肛门括约肌复合体和肛提肌的形态解剖与超低位直肠疾病括约肌间切除术的关系

zhaozhaozhao3 2020-10-27

展开全文

序

伊藤雅昭教授的这篇经典文章对肛管解剖做了详细的说明，引用率很高。特别是对结直肠外科医师开展TaTME, ISR等手术尤其重要，文章对手术的入路提出了独特的见解。各位同道如果有不同的观点，建议；可以讨论，留言。

原文：Tsukada Yuichiro,Ito Masaaki,Watanabe Kentaro et al. Topographic Anatomy of the Anal Sphincter Complex and Levator Ani Muscle as It Relates to Intersphincteric Resection for Very Low Rectal Disease.[J] .Dis. Colon Rectum, 2016, 59: 426-33.

通信作者：Masaaki Ito, M.D., Ph.D., Department of Colorectal Surgery, National Cancer Center Hospital East, 6-5-1 Kashiwanoha, Kashiwa, Chiba, 277–8577, Japan. E-mail: maito@east.ncc.go.jp

翻译：李绍堂（温州医科大学附属第一医院结直肠外科）

审校：张荣欣（中山大学附属肿瘤医院结直肠外科）

审校：孙凌宇（哈尔滨医科大学附属第四医院肿瘤外科）

背景：括约肌间切除术已成为直肠癌患者广泛应用的治疗方法。然而，与该手术相关的肛管详细解剖结构仍不清楚。

目的：阐明肛管的详细解剖结构。

设计：本研究为描述性研究。

背景：石蜡包埋组织标本的组织学评估是在一家三级转诊医院进行的。

患者：组织标本取自5具成人尸体和13例经腹会阴联切除术的直肠癌患者。

主要观察指标：我们对取自尸体肛管的9个环周部分(组织学染色)和取自患者手术标本的3个环周部分(平滑肌和骨骼肌纤维的免疫组织化学)的矢状面切片进行了研究。

结果：肛门内括约肌和肛门外括约肌之间的纵行纤维主要由从直肠纵行肌延续而来的平滑肌纤维组成。肛提肌直接附着于直肠纵行平滑肌的外侧。肛管前外侧部分附着体长度较长，肛管后部较短。在外侧和后部，肛提肌与肛门外括约肌部分重叠，在前外侧部分重叠较少。在后部，肛提肌表面存在较厚的平滑肌，并延续至直肠纵肌。

局限性：由于肿瘤阻塞，我们仅在一些手术标本中观察到有限的部分。

结论：肛提肌直接附着在直肠纵行肌上。肛管不同部位平滑肌与骨骼肌的空间关系不同。对于括约肌间切除术，必须在直肠纵行肌和肛提肌/肛门外括约肌之间进行解剖，并根据各部分特殊的结构特点选择合适的手术路线。

关键词：肛管；临床解剖；括约肌间切除术；肛提肌；纵行肌；低位直肠癌。

随着外科技术的进步，括约肌间切除术 (intersphincteric resection,ISR) 现已广泛用于直肠癌患者保留肛门，并减少肛门失禁[1-4]。采用ISR保留肛门，采用经腹入路将直肠与肛提肌(LAM)分开，然后从腹部及会阴同时对肛门内括约肌(IAS)和肛门外括约肌(EAS)进行分离。在这个过程中，结直肠外科医生必须对直肠和肛提肌之间以及肛门内、外括约肌之间的解剖关系有详细的了解。

据报道，直肠纵肌的纤维与肛提肌的纤维相融合，从而在肛门内外括约肌之间产生一个conjoined[5-7],combined[8],or conjoint[9][译者注：此处几个同义词来自数篇老文献，反映了不同时期作者的理解，唯恐理解偏差故未予翻译，有兴趣的读者可以找原文详读]层面。然而，在内外括约肌之间的区域，即所谓的括约肌间隙，以及在这个间隙内的精准手术路线的详细解剖还没有被阐明。

