Chiari畸形Ⅰ型合并脊髓空洞癥的診斷與治療進展

黃南勇,劉 俊,姚浩群

(南昌大學第一附屬醫院骨科,南昌 330006)

Chiari畸形(chiari malformation,CM)被定義為一系列后腦異常,包括小腦、腦干、顱底、頸髓及顱頸交界區的其他畸形,依據形態和解剖缺陷嚴重程度分為5種類型,其中以CM Ⅰ型最常見,常合并脊髓空洞癥(syringomyelia,SM)[1]。CM是一種罕見的顱腦交界性疾病,一項兒科研究報道其兒童發病率為1/1280[2]。國內外學者對CM的病因、發病機制各說紛紜,爭論主要集中在手術方式的選擇。本文就近年來CM及SM的發病機制、CM Ⅰ型合并SM的診斷及治療研究進展進行綜述,旨在為臨床尋找CM Ⅰ型合并SM的最佳診療方案提供參考。

1 CM及SM的發病機制

多數文獻一致將CM分為后天性和先天性,NISHIKAWA等[3]認為后天性主要是由于創傷、顱內疾病、脊髓空洞腹腔分流術等引起;而先天性畸形主要是由于中胚層發育不良或滯后導致后顱窩容積小于正常人,出生后發育正常的腦組織被有限的后顱窩區域過度擠壓而向下疝出至椎管內,進而引發一系列臨床癥狀[4]。LABUDA等[5]的假說解釋了顱頸畸形、腦脊液(cerebrospinal fluid,CSF)流體動力學和頸椎管區域順應性降低的組合是如何導致成人CM癥狀的發生,其認為脈壓會在咳嗽、打噴嚏和體力消耗等活動中增加,脈壓的增加進一步降低了頸椎蛛網膜下腔的順應性,加快了椎管中CSF的流速,并進一步增加了反饋回路中的脈搏壓,這種較低的順應性加上同水平的CSF阻力將誘發更大的神經組織運動和應變,進一步對小腦、腦干和頸脊髓造成微觀結構損傷,并逐漸加重導致出現癥狀。

SM的發病機制主要分為以下幾種學說:1)水錘效應學說。由于先天發育異常導致枕骨大孔環區狹窄,加之此處存在諸多的組織結構,CSF的正常循環通路受到很大程度的限制甚至阻斷。GARDNER等[6]認為在CSF梯度形成及其搏動的雙重因素下,異常發育的顱后窩堵塞第四腦室CSF循環通路導致脊髓中央管不斷擴張,最終形成SM。2)WILLIAMS[7]提出的“抽吸樣效應學說”。由于枕骨大孔區的解剖狹窄,當患者在咳嗽、打噴嚏等用力活動時,上端的狹窄與下端的外力導致顱內壓逐漸升高并超過椎管內壓力,加上小腦扁桃體呈現的活塞作用,導致脊髓蛛網膜下腔內的液體不斷通過枕骨大孔進入第四腦室,最終導致SM的不斷擴大延伸。3)OLDFIELD等[8]以MRI動態成像技術為基礎,建立的“脊髓實質滲透學說”。通過對CSF、空洞液體流動進行檢測,SM可能與小腦扁桃體下疝時形成阻塞有關聯,顱頸交界區CSF流動會受到影響,從而導致CSF受壓力影響經脊髓血管間隙滲入髓內,從而形成SM。

KUMAR等[9]認為CM與SM發病機制有關的第一要素是時間,其認為小腦扁桃體下疝畸形是一種后天性疾病,在不合并SM的CM患者中,小腦扁桃體下疝達到最終位置所需的時間可能更短,并會與顱頸區域腦干發生沖突,患者出現癥狀的時間更早,但這個時間不足以引起SM的形成。在CM患者中發現CSF在枕骨大孔內的同步雙向流動,CSF阻滯或許是可逆的,將小腦扁桃體下疝視為一種動態現象,小扁桃體代償性搏動可以間斷緩解枕骨大孔區神經組織的壓力[10]。影響CSF滲透到脊髓中的因素之一是頸脊髓本身對壓力調整的順應性[11],但這個因素是不可預測的,也沒有已知的方法可以確定其在正常和病理條件下的相關性,而且小腦扁桃體下疝發生在哪個時間點上以及下疝引起的梗阻需要持續多長時間患者才開始出現癥狀,這些目前都無法確定。

