2026年09月16日发布 | 40阅读

【中国声音】宣武团队原创提出“脑脊液脉冲压力动态平衡假说”, 揭示脊髓空洞症发生与发展的原始动力

袁澄华

首都医科大学宣武医院

关健

首都医科大学宣武医院

陈赞

首都医科大学宣武医院

菅凤增

首都医科大学宣武医院

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近日,首都医科大学宣武医院神经脊柱中心关健、陈赞、菅凤增教授团队,依托原创术式微创蛛网膜下腔-蛛网膜下腔旁路搭桥术(Mis-SSB)及术中椎管压力波形临床监测数据,创新性提出“脑脊液脉冲压力动态平衡假说”。相关研究成果发表于脑脊液领域国际权威期刊、国际脑积水与脑脊液疾病协会(ISHCSF)会刊《Fluids and Barriers of the CNS》(影响因子7.2,JCR Q1)该研究实现从临床术式创新向基础发病理论突破的跨越,为全谱系脑脊液相关性脊髓空洞的诊疗带来全新理论框架。袁澄华博士为论文第一作者,关健、陈赞、菅凤增为通讯作者。

关键词:脊髓空洞症、脊髓损伤、Mis-SSB术式

01

从复杂病因中提炼统一机制

脊髓空洞症病因复杂。脊髓损伤、炎症、小脑扁桃体下疝畸形、脊髓拴系等多种疾病均可继发脊髓空洞。长期以来,不同亚型脊髓空洞的发病机制缺乏统一解释。本研究提出,病理性脉冲压力波,而非静态脑脊液压力,是各类脑脊液相关性高张力脊髓空洞发生、发展的原始驱动力。


该假说明确了高张力脊髓空洞形成和维持的三个核心要素:

● 病理性脑脊液脉冲压力波;

● 压力作用的解剖锚定部位;

● 软脊膜完整性。


根据该假说,不同病因导致蛛网膜下腔通路脑脊液梗阻后,可产生高振幅脑脊液脉冲压力波。局部脊髓顺应性下降,使其成为脉冲能量难以耗散的“硬着陆点”。高压脉冲持续驱动脑脊液进入灰质结构相对疏松的脊髓实质,而完整的软脊膜又限制髓内液体向外排出,最终建立并维持高张力脊髓空洞的动态压力平衡。


这一假说尝试在统一的生物流体力学框架下,解释创伤性、炎症感染性、小脑扁桃体下疝畸形相关、脊髓拴系等不同病因继发脊髓空洞的发生、发展机制。

图1 脑脊液脉冲压力动态平衡假说示意图

展示颅颈交界区蛛网膜炎、小脑扁桃体下疝畸形、脊髓蛛网膜下腔梗阻及脊髓拴系综合征等不同病因继发脊髓空洞的病理生理过程。上述疾病均存在局部脑脊液通路受阻,可产生高振幅脉冲压力波;顺应性降低、灰质结构相对疏松的局部脊髓成为压力波的主要冲击部位;脑脊液被持续泵入脊髓实质并逐渐蓄积,而完整的软脊膜限制液体向外排出,最终使脊髓空洞持续处于高张力状态。空洞形成和维持的三个关键要素分别为:①病理性脉冲压力波;②压力作用部位;③软脊膜完整性。(海淀医院杨城斌医生绘制)

02

术中压力监测为假说提供临床证据

关健、陈赞、菅凤增教授团队于2025年创新建立Mis-SSB术式(推荐阅读:《【中国声音】脊髓损伤后脊髓空洞症治疗的突破性创新:微创蛛网膜下腔-蛛网膜下腔脑脊液搭桥术》),目前已用于治疗脊髓损伤、术后粘连及炎症相关脊髓空洞,这一技术临床疗效已得到验证,目前正逐渐在国内外推广应用,但其背后的病理生理机制仍有待深入阐明。


本研究借助Mis-SSB术中实时椎管内压力(intraspinal pressure,ISP)监测,为“异常脉冲压力波是驱动空洞形成的核心因素”提供了直接的临床监测证据。研究结果提示,空洞维持高张力和扩张的关键并非静态脑脊液压力的绝对值,而是异常脉冲压力波。


