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脊髓损伤水平与分类

Wise Young, Ph.D., M.D.

患脊髓损伤的人常被告知在脊髓哪个水平损伤了、是“完全”还是“非完全”损伤、以及根据美国脊髓损伤协会(ASIA)分类为A、B、C、D或E。脊髓损伤水平、完全和非完全损伤、以及脊髓损伤分类有什么意义呢?在本文中我将尝试解释目前普遍接受的脊髓损伤水平和分类。

脊椎与脊髓节段水平

脊髓位于脊柱内。脊柱由一系列脊椎组成。脊髓本身的“神经”节段水平是根据脊椎之间进出脊柱的脊神经根而定的。如图1所示,脊髓节段并不一定与脊椎骨一致。脊椎水平如左侧所示,而脊髓水平分别列为颈段(红色)、胸段(蓝色)、腰段(绿色)和骶段(灰色)。

脊柱有7段颈椎、12段胸椎、5段腰椎和5段骶椎。脊髓比脊椎管短,通常止于腰1椎骨下方。颈1脊神经根在颈1脊椎骨上方穿出。没有颈8椎骨,因此颈8脊神经根从颈7和胸1之间穿出。胸1神经根从胸1和胸2之间穿出,腰5神经根从腰1和骶1之间穿出。

第一和第二颈椎支撑头部活动。颈1椎骨支撑头颅,称为寰椎。头颅后部是枕骨,枕骨与颈1椎骨之间的关节称为寰枕关节。颈2椎骨支撑寰椎的活动,称为轴椎。颈1与颈2椎骨之间的关节为寰轴关节。颈段脊髓的神经支配膈肌(颈3)、三角肌(颈4)、二头肌(颈4-5)、腕伸肌(颈6)、三头肌(颈7)、指屈肌(颈8)以及手部肌肉(颈8-胸1)。

十二节胸椎与肋骨相连。脊神经根形成肋间神经,行走于肋骨底部,与肋间肌相连,并与皮节相关联。约5%的人有退化了的第13肋骨。脊髓正好止于腰1下方。脊髓圆锥是脊髓尖部。圆锥下,腰2至骶5的脊神经根形成马尾。下腰段脊髓损伤常伤及腰膨大。腰骶脊柱受损都会导致腰骶膨大的损伤。

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  Figure 1. Spinal cord and vertebral levels.
   

综上所述,脊椎和脊髓节段的水平并非全部一样。脊髓上端,前二个颈段脊髓大致与前二个颈段脊椎水平相当。但颈3至颈8段脊髓位于颈3至颈7脊椎之间。同样,在胸段脊髓中,前二个胸段脊髓大致与前二段胸段脊椎水平相当。但胸3至胸12脊髓段位于胸3至胸8之间。腰段脊髓位于胸9至胸11椎骨之间,而骶段位于胸12至腰1椎骨之间。脊髓尖或称脊髓圆锥位于腰2脊椎水平。腰2以下只有脊神经根,称为马尾。

运动和感觉功能检查

每段脊髓都支配一片皮肤,称为皮节。皮节可以通过某特定点来测轻触觉(本体感觉)和针刺觉(疼痛)。受同一脊髓段支配的肌肉称为肌节,但很少用肌节来检查,因为每块肌肉都有多段脊髓支配,而且肌节之间还有重叠。图2是从ASIA网站上所列的神经检查手册中摘出。推荐每个皮节用一特定点来检查,如图所示。ASIA神经检查中指定的肌群大体上太过简单化了。几乎每块肌肉都受二节或以上神经支配。

颈2皮节包括枕部和颈的上半部,而颈3包括下颈部直至锁骨。颈4皮节位于锁骨下。手臂的皮节不是很直观,颈5至胸2皮节在手臂外侧由近至远(颈5外侧上臂、颈6桡侧手部、和颈7中指),然后在手臂内侧由远到近(颈8尺侧手部、胸1内侧前臂、胸2内侧上臂)。胸3皮节又回到胸部,在乳头以上。乳头在胸4中间。肚脐在胸10中间。胸12在骨盆带之上,而腰1包括骨盆带和腹股沟。腰2和腰3在大腿前部,而腰4和腰5包括下腿的内外侧。骶1覆盖脚跟和腿中背部。骶2在大腿背部,骶3覆盖内侧臀部,骶4/5覆盖会阴部。

