解了。第25頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三4導(dǎo)致脊髓擴(kuò)張的機(jī)理脊髓擴(kuò)張主要是由于髓內(nèi)搏動壓相對升高。其機(jī)理可總結(jié)為以下5條:A蛛網(wǎng)膜下腔不完全梗阻時，增高的髓內(nèi)搏動壓向梗阻區(qū)遠(yuǎn)端傳遞或向近端返折。B完全梗阻時，增高的髓內(nèi)搏動壓向梗阻區(qū)近端髓內(nèi)返折。CVenturi效應(yīng)。D梗阻區(qū)局部脊髓拴系時，上述原理A、B作用增強(qiáng)[14]。E脊髓拴系時，在脊椎彎曲部位對脊髓形成直接的機(jī)械牽張[14]。第26頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三第27頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三5對臨床疾病的解釋對各種疾病導(dǎo)致的脊髓空洞，髓內(nèi)搏動壓理論都能給出令人信服的解釋。在這些疾病中，脊髓外傷、腫瘤、炎癥等疾病會導(dǎo)致蛛網(wǎng)膜下腔的梗阻，因而可用原理A、B、C來解釋。不完全梗阻時，腦脊液下傳受阻，腦脊液搏動壓一部分經(jīng)脊髓向梗阻區(qū)遠(yuǎn)端傳遞，一部分返折進(jìn)入梗阻區(qū)近端。第28頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三同時，梗阻區(qū)腦脊液流速加快，可達(dá)8㎝/秒[14]，因而還要考慮流體的Venturi效應(yīng)，這樣臨床上脊髓外傷病人常常在病變兩端都有空洞[13]。如果是椎管內(nèi)腫瘤，梗阻范圍較大一些，則搏動壓不易下傳，只能返折進(jìn)入近端，形成梗阻區(qū)近端空洞。這揭示了椎管內(nèi)腫瘤并發(fā)空洞以頸段多見的原因[19]。第29頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三如果存在脊髓拴系系則原理D、F可加速空洞的發(fā)展。對于Chiari畸形所并發(fā)的空洞，其原因主要有原理C來解釋。這與蛛網(wǎng)膜下腔存在固定的梗阻區(qū)不同。疝下的小腦扁桃體在枕大孔區(qū)形成一動力性梗阻，在心動周期過程中，小腦扁桃體大幅度的上下運(yùn)動推動腦脊液形成脈沖樣的壓力波。這種壓力超過正常的腦脊液波動壓，推動腦脊液向遠(yuǎn)端傳遞。在這種情況下，蛛網(wǎng)膜下腔一些不明顯的狹窄就會變成已明顯的梗阻。第30頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三如頸膨大、腰骶膨大及神經(jīng)根、齒狀韌帶等組織。導(dǎo)致Venturi現(xiàn)象發(fā)生，空洞出現(xiàn)。因而Chiari畸形所并發(fā)的空洞并不局限于頸段，而是會出現(xiàn)在椎管的任何節(jié)段。但以上中頸段多見，而頸段的顱內(nèi)部分較少見，這是由于向下運(yùn)動的小腦扁桃體施加一反作用力造成的。如果Venturi效應(yīng)的影響大于這一反作用力，則會導(dǎo)致顱內(nèi)頸段出現(xiàn)空洞。第31頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三有時在枕大孔處存在蛛網(wǎng)膜粘連，形成完全或不完全梗阻，從而形成空洞，這可用原理A、B來解釋。另外，Chiari畸形所導(dǎo)致的腦與脊髓的順應(yīng)性降低50%左右,這大大加強(qiáng)了顱內(nèi)和上頸段腦脊液的壓力，分別達(dá)2.3mmHg、4mmHg。在收縮期，顱內(nèi)、上頸段腦脊液的壓力可達(dá)20㎜Hg、10mmHg[20]。第32頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三因而由于小腦扁桃體的強(qiáng)有力的向下推動，把頸段蛛網(wǎng)膜下腔變成一個高壓裝置。這增強(qiáng)的壓力被擴(kuò)張的鞘囊所吸收，并很快通過鞘囊回縮釋放出來，這回縮的鞘囊也會加快腦脊液的流速促使空洞形成。另外，空洞形成后，局部脊髓增粗，導(dǎo)致蛛網(wǎng)膜下腔梗阻，加強(qiáng)空洞形成，形成惡性循環(huán)，促使空洞擴(kuò)展。第33頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三總之，新理論的提出回答了臨床上許多疑問。是迄今為止比較有說服力的一種新理論。第34頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三個人體會：綜上所述，脊髓空洞的發(fā)生也許可以理解顱、脊的順應(yīng)性下降所致。可以看出，空洞形成的根源力量在于