Mis-SSB手术无需切开脊髓,也不强行松解瘢痕粘连,而是直接针对异常脉冲压力波这一核心病理环节:通过搭桥管路重建蛛网膜下腔脑脊液循环通路,耗散并消除异常搏动能量。当病理性脉冲压力波被削弱或消除后,脑脊液进入脊髓实质的驱动力消失,原有的高张力动态平衡被打破,髓内积液逐步重吸收,脊髓空洞随之缩小,脑脊液压力与流动稳态得以重建。

Case 1


40岁女性,胸髓损伤后继发脊髓空洞。患者1年前胸椎外伤,后双下肢进行性麻木无力,3个月前进展至无法行走。(A)术前梗阻头侧ISP曲线显示异常高振幅压力波形;(B)术前梗阻尾侧ISP曲线显示其与头侧之间存在明显压力梯度;(C)椎管造影显示,T7节段因蛛网膜粘连出现完全梗阻;(D、E)术前磁共振成像(MRI)显示胸段脊髓水肿及脊髓空洞;(F、G)Mis-SSB术后,对应部位ISP曲线显示头侧波形恢复正常,跨梗阻压力梯度显著降低;(H、I)术后CT显示搭桥导管由T4节段延伸至T7节段;(J、K)术后MRI显示脊髓空洞及水肿明显消退。术后患者肌力明显恢复,3个月后恢复行走,疗效迄今已维持2年。

图2 经典病例

Case 2


30岁男性,腰椎外伤后继发全脊髓空洞。患者15年前腰椎外伤,2年前开始出现上肢麻木无力。(A)术前梗阻头侧ISP曲线显示异常高振幅压力波形;(B)术前梗阻尾侧ISP曲线显示其与头侧之间存在明显压力梯度;(C)椎管造影显示,L1节段因蛛网膜粘连出现完全梗阻;(D、E)术前MRI显示全脊髓空洞;(F、G)Mis-SSB术后,对应部位ISP曲线显示头侧波形恢复正常,跨梗阻压力梯度显著降低;(H)术后CT显示搭桥导管由T11节段延伸至L2节段;(I、J)术后MRI显示脊髓空洞几乎完全消失。

图3 经典病例

03

 三项指标有望帮助预测手术获益

研究通过多因素Logistic回归分析,筛选出三项与Mis-SSB术后神经功能恢复独立相关的有利预测指标:

● 梗阻头侧椎管内脉冲压力波振幅>3.5mmHg(OR=4.269),为最强预测因子;

● 跨梗阻节段椎管内压力梯度>1.5mmHg(OR=2.228),预后良好组术前头、尾侧压差显著更高;

● 搭桥导管跨越范围<5.5个椎体节段。


从流体力学角度看,搭桥导管内的脑脊液流动符合泊肃叶定律:管路流体阻力与导管长度成正比,与导管内径的四次方成反比。导管跨越节段越短,流动阻力越低;当术前脉冲振幅及跨梗阻压力梯度较高时,搭桥管路更有可能建立有效的脑脊液流动,患者手术获益也更加明显。相较之下,术前脉冲振幅较低、缺乏明确的跨梗阻压力梯度、蛛网膜粘连范围广泛且搭桥导管跨越5.5个以上椎体节段,以及合并腰骶部脑脊液出口梗阻,均提示患者术后获益可能相对有限。

04

研究结论与临床启示

“脑脊液脉冲压力动态平衡假说”提出脉冲压力波而非静态脑脊液压力,是脊髓空洞发生、发展的原始动力,本研究的术中实时压力监测结果为这一观点提供了直接临床证据。该假说认为脊髓损伤、炎症、下疝、拴系等不同病因所致脊髓空洞,可能共享统一的生物流体力学发病逻辑:高振幅脉冲压力波提供持续的动力,作用于顺应性降低的解剖锚定区域,液体通过疏松的脊髓灰质在脊髓内聚集,并在软脊膜屏障的共同参与下形成和维持高张力脊髓空洞。


这一理论也为更新临床治疗理念提供了依据。未来针对脊髓空洞症的治疗策略,可优先着眼于消除异常搏动能量和恢复脑脊液循环稳态,而不应仅局限于蛛网膜粘连松解或空洞腔内分流。为后续脊髓空洞的术前评估、术式选择、技术改良提供重要理论指导。



