解剖學基礎
腹膜返折以上的直腸有腹膜覆蓋，返折以下的直腸沒有腹膜，而由盆筋膜所覆蓋。盆筋膜分髒層和壁層，盆筋膜髒層是由腹膜下筋膜向下進入腹膜返折以下，其淺葉包繞盆腔的內臟，如膀胱、子宮、直腸等而形成的，盆筋膜壁層與髒層相對應，是由腹膜下筋膜的深葉進入盆腔後覆蓋盆壁的四周而形成的。在S4錐體前方髒層和壁層筋膜匯合形成一緻密纖維束帶，即直腸骶骨筋膜（或韌帶）。被髒層筋膜包繞的直腸周圍脂肪即為直腸系膜（Mesorectum），其內富含淋巴、血管組織，直腸原發腫瘤首先侵犯，轉移至此[6，7]。兩層筋膜之間由無血管的疏鬆結締組織充填。盆腔內的生殖管道，髂內血管，盆自主神經及盆腔側壁的肌肉均為壁層筋膜所覆蓋。在盆腔解剖中還有一些重要的神經和血管，在TME中具有重要的意義。如腹下神經（hypogastricnerve）、盆腔自主神經叢（pelvicautonomicnerveplexus，PANP）和直腸中動脈。髂腹下神經位於腹膜後，進入盆腔後走行於內臟間隙中，可在骶岬距中線大約1cm處，或距輸尿管內側約2cm處發現[7]，它緊貼盆壁延輸尿管、髂內動脈向側方、尾側走行。盆腔自主神經從由骶神經內臟支在盆腔前側壁與腹下神經匯合而成，PANP位於精囊血管或子宮頸水平，為菱形的緻密神經組織斑，如有直腸中動脈存在時，此動脈正好穿過該結構。PANP的神經纖維多支配泌尿生殖器官功能，也有一些小的分支進入直腸系膜，支配直腸。在保留神經的直腸癌根治術中，應該儘可能的保護這些神經的功能。直腸中動脈位於前列腺和陰道穹窿水平，由陰部動脈分出，向直腸方向走行，在距中線4cm處跨過第三骶神經的近側，由於直腸中動脈與S3神經的固定解剖關係，可以作為尋找該神經的標誌。由於脂肪和纖維結締組織包繞直腸中動靜脈和骶神經，構成所謂的“直腸側韌帶”，但實際機體並不存在此結構。
理論基礎
直腸癌TME的理論基礎是建立在盆腔髒層和壁層之間有一個外科平面，這一平面為直腸癌完整切除設定了切除範圍，並且直腸癌浸潤通常局限於此範圍內。直腸癌中大約65%－80例存在直腸周圍的局部病變，包括直腸周圍直接浸潤和腸周淋巴結轉移或直腸血管周圍淋巴結轉移，所有這些局部病變均在盆腔髒層筋膜範圍之內。Heald首次報導的6例TME直腸癌的病理研究表明，其中5例直腸系膜中有癌灶，直腸癌播散超過癌腫遠端2cm的有3例；Quirke研究表明直腸癌局部病變均在系膜範圍內，術中直腸系膜的殘留與局部的復發有關；Hida的資料表明下端直腸癌中19%的直腸系膜內淋巴結有轉移，其擴散範圍為3cm。因而，TME的手術原則是合理的，能夠切除直腸癌癌腫及其局部浸潤病灶。
手術適應症
TME主要適用於無遠處轉移的直腸中下部的T1～3期直腸癌，並且癌腫未侵出筋膜髒層，大多數適合低位前切除者基本上均適用於TME。對於癌腫較大侵及壁層筋膜或周圍器官、骶骨的患者，TME已經失去了原有的意義。而對於直腸上段和直乙交界處的直腸癌，直腸本身為腹膜返折所覆蓋，可以保留一部分遠端直腸系膜，因此完整的直腸系膜切除術並非必要。
Lopez-Kostner等對乙狀結腸癌，上段直腸癌以及中下段直腸癌三組共891例進行了比較，發現中下段直腸癌局部復發率明顯高於其他二者，而上段直腸癌和乙狀結腸癌相比局部復發率並無顯著性差別。因此認為上段直腸癌應和乙狀結腸癌同等對待，不必行TME。
手術方式
TME的手術原則是(1)直視下在骶前間隙中進行銳性分離；(2)保持盆筋膜髒層的完整無破損；(3)腫瘤遠端直腸系膜的切除不得少於5cm。凡不能達到上述要求者，均不能稱作直腸系膜全切除術。術中先從左側游離乙狀結腸，解剖出腸系膜下靜脈，分別距主動脈和脾靜脈1cm處結紮腸系膜下動靜脈，完成淋巴結清掃。隨後在直視下用剪刀或電刀沿盆腔髒層、壁層筋膜之間將左右腹下神經內側的髒層筋膜，惡性腫瘤以及直腸周圍系膜完全游離，直至肛提肌平面，保持髒層筋膜的完整性，在處理直腸側韌帶時靠近盆壁銳性分離，儘量避免鉗夾結紮，這樣可以避免損傷盆筋膜而保護自主神經叢。術中儘量避免牽拉，擠壓腫瘤，防止髒層筋膜在分離中發生破損。如果分離的層次正確，除直腸側血管外，並無其他大血管，不會導致嚴重的出血。
TME與傳統的手術方式有很大的不同。首先，分離直腸系膜時採用剪刀或電刀，沿直腸系膜周圍的髒壁層盆筋膜之間無血管區進行，直至全部游離直腸系膜及直腸，傳統手術通常以鈍性分離直腸，解剖層面不清，容易撕裂系膜或腫瘤導致直腸系膜的殘留及腫瘤的播散。這是ME與傳統手術的最大區別；其次，TME強調的是環繞剝離直腸系膜，包括直腸及腫瘤，腫瘤遠端的直腸系膜切除應達5cm，或全部直腸系膜，與傳統手術只注重切緣距腫瘤距離不同；另外，TME對直腸側韌帶的分離中亦採用銳性分離，避免了傳統手術中鉗夾，剪開，結紮的方式，有利於骨盆神經叢的保護。