此外，随着腹腔镜技术的进步，一些外科医生正在进行腹腔镜ISR手术[10-13]。在腹腔镜手术中，可以比开放手术更清楚、更放大地观察到骨盆深部的结构。在腹腔镜ISR中，从腹部入路可以非常清楚地看到肛提肌与直肠的附着及括约肌间隙，并且可以更精确地选择一条手术路线；然而，这一区域的最佳手术路线仍然是不确定的。

这项研究的目的是详细描述肛提肌、内外括约肌和直肠的解剖结构，以便降低直肠癌患者术后失禁发生率、改善切缘。我们特定研究目的切片来自尸体标本以及经腹会阴切除(APR)患者的手术标本，后者与福尔马林浸泡的尸体标本肌肉组织相比具有更好的一致性和形态学质量。

材料与方法

尸体标本

东京医科大学医学院和齿科大学解剖室的5具日本尸体标本(男1具，女4具，年龄84.0~100.0岁，平均90.4岁)进行尸体解剖研究。这些尸体被捐献给东京医科大学和齿科大学解剖学系，用于临床研究，符合该法案的指导原则。尸体后期的处理：用8%福尔马林动脉灌注，30%酒精保存以抗真菌及保持组织柔软。直肠、肛门、周围肌肉和结缔组织整块切除，并放射状切割成块，后用10%福尔马林固定，脱水，石蜡包埋。此次一共9个肛管段，由前外侧向后，在矢状面上进行解剖。图1右下角的图示显示了9段的解剖线。

外科标本

13例日本患者(男9例，女4例；年龄41.0~84.0岁；平均年龄68.6岁)在日本国家癌症中心东院进行了无新辅助放化疗的直肠癌APR手术。标本切除后用10%福尔马林固定大约2小时。然后将它们脱水并石蜡包埋，然后制备4μm厚的矢状面切片。观察未受肿瘤影响的切片。这项病理研究是根据“赫尔辛基宣言”的规定进行的，这项研究的方案得到了国家癌症中心东院伦理委员会的批准(2013-143)。

组织学和免疫组织化学染色

切片采用苏木精-伊红染色和弹力蛋白染色。通过手术标本的免疫组织化学染色，观察平滑肌和骨骼肌的分布。在10 mM枸橼酸钠缓冲液(pH6.0)中提取抗原。然后在含0.3%H2O2的甲醇溶液中孵育30min，使内源过氧化物酶活性失活。室温下将组织在含0.05% Tween-20和5%山羊血清的磷酸盐缓冲盐水中孵育30分钟可阻断非特异性结合。阻断后，以抗平滑肌肌动蛋白(即用肌动蛋白，平滑肌ab-1，克隆1A4；热费舍尔肌球蛋白，弗里蒙特，钙)和抗骨骼肌肌球蛋白(即用，肌球蛋白，骨骼肌ab-2，克隆mYsn02，thermofisher scientifc)为主要抗体，在室温下孵育过夜。然后将切片洗净，在室温下以生物素化山羊抗宿主igG(1:20 00稀释，载体实验室，Burlingame, Ca)作为二级抗体孵育30分钟。使用VeCtastain aBC试剂盒(Vector laboratories)和tsa Biotin system (PerkinElmer, 日本东京)按照制造商说明书对信号进行扩增，以3,3 -二氨基苯并苯胺(Wako, osaka, Japan)为显色原检测免疫复合物。最后，切片用苏木精染色。

统计分析

我们用Wilcoxon检验和Bonferroni方法比较了3个队列(外侧、前外侧和后侧)的连续变量。显著性水平为P<0.017 。所有统计分析均使用JMP 8.0版(SAS Institute Inc.，Cary，NC)。所有的测量是由两位作者(Y.T.和K.A.)进行的，平均值被用来进行统计分析。

