脊髓损伤神经功能变化随访与预测模型

蔡亚飞，洪毅,2，王方永,2

1.首都医科大学康复医学院，北京市 100068；2.中国康复研究中心北京博爱医院脊柱外科，北京市 100068

脊髓损伤是脊柱骨折最严重的并发症。由于椎体的移位或碎骨片突出于椎管内，使脊髓或马尾神经产生不同程度的损伤。胸腰段损伤使下肢的感觉与运动产生障碍，称为截瘫；颈段脊髓损伤后，双上肢也有神经功能障碍，称为四肢瘫痪，简称四肢瘫。

脊髓损伤是脊柱脊髓外科常见严重疾病，近年来随着交通运输、建筑业、矿业等的发展，脊髓损伤患者日渐增多，且多发生于青壮年。损伤后除导致肢体瘫痪外，还伴有多种严重的并发症，不仅给患者本人带来极大痛苦与残疾，也给家庭和社会带来很大负担。脊髓损伤的治疗与功能康复已成为全球关注的重要课题。

脊髓损伤年发病率[1]在美国约为27.11/100万～77.02/100万，粗略估计每年新发病例约1.2 万～2 万例。全世界创伤性脊髓损伤(traumatic spinal cord injury,TSCI)的发病率约3.6/100 万～195.4/100万，研究不同脊髓损伤平面以及损伤程度的患者功能是否能改善、改善的时间，以及根据急性损伤时的相关因素预测脊髓损伤患者预后，对于判断患者预后、合理制定康复计划具有重要意义。

1 康复评价量表以及随访时限的选择

1.1 量表的选择

脊髓损伤不仅带来功能障碍，还有心理障碍，因此采用合适的量表来判断预后很重要。美国脊髓损伤协会(American Spinal Cord Injury Association,ASIA)颁布的2011年修订版国际脊髓损伤神经分类标准[2]为国际公认的脊髓损伤分级量表，临床应用广泛，对于指导治疗和预后有很大意义。

ASIA 残损分级(ASIA Impairment Scale,AIS)A 级为完全性脊髓损伤，指在骶段(S4～S5)无任何感觉和运动保留；B 级为不完全损伤，在损伤神经平面下包括骶段存在感觉功能，但无运动功能；C 级为不完全损伤，在损伤神经平面以下存在感觉和运动功能，但大于一半关键肌的肌力在3 级以下；D 级为不完全损伤，损伤平面以下存在感觉和运动功能，且大于一半关键肌的肌力大于或等于3级；E级为正常，感觉和运动功能正常。

ASIA 运动功能评分(ASIA Motor Score,AMS)采集患者20个关键肌群肌力，包括双侧上肢的肘屈肌群(肱二头肌、肱肌)、腕伸肌群(腕长、短伸肌)、肘伸肌(肱三头肌)、中指屈肌、小指外展肌；双侧下肢的髋屈肌(髂腰肌)、膝伸肌(股四头肌)、踝背屈肌(胫骨前肌)、拇长伸肌、踝背伸肌(腓肠肌、比目鱼肌)。检查患者各动作时，0 分为无肌肉活动；1 分为可触摸到或看到肌肉活动；2 分为去除重力位下全关节范围活动；3 分为可抗重力全关节范围活动，但不能抗阻力；4 分为可抗较小阻力运动；5 分为可抗较大阻力完成全关节范围活动。累加总分得出AMS评分，满分100分。

感觉评分检测患者左右各28个皮节(C2至S4‑5神经根支配区域)，共56 个关键点感觉功能。轻触觉(light touch,LT)为使用棉签依次接触患者各皮节，0 分为感觉消失，1 分为感觉减退，2 分为感觉正常(与面部感觉相同)，56 个关键点分数相加得总分，满分112 分。针刺觉(pin prick,PP)为使用别针检测，0 分为感觉消失或不能区分钝头和锐头，1 分为感觉减退，2 分为感觉正常(与面部感觉相同)，相加得总分，满分112分。