療效評價
TME的質量控制必須包括病理醫師的系統檢查。直腸癌術後周邊切緣(CircumferentialResectionMargin,CRM)是指將整個直腸腫瘤和直腸系膜沿冠狀面連續切片，觀察其整個周邊切緣是否有腫瘤侵犯，是評價TME手術效果的重要指標。根治性切除(R0)是指腸系膜完整切除腸管切端無腫瘤殘餘，CRM陰性。R1切除是指鏡下有癌殘餘，R2切除是肉眼有癌殘餘。Enker認為TME對直腸癌的治療能夠達到（1）治癒，全部切除原發灶並防止遠處轉移；（2）局部控制，即降低局部復發率；（3）保留括約肌，保存完整的直腸功能，提高病人術後的生存質量；（4）保留性功能和膀胱功能，即在術中保留完整的盆腔自主神經。其中局部復發率是衡量直腸癌手術效果的重要指標。TME能夠降低直腸癌術後局部復發率，提高患者生存率。Heald等對12年內152例直腸癌患者行TME手術，術後局部復發率僅為4%，遠低於傳統手術發後的局部復發率。1998年Heald又對其所在醫院1978-1997年間進行的直腸癌手術作了評估，其中低位前切除術465例（407例TME），Miles手術37例，Hartmann10例，局部切除4例，剖腹探查3例。結果所有手術病人的5年生存率達68%，10年生存率達到66%，5年局部復發率為6%，10年復發率為8%。瑞典協作組報導，TME至少能降低50%的復發率。Enker等報導246例DukesB和C期直腸癌患者按TME原則行直腸癌根治術，局部復發率為7.3%。Dixon報導為6%，Aitken報導為3%，McCall等總結1982年-1992年已發表的資料進行的匯粹分析表明 ，TME的直腸癌患者1033例，局部復發率平均為7.1%。來自北美治療合作組以及MacFarlane等的資料都顯示，對DukesB2和C期的直腸癌患者，單獨TME組的5年局部復發率為5%，好於傳統手術加術後放療組的25%，也好於傳統手術加術後方化療組的13.5%。在TME降低局部復發率的同時，相應也會提高病人的生存率，如Enker等報導TME術後的DukesB及C期直腸癌患者5年生存率為75%，高於傳統手術的平均生存率。TME能夠增加保肛率。目前認為Miles術所造成的巨大創面是腫瘤細胞種植的溫床。Williams曾經提出直腸遠側斷端距腫瘤下緣1-2cm就已經足夠，不必強求5cm的標準，這一改進大大提高了低位直腸癌的保肛率。Heald比較距肛緣5cm內的低位直腸癌Miles手術和TME時發現，TME可以使保肛率升至77%，TME組的復發率為4%（4/100）,而Miles組則高達47%（15/31）。Enker認為TME能使保留肛門括約肌的可能性增加20%-25%。TME強調直視下銳性分離直腸系膜，更容易發現並保護盆腔神經叢，行保留神經的直腸癌根治術。傳統手術約有50%的患者有性功能的喪失，甚至高達95%，而且很多患者排尿功能也嚴重受損。而Enker報導一組60歲以下患者行保留神經的直腸全系膜切除術，術後性功能受損者只有約15%，很少有排尿功能受損。術中骶前出血的發生率大大降低。由於TME強調在盆腔髒壁層腹膜之間銳性分離，因此骶前出血的機率明顯減少，更仔細的解剖和電刀，超聲刀等器械的套用甚至可能使TME得出血量少於傳統手術。
存在的問題
由於TME需要更低位的吻合，使TME後容易發生吻合口瘺。Norgren等統計219例TME術後吻合口瘺的發生率為11%[22]。Carlsen報導TME後吻合口瘺的發生率為11%-16%，高於非TME組的8%，易發生在低位吻合和手術時間長的患者中，提高手術技巧，縮短手術時間是解決問題的關鍵。臨時性預防性結腸造口可以預防吻合口瘺的發生。TME要求手術過程中精細的解剖，因此勢必增加手的時間，並可能造成過多的出血。通過嫻熟的掌握TME的操作技巧，完全可能縮短手術時間，避免術後吻合口瘺。從提出TME至今不過20年的時間，人們對TME尚處於研究，探索階段，對其也存在各種爭議。可以認為，直腸系膜全切除在降低直腸癌根治性切除術後局部復發中是極為重要的環節，但並不是唯一因素，早期診斷，早期手術以及強調綜合治療仍是目前直腸癌治療發展的趨勢。