结果

尸体标本的发现

肛管外侧部分由几个肌层组成。由直肠环行肌延伸而来的内平滑肌层为内括约肌，被坐骨直肠窝脂肪组织包围的外骨骼肌层为外括约肌。从盆壁延伸出来的骨骼肌可以被称为肛提肌。一般认为，肛提肌由耻骨直肠肌、耻骨尾骨肌和髂骨尾骨肌三部分组成，但这些肌肉在组织学上不能区分。在内外括约肌之间，观察到了纵行纤维。这些纵行纤维从直肠纵肌延伸而来，走形于肛门外括约肌下部的骨骼肌之间(图1)。(1A)。

我们将肛管分成9段后，对构成肛管的肌肉的形态差异进行了研究。对9个节段的观察表明，这些肌肉的形态和厚度因部位不同而不同。肛提肌前外侧部分厚而直(图1C-E)，但在两侧和后外侧部逐渐变弯(图1A、B、F和G)。在后部，则更弯曲和更薄(图1H和I)。外括约肌的形状也因部位不同而不同。从前外侧到后外侧，外括约肌向内折叠(图1A-G)，在后部，外括约肌部分向内折叠，部分向外折叠(图1H和I)。

对这9段肛管进行比较，根据肛提肌和外括约肌的形态差异，可将肛管分为3个部分。在前外侧部分，肛提肌厚而直，而外括约肌向内折叠。在外侧部分，肛提肌相对较厚和弯曲，外括约肌向内折叠。在后部，肛提肌薄而弯曲，外括约肌部分向内折叠，部分向外折叠。后外侧部分的形态与外侧部分基本相同。

APR术后手术标本的表现

在尸体标本系列观察的基础上，我们在APR后的手术标本上对肛管的前、外、后三部分进行了较为详细的研究。这些手术标本提供了更好的一致性和更高的肌肉组织的形态。

肛管的外侧部分

肛管外侧可分为几个肌层：肛门内括约肌、外括约肌、肛提肌和内外括约肌之间的纵行肌。免疫组织化学染色显示纵行纤维主要由平滑肌纤维组成，这些纤维从直肠纵肌延伸而来。由于APR过程中肛提肌与外括约肌可以通过一个小的结缔组织间隙游离，所以肛提肌与外括约肌是可区分的。肌肉纤维走行方向的不同也区分这两块肌肉。但由于耻骨直肠肌与外括约肌深部的鉴别困难，耻骨直肠肌不能单独显示。

我们认为，肛提肌附着在直肠纵肌的侧面(图2A-C)。详细的观察揭露了肛提肌与直肠纵肌之间的关系，以及肛提肌与外括约肌之间一些特点。我们观察到肛提肌和外括约肌在肛管内部分重叠(肛提肌在内，外括约肌在外；图2C)。图中的重叠分数(计算为“a/b×100(%)”，图2A)占外括约肌总高度的30.9%(范围21%~44%)。

此外，在肛提肌与直肠纵肌的连接部位，附着部参差不齐(图2D和E)。在高倍放大镜下，我们可以看到直肠纵肌的平滑肌纤维直接附着在肛提肌的骨骼肌纤维上，并形成锯齿状的附着(图2F和G)。附着部的平均长度(在图中显示为“c”，图2D)为5.0 mm(范围1.7-8.8 mm)。在肛提肌与直肠纵肌连接部位下方，我们发现肛提肌没有紧密地附着在直肠纵肌或外括约肌上(图2A)。在肛提肌的表面，观察到一种薄型的平滑肌结构，而这种平滑肌结构一直延续到直肠纵肌(图2D)。

外括约肌的两侧向内折叠。我们还观察到来自直肠纵肌的纤维(我们用免疫组织化学鉴定为平滑肌)穿过外括约肌下部的骨骼肌(图2A、H和I)。

肛管前外侧部分

在肛管的前外侧部分，内括约肌、外括约肌、肛提肌和直肠纵肌的识别方式与两侧相同(图3A-C)。就像在外侧，肛提肌直接附着在直肠纵肌上(图3A-C)，但前外侧附着形态略有不同。前外侧部的重叠部分占外括约肌总高度的18.2%(范围为13%~25%)，小于外侧部分(图3C)。