功能独立性评定(Functional Independence Measure,FIM)大多用来判断患者生活质量，但是此量表并不是专门为脊髓损伤患者制定的，评价起来过于繁琐。脊髓独立性评定量表(Spinal Cord Independence Measurement scale,SCIM)是专为脊髓损伤患者制定的量表，最新版本为第三版[3]。该量表不仅考虑神经功能和生活自理能力，而且考虑心理等，因此适用于评价脊髓损伤后患者生活功能，但临床应用较少。

1.2 随访时限

选择最佳的随访时间一直是临床试验和队列研究设计的挑战。神经功能恢复至平台期的时间尚不确定，因此最低随访时间没有达成一致意见。因此需要通过大样本、长期预后随访研究。

患者出院后的最后一次神经学检查，通常在伤后2～3 个月，也有人选择6个月或12个月，根据一般惯例和一些个人研究的结果，把恢复时间定为受伤后6～12 个月[4‑5]。然而一些研究报道[6‑7]，伤后1年也有较高的恢复率，甚至高达35%。

Khorasanizadeh 等[8]的Meta 分析纳入114 项研究，报道19 913 例TSCI患者AIS/Frankel 改变，6920 例患者AMS 改变。AIS/Frankel 转化率A 级患者为19.3% (95%CI16.2～22.6)，B 级为73.8% (95%CI69.0～78.4)，C 级为87.3% (95%CI77.9～94.8)，D 级为46.5% (95%CI38.2～54.9)。不同AIS 分级患者神经功能恢复有显著差异，依次为C ＞B ＞D ＞A。损伤部位也是脊髓损伤恢复的重要预测指标，恢复率遵循以下模式：腰椎＞颈椎和胸腰椎＞胸脊髓。穿透性脊髓损伤(主要为枪伤)更容易导致完全损伤，穿透性TSCI的恢复率明显比钝性损伤低(OR=0.76,95%CI0.62～0.92,P=0.006)，恢复率与随访时间呈正相关，但是不包含锐器伤患者的随访研究。

随访时间约6个月或更短的研究与长期(3～5年)随访的研究相比，不完全性脊髓损伤的恢复率较低。Khorasanizadeh等[8]证明TSCI后的神经恢复显著依赖于是否为完全性脊髓损伤，但与治疗类型或受伤部位无关。基于这些结果，建议包括不完全性的TSCI患者神经功能研究至少随访12个月。

2 预后

Waters 等[9‑12]关注不同损伤水平脊髓损伤患者的运动和感觉恢复，进行了一系列的相关研究，证实完全性和不完全性四肢瘫和截瘫患者，有不同的运动和感觉恢复潜力。Ditunno等[13]研究TSCI的功能状态，在ASIA/国际医疗截瘫协会(Inter‑national Medical Society of Paraplegia,IMSOP)分级系统之前根据Frankel 分级标准。Ditunno 等认为Frankel 分级C 和D (相当于AIS分级C和D)的患者出院后，比分类为Frankel分级A或B(相当于AIS分级A和B)的患者获得更多的功能改善。

可能是因为数据收集所需时间较长，长期随访研究较少。尽管不同的研究小组采用不同的随访时间，人们通常认为不同的脊髓损伤平面患者在6 个月～1年会出现神经功能改善。在Curt 等[14‑16]的长期随访研究中，不同损伤水平与AIS 分级的TSCI患者，均在住院和出院之间FIM 评分变化最大。1年后损伤功能状态很少显示大的改善。一项研究显示，53例完全性脊髓损伤患者经早期椎管减压手术治疗后，其中15例随访6个月时转换为不完全性脊髓损伤[17]。