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图2. 脊髓感觉和运动分段。美国脊髓损伤学会推荐用这些皮节和肌肉进行检查。
   

十个肌群代表脊髓的运动功能。ASIA运动评分不包括腹部肌肉(即胸10-11),每节仅一块肌肉。这样,即使一个节段会支配其他肌肉,运动评分仍然使用肘屈肌(肱二头肌)代表颈5、腕伸肌代表颈6、肘伸肌(肱三头肌)代表颈7、指屈肌代表颈8、以及小指展肌代表胸1。髋屈肌(腰肌)代表腰2、膝伸肌(股四头肌)代表腰3、踝背屈肌(胫前肌)代表腰4、足母长伸肌代表腰5、踝跖屈肌(腓肠肌)代表骶1。

肛门检查在ASIA检查中是必检的。如果病人在肛门周围能感受到轻触觉或针刺觉、或者能够进行自主的肛收缩,不管其它结果怎样,按定义这就是不完全性损伤。严格地说,深部直肠感觉不算,但这仍可能是一好的征象。除非进行了肛门检查,否则无法进行ASIA分类。

总结来看,脊髓节段对应相应的身体运动和感觉区域。感觉区域称为皮节,皮节除了四肢外都是比较直接的。在手臂上,颈段皮节颈5至胸1在手臂桡侧有近(颈5)至远(颈6-8),再在手臂内侧由远至近(胸1)排列。在腿部,腰1至腰5皮节有近至远覆盖小腿前部,而骶节由远到近覆盖小腿背侧。

脊髓损伤水平

脊髓损伤的定义在神经学和康复学上是不同的:医生们对脊髓损伤常有不同的定义。对于同一神经学检查结果,神经科医生、物理治疗师和外科医生判断的损伤水平可能并不一样。神经科医生定义的脊髓损伤水平是显示功能异常的第一个脊髓段水平,而理疗师的定义是最靠近“完整”阶段的神经水平。这样,举例来说,如果一位病患二头肌功能丧失,神经科医生会说损伤的运动水平是颈5,而理疗师会说运动水平是颈4。许多外科医生把骨头的损伤水平作为损伤水平。由于脊髓较短,例如颈6脊髓位于颈5椎体水平,脊椎水平通常较神经水平低,但在脊髓恢复一个水平时二者可以一致。

  • 例如:最常见的颈部脊髓损伤伤及颈4或颈5。假设一位病患颈5椎体爆裂骨折,损伤可能包括颈4脊髓、颈4和颈5椎体之间进出脊管的颈5神经根、甚至在颈5和颈6椎体间出脊管的颈6脊神经根。这样的损伤可能由于颈5脊髓和脊根受损导致颈5皮节感觉功能丧失和二头肌肌力减弱。由于脊髓水肿(肿胀),开始时可能三头肌(颈4)肌力减弱,但可随时间恢复。由于脊髓损伤,颈5以下的功能也受损。针对上述情况,神经外科或神经科医生判定是颈5水平。但理疗师认为是颈4,因为颈4是最低的“完整”节段。

低段胸椎和脊髓水平: 脊椎和脊髓顺着脊柱往下二者差别越来越大,在胸段下部尤其明显。例如,胸12脊椎损伤可能导致腰2段神经损伤。腰1脊椎损伤仅损害圆锥和骶段脊髓。腰2脊椎损伤可能根本不损害脊髓,仅导致马尾损伤。