就像在外侧部分一样，肛提肌-直肠纵肌连接部的位置也呈锯齿状(图3D和E)。高倍放大显示，直肠纵肌的平滑肌纤维直接附着在肛提肌的骨骼肌纤维上，并形成锯齿状附着(图3F和G)。附着部长度大于外侧(平均9.2 mm，范围7.0~11.5mm)。在这部分也观察到了肛提肌表面的薄而光滑的肌肉结构，这种结构一直延续到直肠纵肌 (图3D)。内括约肌向内折叠，直肠纵肌的几个平滑肌纤维穿过外括约肌下部的骨骼肌(图3A、H和I)。

肛管后部

在肛管后部，观察到由平滑肌和骨骼肌组成的分层结构，与其他两部分相同(图4)。后部的显著特征是在肛提肌的上表面有厚厚的组织(图4A)，免疫组织化学分析显示其主要由延续至直肠纵肌的平滑肌纤维组成(图4B)。

在肛提肌-直肠纵肌附着部的外侧和前外侧，直肠纵肌的平滑肌纤维直接附着在肛提肌的骨骼肌纤维上。然而，由于附着体的长度比其他部分短，附着部的锯齿形态在后侧并不明显。肛提肌-直肠纵肌附着部在后部的平均长度为2.4 mm(范围0-4.4 mm)，肛提肌重叠在外括约肌上的平均比例为外括约肌总高度的35.3%(范围26%-52%)。

后部外括约肌部分向内折叠，部分向外折叠(图4C)。直肠纵肌的几个平滑肌纤维穿过外括约肌下部的骨骼肌，并与附着在尾骨背表面的肛尾韧带的纤维连接(图4B和C)

定量测量的统计分析

对肛管3个部位的肛提肌与外括约肌重叠及肛提肌与直肠纵肌附着情况进行统计分析。外括约肌的前外侧部与后侧部的重叠部分明显小于外侧或后侧部(P<0.017；图5A)。肛提肌与直肠纵肌的附着长度在前外侧显著长于外侧，后部显著短于外侧(p<0.017，5B)。

讨论

本研究的目的是确定直肠与构成肛管的肌肉之间的关系。因此，我们检查了肛管从前外侧到后侧。在肛管的前部，直肠和构成肛管的肌肉与球海绵体肌、会阴肌、直肠尿道肌和泌尿生殖器官密切相关。因此，前部的解剖结构不能简单地与其他部分(前外侧、外侧和后部)进行比较。此外，关于前部在数据收集及文献查阅方面可能过于宽泛。由于这些原因，虽然我们知道前部的解剖对于ISR非常重要，但前部被排除在本研究之外。

用免疫组织化学方法对手术标本进行分析，发现肛管的3个受检部位之间的结构差异，不仅与肌肉的形态差异有关，而且与平滑肌与骨骼肌空间关系的差异有关。在前外侧部分，肛提肌较厚，肛提肌与直肠纵肌的附着长度较长。在后部，肛提肌较薄，肛提肌-直肠纵肌附着的长度较短，表面有一层厚厚的平滑肌层。这种平滑肌填充了肛提肌和直肠纵肌之间的间隙，与Shafik[14]报告的裂孔韧带位于同一空间。通过免疫组织化学的方法，我们阐明了这种结构主要由平滑肌组成，认为它补充或促进了肛提肌与直肠纵肌的附着。这块平滑肌在后部较厚，而在外侧和前外侧较薄。当我们检查平滑肌和骨骼肌之间的关系时，我们发现肛提肌可以分为两部分，一是附着部，一是非附着部。肛提肌部分附着在直肠纵肌上，由平滑肌介导，部分重叠于外括约肌，沿直肠纵肌走行而不附着。前外侧部分主要附着在直肠纵肌上，未附着部分较短。在外侧部分，肛提肌部分附着在直肠纵肌上，部分沿直肠纵肌独立走行。在后部，只有一小段肛提肌附着在直肠纵肌上，主要沿直肠纵肌走行，没有附着。在此基础上，我们对肛管的3个部分的结构进行了示意图(图6)。用高放大法和低倍放大法对标本进行了研究，使大体的形态差异也可以从这次主要的组织学研究中被描绘出来。