2 CM Ⅰ型的診斷及臨床表現

由于疾病的發展較慢,病程較長,加之早先的影像學檢查單一、有創且準確性較低,故在磁共振成像(MRI)技術出現之前確診本病十分困難。MRI能從多角度、多平面以及根據不同組織顯影的差異去判斷小腦、腦干和頸髓的情況,所以是最有價值的診斷方法,常常用于評估枕頸區異常解剖結構對脊髓神經的影響范圍和程度。目前認為在MRI正中矢狀位上,小腦扁桃體下疝至枕骨大孔平面以下5 mm即可診斷為CM[12]。隨著現代影像技術的迅猛發展,相位對比磁共振影像技術(PC-MRI)受到了許多國內外學者的認可,PC-MRI能夠通過定性、定量評估檢測術前術后CM患者枕骨大孔區CSF流速的變化,預測患者預后情況和評估減壓手術的效果,在臨床上逐漸替代了靜態形態測量分析的方法[13]。

依據形態和解剖缺陷的嚴重程度可將CM分為5種類型:CM Ⅰ型是最常見的一種,常在行上頸椎MRI檢查時被偶然發現;CM Ⅱ型表現為部分腦干、小腦和小腦扁桃體蚓部突出枕骨大孔;CM Ⅲ型表現為后腦(伴或不伴有腦干)突出到枕骨大孔以下或硬腦膜膨出;CM Ⅳ型合并嚴重的小腦發育不全,類似于原發性小腦發育不全;CM Ⅴ型是最嚴重的變異,表現為小腦發育不全,枕葉下降至枕骨大孔以下。另外有學者[14]提出了CM 0型以及CM 1.5型的存在。除CM Ⅰ型外,余分型較少見,常合并脊柱裂、脊髓脊膜膨出、腦積水、小腦發育不全等,疝入枕骨大孔的組織除部分小腦扁桃體外,還有腦干甚至第四腦室。CM Ⅰ型成年患者和兒童患者的發病率分別為0.9%和 0.6%[15]。其中CM Ⅰ型患者中有30%～70%的成人合并有SM,1%～3.6%的兒童合并有SM[16]。CM Ⅰ型的診斷不能單單拘泥于影像學的結果,患者的臨床表現同樣也是疾病發生發展的重要提示。所有CM Ⅰ型患者均出現神經系統癥狀,包括神經性疼痛、感覺障礙、肢體麻木無力和共濟失調等,其中大約80%的患者出現最常見的頭痛癥狀[17]。3歲以下兒童的常見表現是睡眠呼吸障礙或吞咽困難,其發生率為24%～60%[18]。脊柱側彎也是CM Ⅰ型合并SM患者病程后期會出現的臨床表現之一[9]。大約有13%～36%的CM Ⅰ型患者會出現脊髓側彎,而CM Ⅰ型合并 SM的患者發生脊髓側彎的概率為71%～85%[19]。分析大量兒科人群的MRI檢查結果[20]發現,年齡、性別和脊髓狀態上均與脊柱側彎不存在獨立相關性,伴有SM的CM Ⅰ型患兒其脊柱側彎的發病率顯著增加,不伴有SM的CM Ⅰ型患兒其脊柱側彎的患病率與普通人群相同,這或許可以說明CM本身并不是脊柱側彎的誘因。由于CM Ⅰ型合并的脊柱側彎與特發性脊柱側彎難以鑒別,邱勇[21]根據個人臨床經驗將CM Ⅰ型合并脊柱側彎總結如下幾個特征:1)發病早,男多于女;2)胸彎多于腰彎;3)左胸彎多于右胸彎;4)后凸型胸彎多于前凸型胸彎;5)脊柱側彎的弧度變化不均勻,難于用現有的分類法進行分型;6)進展快。有研究[22]表明CM Ⅰ型的左旋脊柱側凸可以與特發彎的右旋彎相鑒別。此外,CM Ⅰ型患兒還常合并寰樞關節半脫位,據研究[23]顯示其發病率高達14.7%。