  • 例如:最常见的胸段脊髓损伤常伤及T11和T12脊椎。由于腰1至腰4脊髓段位于胸11和胸12脊椎椎管内,胸12脊椎损伤的病人可能会失去腰2至腰4皮节断的运动和感觉功能,包括小腿前部往下直到胫中水平。这样的病人可能会失去髋屈肌、膝伸肌、甚至踝背屈肌功能。骶段功能如肛门感觉和肛门括约肌控制可能会丢失。由于腰膨大灰质损伤,胸11或胸12损伤病人可能会软瘫,因为运动神经元受损。胸12椎体损伤也许会恢复某些腰2的功能,包括髋屈肌功能。

圆锥和马尾神经损伤:腰1或更低的脊柱损伤会损害称为圆锥的脊髓尖端、或者是马尾,“马尾”是脊神经根,在腰1至骶5椎管中下行,在相应的脊椎水平穿出脊管。腰2至骶5脊神经根在马尾中。严格地说,脊神经根是中枢神经系统外的。但马尾损伤后运动和感觉功能通常很难恢复,因为圆锥或马尾损伤可能使脊根内的运动神经元和感觉纤维受损,不能再进入脊髓。

  • 例如:马尾神经损伤是最常见的腰骶椎受伤的后果。脊根中的运动纤维来自脊髓中的运动神经元。靠近运动神经元的运动神经轴突损伤,可能导致某些运动神经元的损失。脊神经根中的感觉纤维来自脊管外的背根感觉神经节。这些神经元发出轴突周围神经以及轴突到脊髓。跨越中枢神经系统和周围神经系统屏障的轴突无法再生。脊根内成纤维细胞可以形成粘连性疤痕,可能引起疼痛,并引起进一步损伤、阻止神经再生。

完全和不完全损伤

多数临床医生都会将脊髓损伤分为“完全”或”不完全”损伤。传统上,“完成”意味着损伤部位或以下无自主运动、也无有意识的感觉功能。然而,这个定义往往难以适用。以下三个例子说明这个传统上完全和不完全性脊髓损伤定义的不足和模糊之处。

  • 部分保留区:有些人在损伤部位以下几个节段仍有部分功能,但在这些节段以下没有运动和感觉功能。这其实是相当普遍的。许多人有部分保留区。 这些人是“完全”还是”不完全”损伤?在什么水平?
  • 二侧的差异:某病人可能一侧有部分功能保留,但另一侧没有、或者在不同水平。例如,如果一个人一侧损伤是颈4水平,而另一侧是胸1水平,这个病人是否是完全损伤?在什么水平?
  • 功能恢复:某病人在损伤平面以下最初可能没有功能,但损伤部位以下后来恢复了运动或感觉功能。这位病人是“完整性”脊髓损伤?变成了“完全性”损伤?这不是一个简单的问题,因为如果某人进行一项临床试验,规定需“完全性”脊髓损伤,那么就必须确定是何时检查为“完全性”的。

美国脊髓损伤学会(ASIA)建议修改定义,根据是否存在肛门感觉和肛门括约肌收缩来定义是否为“完全性”脊髓损伤。大多数医生会认为如果一个人低于某一水平没有任何运动或感觉功能存在,那么这位病人就是完全性损伤。ASIA将这一标准加上逻辑限制,即如果某位病人存在有一个脊髓水平,低于这个平面就不存在任何神经功能,那么该病人就归类为“完全性”损伤。这样“完全性”脊髓损伤就简单定义为:代表骶髓最低段(骶4-5)的肛门和会阴区无运动和感觉功能。

决定以骶4-5是否有功能作为是否是“完全性”损伤的定义,解决的不仅是部分保留带盒外侧功能保留的问题,而且还解决了功能恢复的问题。事实证明,极少有骶4/5功能丧失的病人,能有自然恢复这些功能。如图3所示, 虽然这样简化了评估损伤是否是“完全性”的标准,但美国脊髓损伤学会仍决定,运动和感觉水平应该在二侧分别表示,并注明部分保留带。

asia_zone_of_pp.gif  Figure 3. Neurological level, completeness, and zone of partial preservation