3 预后的预测因素

3.1 年龄

脊髓损伤在青少年中并不常见[18]，最常见的原因是车祸、跌倒及运动相关损伤。关于青少年脊髓损伤报道比较少。老年人伤后第一年的死亡率与年轻的患者相比较高[19]。

3.2 局部血供情况

损伤严重程度(Injury Severity Scale,ISS)是一个解剖评分系统[20]，为有多重损伤的患者评估整体受伤情况。ISS 评分严重创伤后死亡的独立预测因子，并且与残疾和住院治疗密切相关[21]。在一级创伤中心接受脊髓损伤的治疗，创伤的严重程度与不利结果显著相关[22]。也有报道支持大脑损伤对功能结果和社区融合的负面影响[23]。研究并发创伤性脑损伤的脊髓损伤患者预后时，必须把脑损伤考虑进去[24‑26]。

脊髓锐器伤(spinal cord stab injury,SCSI)作为一种开放性损伤，更容易发生脑脊液(cerebrospinal fluid,CSF)渗漏和失血性休克，进而影响脊髓的血液供应。Hall 等[27]在动物研究中发现，脊髓白质血流量(spinal cord white matter blood flow,SCBF)的增加或减少与损伤后心血管参数(平均动脉压、心率)、血气(PCO2、PO2和pH值)的变化没有相关性。而Horn等[28]在脊髓损伤动物模型中发现，经脑脊液引流有效的动物具有较低的鞘内压力和较低的组织损伤。因此，Horn 等认为脊髓损伤时的低灌注机制可能影响神经功能。

目前，利用对比增强超声(contrast‑enhanced ultrasound,CEUS)可以定量分析恒河猴急性脊髓损伤时的脊髓灌注[29]。损伤中心为低灌注区，邻近区域为高灌注区。

3.3 损伤严重程度分级

Wilson等[30]系统回顾25篇文献发现，损伤时的AIS 分级是TSCI后神经功能预后的最重要预测因子。此外，他们认为完全性胸脊髓损伤较完全性颈脊髓损伤预后差，然而，在不完全性脊髓损伤方面却不是这样的结论。Al‑Habib 等[31]系统综述显示，神经系统的恢复明显与损伤严重程度相关。多项研究认为，完全性颈脊髓损伤的预后较完全性胸脊髓损伤好。

Khorasanizadeh等[8]的Meta分析显示，完全性(A 级)脊髓损伤患者19.3% (95%CI16.2%～22.6%)有至少1 级的神经功能改善。许多因素，包括并发脑外伤、中毒、机械通气、脊髓休克、血流动力学不稳定、剧烈疼痛和神志不清等会干扰最初的神经学检查信度，尤其是检查在伤后最初几小时或几天内完成[32]。因此，报告转化率高的患者，可能本来就是不完全性脊髓损伤[33‑34]。然而，那些脊髓损伤后数月的患者，仍可部分恢复神经功能[35]，证明完全性脊髓损伤并不是固定不变的。受伤的严重程度历来被认为是最重要的脊髓损伤恢复的预测因子。

Khorasanizadeh等[8]多元回归分析显示，不同脊髓损伤严重程度等级的神经功能恢复顺序为C ＞B ＞D ＞A。这表明，随着损伤严重程度降低，AIS/Frankel 转换率和AMS 的变化速率显著增加，但AIS D 的患者除外，其改善程度明显低于那些被归类为AIS B 或AIS C 的患者。相对缺乏恢复的最可能原因是由于AIS评定、Frankel和AMS中的天花板效应。

3.4 损伤部位

对于钝性损伤，完全性胸脊髓损伤患者预后更差，有以下几个原因可以解释。首先，胸腔被胸椎、肋骨和胸壁的肌肉保护得很好，所以任何可能造成完全性胸脊髓创伤的，都很可能是毁灭性的高能创伤，从而导致更严重的神经破坏。第二，胸部区域椎管相对狭窄，几乎没有给脊髓留下外部挤压空间。第三，因为胸脊髓位于脊髓血液循环的分水岭区，它更容易因血管盗血现象而造成损伤时血供短暂不足，尤其是考虑到胸脊髓损伤常有更多的机会并发心肺损伤[31,36]。