3 CM Ⅰ型合并脊髓空洞的治療

3.1 減壓——解除高位梗阻及壓迫、恢復顱頸交界區的CSF循環

3.1.1 后顱窩骨性減壓術(PFD)

CM Ⅰ型患者的后顱窩容積明顯小于正常人,尤其是合并枕骨凹陷的患者。PFD手術旨在擴大枕骨大孔及后顱窩的容積,使顱頸交界處的CSF循環恢復正常。其手術核心步驟是充分暴露枕骨粗隆、枕骨大孔和寰椎后弓,咬骨鉗擴大咬除枕骨鱗部約3 cm×3 cm,咬除寰椎后弓約1.5 cm～2 cm[24]。此手術方式術后并發癥的發生率較低,有研究顯示CM Ⅰ型患者經PFD治療后臨床癥狀改善率為82.4%,但SM和小腦扁桃體壓迫癥狀術后并不能有效緩解[25]。李海洋等[26]認為PFD簡單易行,療效滿意,顱內感染及腦脊液漏的發生率低,但其改善SM的效果沒有后顱窩骨性減壓聯合硬膜成形術(PFDD)更顯著。

3.1.2 PFDD

PFDD在PFD基礎上松解粘連的蛛網膜、雙極電凝灼燒小腦扁桃體下極使其縮回至枕骨大孔,甚至可以部分切除小腦扁桃體下極,探查并解除第四腦室底部脊髓中央管開口處的梗阻,恢復CSF的流體動力學,使用人工硬膜或自體筋膜水密縫合硬腦膜以減少腦脊液漏的發生。對于硬膜的處理存在2種不同的觀點,李新軍等[27]采用硬膜外層剝離聯合人工硬膜貼敷術治療CM Ⅰ型患者,術后脊髓背側CSF流速最大值高于術前,此方法較全層切開硬膜的處理方式可靠、安全、有效。HU等[28]提出一種新型微創技術—硬腦膜劈裂減壓(DSD),即保留硬腦膜內層,無須打開硬腦膜,減少手術并發癥,縮短手術時間及住院時間。通過Meta分析發現,PFDD組相比PFD組患者術后臨床癥狀改善顯著,但PFDD組術后假性硬腦膜膨出的發生率較高[29]。肖陽等[30]認為擴大硬膜修補不僅可以真正意義上擴大枕骨大孔的容積,緩解后顱窩內神經組織的壓迫,還能有效預防術后粘連防止腦脊液漏的發生。王振宇等[31]在術中率先采用彩色多普勒超聲實時監測技術證實PFD術后僅有部分患者CSF流動恢復正常,而PFDD對于解除CSF流出道堵塞效果更顯著。PAPAKER等[32]在CSF血流MRI上評估了術前術后脊髓/脊髓比、脊髓長度以及導水管每搏量(ASV)的改善情況,觀察到臨床改善與ASV值增加之間存在顯著正相關關系,其認為ASV≤12 μL 是手術干預的重要預測指標,且多數患者SM在行PFDD術后消退。