第一作者

袁澄华

首都医科大学宣武医院

外科学(神经外科)学术型博士

在菅凤增教授指导下获得首都医科大学博士学位。主要研究方向为脊髓空洞症等神经系统屏障和脑脊液动力学异常及相关神经管畸形疾病研究。近年来以第一作者在J Neurol Neurosurg Psychiatry、NEUROSURGERY、Fluids and Barriers of the CNS等高影响力学术期刊上发表论著十余篇,其中封面脑脊液搭桥术论文一篇(脊髓损伤后脊髓空洞治疗有效率从传统手术约20%提高至80%)。主持Column of hope、北京市自然科学等基金。



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通讯作者

关健

首都医科大学宣武医院

神经外科 副主任医师

国家神经疾病中心脊髓空洞专病门诊负责人


毕业于北京协和医学院,获得博士学位。2013年赴美国加州大学洛杉矶分校医院访问学习。主要从事脊柱脊髓疾病诊疗,擅长脊髓空洞(小脑扁桃体下疝及外伤炎症相关空洞)、颈椎退行性病变、颅颈交界区畸形、腰椎疾病、脊髓栓系、脊柱脊髓肿瘤等疾病的治疗。

对于颅颈交界相关脊髓空洞提出枕大孔和Magendie孔疏通术(FMMD)替代传统减压术式,建立影像学分型体系及宣武脊髓空洞评分量表,形成微创规范化诊疗方案。对于外伤及炎症相关脊髓空洞,原创微创蛛网膜搭桥术式(Mis-SSB),作为JOURNAL OF NEUROSURGERY SPINE杂志封面文章,将手术有效率从传统手术20%提高至80%。

主持国家重点专项课题:成人神经管畸形精准外科干预,国家自然科学基金青年基金等科研项目。获亚太颈椎学会颈椎病例比赛一等奖,国家卫健委神经外科手术大赛脊柱脊髓组全国总冠军、中华医学会段国升杯脊柱脊髓青年医师手术比赛一等奖。



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共同通讯作者

陈赞

首都医科大学宣武医院

神经脊柱中心主任

宣武医院内蒙古医院副院长

神经外科 主任医师 教授

博士生导师

现任中华医学会神经外科分会脊柱脊髓学组副组长,中国医师协会神经外科分会脊柱脊髓专家委员会委员。世界神经外科联合会(WFNS)脊柱学组委员,世界颅颈交界区畸形和脊柱学会执行委员。

在国内率先开展脊柱神经外科,在应用显微神经外科技术治疗脊柱脊髓疾病方面取得多项突破。首次提出后路关节间撑开融合(PFDF)技术治疗颅颈交界区畸形,显著改善疗效;率先应用3D打印假体治疗包括脊索瘤在内等多种脊柱肿瘤,获得良好治疗效果。

主要研究方向为显微脊柱外科技术研究,先天性颅颈交界区畸形遗传学研究,脊索瘤免疫治疗,脊髓损伤机制与修复研究。采用全外显子测序分析先天性颅颈交界区畸形的致病基因,有望揭示颅颈交界区畸形的致病原因。对脊柱脊索瘤进行单细胞测序研究,发现肿瘤表达的特异抗原,为进一步开发肿瘤靶向治疗药物打下坚实基础。开展应用纳米材料修复中枢和周围神经损伤的研究。主持完成包括国家级在内各级课题十余项。获得国家级和省部级科技进步奖2项,发表SCI论文57篇,核心期刊论文58篇。获得国家专利8项。



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共同通讯作者

菅凤增

首都医科大学宣武医院

神经外科 教授 主任医师

博士生导师

菅凤增教授是我国神经脊柱外科的开拓者及推动者,带领团队成为全国最大的神经脊柱外科中心。曾担任中国医师协会神经外科分会脊柱脊髓专家委员会主任委员、中华医学会神经外科分会脊柱脊髓学组副组长、华人神经脊柱外科理事会理事长、北京脑重大疾病研究院脊柱脊髓研究所所长。主持科技部国家重点研发计划、国家863科技支撑计划、国家自然科学基金、北自然重点研究专题及其他省部级科研项目十余项,总经费2000多万。以第一/通讯作者身份发表SCI论文累计100余篇。主持编写多部专业书籍,任NEJM、NEUROSURGERY等多本国际权威期刊审稿人。



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