以前报道过，肛提肌与直肠纵肌连接或混合，在括约肌间隙内，在内外括约肌之间形成一个

conjoined,combined,or conjoint的纵行肌层。然而，这些报告是基于苏木素和伊红染色的切片，因此，平滑肌和骨骼肌在肛管的分布可能是不清晰的。最近有3篇报道详细描述了肛管的解剖结构。Arakawa等人[15]报告了内外括约肌之间的是隔膜(而不是肌肉)。然而，在本研究中，在内外括约肌之间的纵行层显然主要由平滑肌组成。Shafik[14]描述了内括约肌和外括约肌之间的3层结构：直肠外肌层的直接延续，耻骨尾骨肌的直接延长，以及外括约肌顶环的延伸。最后，Macchi[16]等人报道，联合直肠纵肌的外层为骨骼肌，内层为平滑肌。这些描述与我们所描述的侧面部分(肛提肌与外括约肌重叠)相似，但是，正如我们前面所讨论的，与我们所描述的其他部分有所不同。

肉眼可见肛管后部可见其表面有一厚厚的白色束状物。Shafik将这种结构描述为“裂孔韧带”，而Kinugasa[17]等人将其称为“肛尾韧带的腹侧层”，Muro[18]等人报告说它由平滑肌组成。在这里，我们观察到，这是一个光滑的肌肉结构，不仅存在于后部，而且还存在于外侧和前外侧。这些平滑肌被认为是填充肛提肌间隙和肛提肌直肠之间的间隙的肌肉。

在实施ISR时，手术方法必须根据肛管的不同部位而不同。在前外侧部分，肛提肌与直肠纵肌的附着长度相对较长，在游离之后，则很容易到达直肠纵肌与外括约肌之间的一层。由于肛提肌和外括约肌在外侧部分重叠，从腹部入路的手术路线倾向于从腹侧到达肛提肌，而从肛周入路的手术路线趋向于从背侧到肛提肌。因此，在手术平面上可能有一个间隔。在后部，有必要切断肛提肌腹侧的平滑肌结构，以接近肛提肌和直肠纵肌之间的区域。图6中显示了这3部分的手术入路。重要的不是ISR应遵循哪个解剖平面，而是了解ISR手术平面出现间隔的可能性。此间隔是由(重叠的)肛提肌造成的。当腹部和肛周入路的手术平面不匹配时，外科医生应切断腹部和肛周平面之间的间隔，以完成括约肌间的解剖。此外，手术平面上的间隙在外侧部分也是有特点的。在前外侧部分，肛提肌与外括约肌稍有重叠；因此，外科医生不能从肛周入路解剖肛提肌与外括约肌。在后部，重叠的肛提肌并不紧密地附着在外括约肌上；然而，由于肛提肌本身很薄，所以很少成为外科平面上间隙的来源。这些观察促使我们假设，由于直肠纵肌在外括约肌下部的骨骼肌之间走行，因此直肠纵肌和外括约肌与肛门功能密切相关。因此，仔细考虑是有必要的，因为切断直肠纵肌本身可能会导致肛门功能障碍。

本研究的局限性在于，虽然对手术标本的观察揭示了平滑肌和骨骼肌之间的详细关系，但由于肿瘤的阻塞，我们只能在一些标本中观察到有限的部分。今后，我们希望将这项研究的结果应用到外科手术中。为了获得准确和可重复的外科手术过程，有必要修改。根据肛管的特殊部位进行解剖。此外，我们将扩大这项研究，以阐明肛管功能性运动的解剖学基础。