3.1.3 小腦扁桃體部分切除

在上述基礎上,顯微鏡下鈍性剝離,雙極電凝燒灼或行軟膜下切除小腦扁桃體下極,鈍性分離疏通第四腦室流出道,止血充分后外敷人工硬膜水密縫合硬膜。何勇等[33]不建議行PFDD聯合小腦扁桃體切除術,其研究結果表明PFDD聯合小腦扁桃體切除術后并發癥發生率較高且遠期療效并無明顯優勢。ERDOGAN等[34]的研究表明小腦扁桃體部分切除與否對于CM Ⅰ型患者而言其療效無明顯差異,同樣不提倡對小腦扁桃體進行部分切除。PFDD對 CM Ⅰ型患者而言已經是一種安全有效的手術方式,這種手術方式的預后最佳,無須過多的手術干預[35]。綜合上述,PFDD相對于單純PFD而言更有助于術后患者癥狀的改善,而對于是否需要對下疝的小腦扁桃體進行切除方面意見不一致,多數學者認為盡管切除小腦扁桃體在改善CM Ⅰ型患者術后神經癥狀及體征方面有效果,但手術技術要求高以及術后并發癥較多等因素成為許多臨床醫師擔憂的重點。

3.2 分流——釋放脊髓空洞壓力,恢復脊髓功能

3.2.1 脊髓空洞-蛛網膜下腔分流術(SSS)

術前MRI定位脊髓空洞最大的節段,術中切除對應的1～2個椎板,切除過多時應注意術后脊柱不穩的情況發生,可行相應節段的椎弓根螺釘內固定。顯微鏡下逐層切開硬脊膜掛線懸于兩側,切開透亮的蛛網膜后,于脊髓組織后正中且表面無血管覆蓋的區域沿脊髓組織走行縱行切開,長度約3～4 mm,撐開脊髓并探查脊髓空洞分隔,可見空洞內積液流出,將T型引流管(長5～6 cm、直徑1 mm)一端置于脊髓空洞上下兩側,另一端為T管流出口,用縫線適當固定于蛛網膜上,最后硬脊膜覆蓋T管并水密縫合。范濤等[36]研究進一步證實SM的形成與第四腦室及脊髓中央流出管的CSF梗阻相關,其基于不同CSF流動的類型選擇不同的減壓手術,結果顯示均可有效恢復CSF流體動力學改變。SOLEMAN等[37-39]的研究建議無癥狀或輕度癥狀的患者選擇非手術治療并進行長期大量的臨床隨訪,提倡手術經驗豐富的外科醫生使用SSS治療合并持續性或重度進展性SM的CM Ⅰ型患者。

3.2.2 脊髓空洞-胸膜腔分流術

疾病進展后期蛛網膜下腔壓力與SM內壓力基本平衡,使用分流管將脊髓空洞腔與胸膜腔相連,利用胸膜腔的負壓吸引作用對脊髓空洞內積液進行分流,天然的負壓也保證了引流的可持續性,大大降低了堵管的發生。但術后患者發生胸膜腔相關疾病,如創傷性血氣胸、感染、結核病等,往往會導致手術分流失敗甚至危及患者生命[40]。脊髓空洞-胸腔分流術相對于其他手術而言具有術后并發癥低、創傷小及臨床療效滿意等優勢,若原發病治療無效或特發性SM患者則可將其視為最終抉擇[41-42]。FAN等[43]在其研究中為PFD手術失敗的CM Ⅰ型患者采用脊髓空洞-胸腔分流術,所有患者術后SM均得到改善,其認為盡管脊髓空洞-胸膜腔分流術是一種安全且有效的技術,但不會將此種分流方式作為首選。

3.2.3 脊髓空洞-腹腔分流術

對于不斷發展的SM患者,脊髓空洞-腹膜分流術也是一種有效的外科技術。NAITO等[44]發現SM及空洞周圍神經退變的患者,在行脊髓空洞-腹腔分流術后幾乎沒有表現出任何優勢,腹腔分流術似乎可以導致SM的塌陷,但不能控制SM周圍的局部退變現象,而此種退變現象可能與術后新發的脊髓癥狀有關。其次,脊髓空洞-腹腔分流術不適用于頸段SM患者,過長的分流管會導致術后出現導管脫管或堵塞的情況,導致患者病情無緩解甚至加重。對于合并胸腰段SM的CM Ⅰ型患者而言,腹腔分流術就展現出其優勢,盡管腹腔的壓力基本與SM壓力相等,但由于高低勢能差的存在可以利用虹吸原理使SM內液體引流至低位腹腔中。更重要的一點是腹膜具有強大的吸收作用,完全不用擔心引流到此處的液體會對患者預后有任何影響。