腰椎损伤比颈、胸、胸腰段的损伤预后较好。这可能是由于腰椎椎管内存在的是马尾神经根而不是脊髓。较低的运动神经元或外周神经根具有自我修复能力和伤后神经发芽[37]，该区域空间较大，从而为“根逃逸”现象提供了可能。

Khorasanizadeh 等[8]的Meta 分析显示，颈脊髓损伤AMS 平均改善20.3分(完全性8.7，不完全性26.6)，胸腰椎脊髓损伤平均改善7.0 分(完全性0.9，不完全性15.4) (P＜0.001)。主要是因为截瘫患者上肢神经功能完好，AMS 分数提升范围更小，因此存在天花板效应。此外，由于T2‑12不包含任何关键肌，因此无法人为检测运动恢复情况，任何有意义的运动恢复，可能需要神经远距离恢复至腰神经水平。

半切综合征(Brown‑sequard Syndrome,BSS)[38]通常是脊髓锐器伤的结果，伴有上升的外侧脊髓丘脑束和下降的外侧皮质脊髓束的破坏。而只有3%TSCI表现为BSS。临床上，BSS 表现为同侧肢体本体感觉与运动丧失，而对侧痛温觉消失，轻触觉通常不会受到影响。75%～90%的BSS 患者康复后，可再次获得独立行走的能力[39]。

3.5 治疗

伤后8 h 内接受减压手术的患者比伤后8～24 h 接受手术的患者神经功能预后更好，且不增加不良反应发生率[40]。

成人随机前瞻性试验表明[41]，脊髓损伤患者可能在损伤后8 h 内受益于高剂量类固醇，青少年脊髓损伤使用类固醇的临床试验存在争议。在穿透性脊髓损伤中，类固醇可能增加感染的风险[42]。Enicker 等[43]总结51 例保留刀片的SCSI患者，发现由于术后感染的风险增加，不推荐使用类固醇，硬膜刺破并发脑脊液渗漏的患者，术后应定期使用抗生素。

另一种有争议的药物是单唾液酸四己糖神经节苷脂钠(monosialoganglioside,GM‑1[44])。在哺乳动物中枢神经系统细胞膜中发现GM‑1，具有生物学活性。动物实验表明，GM‑1能促进神经元出芽，增强神经生长因子的作用，并能阻止线粒体途径激活的细胞凋亡。Barros 等[45]研究显示，GM‑1 组患者对疼痛和触摸的敏感性高于对照组，但组间运动评分改善无统计学差异。而其他一些临床研究只能说明这种药物的安全性。在脊髓损伤部位给予GM‑1 的水凝胶制剂，不仅可以抑制凋亡和胶质瘢痕形成，促进神经元再生，提供神经保护，还可以促进运动恢复[46]。

4 脊髓损伤预后预测模型

加拿大Ludovic 等[1]在急性住院期间记录潜在的预测神经功能的因素，包括年龄、性别、损伤类型、并发症、AIS、AMS、LT、PP、ISS、创伤性脑损伤和从创伤到手术的延迟时间。对以上数据与1年后随访得到的患者SCIM 评分行线性相关回归分析，发现4 个相关变量，公式为SCIM 评分(1年随访,%)=69.2+0.283(LT)+(AIS)-0.589(ISS)+0.134(AMS)，OR值为0.57。

AMS 已被证实与脊髓损伤预后相关，损伤平面以下区域感觉的存在与预后功能恢复存在正相关[18]。LT 得分高于PP[47]。这种差异可能是由于PP 检查更复杂，或者是脊髓后柱不同受伤的程度影响脊髓丘脑传导系统程度不同[48]。

5 展望

目前世界各地都在研究脊髓损伤预后，各种研究采用不同的样本量，采取不同的量表，不同的时间间隔，得出许多不同的结论，存在诸多矛盾之处，许多未发现的预后预测因素尚待研究。

总之，应根据不同研究目的采取不同的评估量表、研究方法、随访时限等，研究患者短期与长期预后。分析潜在的预后预测因素，对于判断患者预后，合理制定康复计划具有重要意义。