损伤部位以下运动和感觉功能确实并不一定意味着没有轴突有穿过损伤部位。许多医师将“完全性”脊髓损伤等同于缺乏轴突穿过损伤部位。许多动物和临床资料表明,多达5-10%的动物或人最初损伤部位以下没有感觉和自主功能,但后来恢复了某些功能。如果是不完全性损伤,最近的研究表明,通过强化练习和操练,近90%将恢复了独立行走功能。再生和再髓鞘治疗的目标是让更多的人变成”不完全性”损伤。

脊髓损伤分类

很早以前医生就已开始使用临床分级来判定神经损失的程度。最初由斯托克斯曼维尔在二战前设计,20世纪70年代弗兰克尔推行开的,原计分办法将病人分为五类,即无功能(A)、仅感觉功能(B)、某些感觉和运动功能(C)、有用的运动功能(D)和正常(E)。美国脊髓损伤学会残损分级(AIS)沿用弗兰克尔分级,但与旧分级相比有几处重要差别。第一,AIS A的定义是骶4至骶5段运动和感觉功能缺失。第二,AIS B需要保留骶4至骶5的感觉功能。第三,AIS C有一个量化标准:损伤平面以下半数肌肉运动评分为3/5或以下。由于3分表示抗重力,这意味着有一半的肌肉肌力不超过自己重量。

这些变化大大提高了分类的可靠性和一致性。AIS的一种分类绕过前面所说关于“完全性”损伤的的含糊之处,就“完全性”脊髓损伤采取合乎逻辑的定义,即导致某脊髓段平面以下所有自主运动和有意识针刺和轻触觉丧失的损伤。同样,要求检查肛门感觉,使AISA B更加统一。另一方面,现在的分类根据单一的临床结果,肛门感觉或肛门括约肌自主收缩是否存在。如果没有进行该项检查、某些情况如手术不允许检查、周围神经损伤、或者其他病情损坏了肛门感觉或运动功能,那么这个分级就不适用。

原弗兰克尔分级要求医师评估下肢功能的作用。这不仅将主观因素引入分级,而且还忽视颈脊髓损伤患者的手臂和手的功能。为了解决这个问题,ASIA规定,如果超过一半的评估肌肉肌力小于3/5级病人将是一个AIS的C。如果不是,救归为AIS的D。AIS的E是大致为“正常”,在某种意义上说,运动和感觉评分应该是正常的。然而,这类病人可能有痉挛或强直、协调或平衡问题、或零星的肌无力。这些病人膀胱也可能有问题。ASIA分类系统并不针对这些问题。

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美国脊髓损伤学会残损分级(AIS) A表示在骶段 S4 - S5 无任何感觉或运动功能保留,为完全性脊髓损伤。

AIS分级B是感觉不完全性损伤,包括骶段 S4- S5在内尚存感觉功能。

AIS分级C是运动不完全性损伤,但半数以上关键肌肌力小于 3 级。

AIS分级D也是运动不完全性损伤,但半数以上关键肌肌力等于或大于3级。

AIS分级E表示感觉和运动评分“正常”。留意这类病人ASIA分类也为E。

ASIA认定五个不完全性的综合征。中央脊髓综合征是上肢肌力减弱重于下肢。布郎-塞卡综合征反映一侧脊髓损伤更大。脊髓前柱综合征损伤主要在脊髓前束,包括前庭脊髓束。圆锥和马尾神经综合征意味着圆锥或脊髓根损伤。

  Figure 4. ASIA Impairment Scale and Clinical Syndromes.  
       

小结

围绕着脊髓损伤水平、严重程度和分类相关的术语存在许多混乱。美国脊髓损伤学会努力去理清这些问题,并对用来描述脊髓损伤的语言进行规范化。现在与脊髓损伤相关的几乎所有主要组织都已经采纳美国脊髓损伤学会(ASIA)的分类方法。这使得世界各地用来描述脊髓损伤结果的术语更加一致。

© Wise Young

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