3.3 其他

寰樞椎脫位同樣會導致CM的發生。為了充分恢復寰樞椎解剖復位及寰枕區減壓作用的最大化,李新軍等[45]提出在原有寰枕減壓技術上進行改良,切除寰椎后弓并聯合枕頸內固定,具有術后并發癥較少、癥狀體征較術前改善顯著及脊髓空洞恢復效果滿意等優勢。

4 預后評估

采用日本矯形外科協會評分(JOA)及頸椎功能障礙指數問卷(NDI)評估患者的術后療效是目前較為基礎的方法,但僅用以上方法評估CM Ⅰ型患者術后的隨訪結果往往會存在主觀偏倚。ALIAGA等[46]推薦聯合使用更客觀有效的芝加哥Chiari預后量表(CCOS),使用4種術后結局類別(疼痛、非疼痛癥狀、功能和并發癥),其中疼痛癥狀主要表現為頭、頸、肩背部及四肢等疼痛,非疼痛癥狀包括非疼痛感覺相關及非疼痛運動相關癥狀,功能方面主要是根據患者是否有履行日常責任的能力去評分,并發癥包括一般、一過性及持續性并發癥等,以上各類別有4個等級,總分為 16,分數越低表示脊髓功能受損越嚴重預后越差,并規定評分結果4～8分為惡化、9～12分為穩定、13～16分為改善。Chiari癥狀譜(CSP)[47]在評估CM Ⅰ型患者術后臨床癥狀與體征方面具有很好的可靠性及實用性,其方法是以調查問卷形式測評包括“體征、功能、心理及社會功能”在內的57個特殊問題。SHORE評分[48]通過提供的術后結果來實現個性化期望,是針對CM Ⅰ型減壓手術術后改善的新型預測工具,可以將其作為臨床決策的補充。相信隨著臨床醫生對以上預后評估系統進一步改進和統一,預后量表的主觀偏倚將大大降低。

5 小結

臨床醫生們仍在致力于尋找針對CM Ⅰ型合并SM患者的最佳診療方案,可能同一種手術所帶來的療效會因外科醫生的經驗而表現出差異,但手術的最終目標是不變的,都是為了緩解腦干壓迫和腦神經扭曲、恢復腦脊液穿過枕骨大孔的正常流動,消除任何可能導致SM的病因/誘因,以及解除高位小腦扁桃體的壓迫癥狀。PFD/PFDD均可在一定程度緩解癥狀,但小腦扁桃體部分切除往往會導致術后發生較多的并發癥,多數學者認為不建議將其作為常規術式。其次,不論是PFD/PFDD還是脊柱創傷后椎管減壓術或蛛網膜粘連松解術,都旨在重建通暢的生理性腦脊液流動,脊髓空洞分流術本質上是一種預防性治療,建議在疾病的早期階段進行,采取不同類型的分流手術均可取得一定的臨床療效,均可一定程度地緩解脊髓癥狀。同時在創傷后或炎癥穩定后進行硬腦膜重建及脊髓空洞分流術,可使SM加速塌陷,脊髓功能恢復的效果立竿見影,對患者的遠期預后大有裨益。

盡管CM Ⅰ型合并SM的診療存在著諸多矛盾,在揭開CM的“神秘面紗”前,明確病因及發病機制是尋找最優化診療方案的首要條件。在此之前需要達成的共識是:CM Ⅰ型合并SM的未來治療方向包括先進的PC-MRI成像技術的成熟,更廣泛地使用術后多模塊預后評估系統,更大規模的臨床研究結果以及結合藥物和顯微外科手術技術進一步地改進與提高,相信不久的將來CM Ⅰ型患者均可獲得最優化的臨床診療方案,獲得良好的生活質量與積極向上的生活態度。