结果

肛提肌直接附着直肠纵肌上，在内外括约肌之间不存在平滑肌和骨骼肌纤维的混合层。肛管不同部位平滑肌与骨骼肌的空间关系不同。在实施ISR时，根据肌纤维方向和单极电刀刺激下肌肉收缩情况确定肛提肌/外括约肌后，有必要在直肠纵肌和肛提肌/外括约肌之间进行解剖，并根据肛管各部位的特殊解剖特点选择合适的手术路线。

参考文献：

1. Schiessel R, Karner-Hanusch J, Herbst F, Teleky B, Wunderlich M. Intersphinctericresection for low rectal tumours. Br J Surg. 1994;81:1376–1378.

2. Saito N, Sugito M,Ito M, et al. Oncologic outcome of intersphinctericresection for very low rectal cancer. World J Surg. 2009;33:1750–1756.

3. Martin ST,Heneghan HM, Winter DC. Systematic review of outcomes afterintersphincteric resection for low rectal cancer. Br J Surg. 2012;99:603–612.

4. Saito N, Ito M, Kobayashi A, et al. long-term outcomes after intersphinctericresection for low-lying rectal cancer. Ann Surg Oncol. 2014;21:3608–3615.

5. Lawson JO. Pelvic anatomy: II–anal canal and associated sphincters.Ann R Coll Surg Engl. 1974;54:288–300.

6. Lunniss PJ, Phillips RK. Anatomy and function of the anal longitudinalmuscle. Br J Surg. 1992;79:882–884.

7. Gorsch RV. The sigmoid, rectum, and anal canal: relations, attachments,and pelvic spaces. Clin Symp. 1960;12:35–61.

8. Courtney H. Anatomy of the pelvic diaphragm and anorectal musculatureas related to sphincter preservation in anorectal surgery. Am J Surg.1950;79:155–173.

9. Standring S. Gray’s Anatomy, 40th ed. london, united King[1]dom:Churchill livingstone, Elsevier; 2009: 1984.

10. Rullier E, Sa Cunha A, Couderc P, Rullier A, Gontier R, Saric J. laparoscopicintersphincteric resection with coloplasty and coloanal anastomosis for mid andlow rectal cancer. Br J Surg. 2003;90:445–451.

11. Shiomi A, Kinugasa Y, Yamaguchi T, Tsukamoto S, Tomioka H, Kagawa H.Feasibility of laparoscopic intersphincteric resection for patients with ct1-t2low rectal cancer. Dig Surg. 2013;30:272–277.

12. Park JS, Choi GS, Jun SH, Hasegawa S, Sakai Y. laparoscopic versusopen intersphincteric resection and coloanal anastomosis for low rectal cancer:intermediate-term oncologic outcomes. Ann Surg. 2011;254:941–946.

13. Denost Q, Adam JP, Pontallier A, Celerier B, laurent C, Rullier E. Laparoscopictotal mesorectal excision with coloanal anasto[1]mosis for rectal cancer.Ann Surg. 2015;261:138–143.

14. Shafik A. Levator ani muscle: new physioanatomical aspects and rolein the micturition mechanism. World J Urol. 1999;17:266–273. 15. Arakawa T,Murakami G, Nakajima F, et al. Morphologies of the interfaces between thelevator ani muscle and pelvic viscera, with special reference to muscleinsertion into the anorectum in elderly Japanese. Anat Sci Int. 2004;79:72–81.

16. Macchi V, Porzionato A, Stecco C, Vigato E, Parenti A, De Caro R.histo-topographic study of the longitudinal anal muscle. Clin Anat.2008;21:447–452.

17. Kinugasa Y, Arakawa T, Abe S, et al. Anatomical reevaluation of theanococcygeal ligament and its surgical relevance. Dis Colon Rectum.2011;54:232–237.

18. Muro S, Yamaguchi K, Nakajima Y, et al. Dynamic intersection of thelongitudinal muscle and external anal sphincter in the layered structure of theanal canal posterior wall. Surg Radiol Anat. 2014;36:551–559