直肠全系膜切除术(totalmesorectalexcision)即TME手术，也称直肠周围系膜全切除术(completecircumferentialmesorectalexcision,CCME)，是1982年Heald等提出来的，经过近二十年的临床实践证明，TME是一种比较好的中下部直肠癌根治性手术操作方法
解剖学基础
腹膜返折以上的直肠有腹膜覆盖，返折以下的直肠没有腹膜，而由盆筋膜所覆盖。盆筋膜分脏层和壁层，盆筋膜脏层是由腹膜下筋膜向下进入腹膜返折以下，其浅叶包绕盆腔的内脏，如膀胱、子宫、直肠等而形成的，盆筋膜壁层与脏层相对应，是由腹膜下筋膜的深叶进入盆腔后覆盖盆壁的四周而形成的。在S4锥体前方脏层和壁层筋膜汇合形成一致密纤维束带，即直肠骶骨筋膜（或韧带）。被脏层筋膜包绕的直肠周围脂肪即为直肠系膜（Mesorectum），其内富含淋巴、血管组织，直肠原发肿瘤首先侵犯，转移至此。两层筋膜之间由无血管的疏松结缔组织充填。盆腔内的生殖管道，髂内血管，盆自主神经及盆腔侧壁的肌肉均为壁层筋膜所覆盖。在盆腔解剖中还有一些重要的神经和血管，在TME中具有重要的意义。如腹下神经（hypogastricnerve）、盆腔自主神经丛（pelvicautonomicnerveplexus，PANP）和直肠中动脉。髂腹下神经位于腹膜后，进入盆腔后走行于内脏间隙中，可在骶岬距中线大约1cm处，或距输尿管内侧约2cm处发现[7]，它紧贴盆壁延输尿管、髂内动脉向侧方、尾侧走行。盆腔自主神经从由骶神经内脏支在盆腔前侧壁与腹下神经汇合而成，PANP位于精囊血管或子宫颈水平，为菱形的致密神经组织斑，如有直肠中动脉存在时，此动脉正好穿过该结构。PANP的神经纤维多支配泌尿生殖器官功能，也有一些小的分支进入直肠系膜，支配直肠。在保留神经的直肠癌根治术中，应该尽可能的保护这些神经的功能。直肠中动脉位于前列腺和阴道穹窿水平，由阴部动脉分出，向直肠方向走行，在距中线4cm处跨过第三骶神经的近侧，由于直肠中动脉与S3神经的固定解剖关系，可以作为寻找该神经的标志。由于脂肪和纤维结缔组织包绕直肠中动静脉和骶神经，构成所谓的“直肠侧韧带”，但实际机体并不存在此结构。
理论基础
直肠癌TME的理论基础是建立在盆腔脏层和壁层之间有一个外科平面，这一平面为直肠癌完整切除设定了切除范围，并且直肠癌浸润通常局限于此范围内。直肠癌中大约65%－80例存在直肠周围的局部病变，包括直肠周围直接浸润和肠周淋巴结转移或直肠血管周围淋巴结转移，所有这些局部病变均在盆腔脏层筋膜范围之内。Heald首次报道的6例TME直肠癌的病理研究表明，其中5例直肠系膜中有癌灶，直肠癌播散超过癌肿远端2cm的有3例；Quirke研究表明直肠癌局部病变均在系膜范围内，术中直肠系膜的残留与局部的复发有关；Hida的资料表明下端直肠癌中19%的直肠系膜内淋巴结有转移，其扩散范围为3cm。因而，TME的手术原则是合理的，能够切除直肠癌癌肿及其局部浸润病灶。
手术适应症
TME主要适用于无远处转移的直肠中下部的T1～3期直肠癌，并且癌肿未侵出筋膜脏层，大多数适合低位前切除者基本上均适用于TME。对于癌肿较大侵及壁层筋膜或周围器官、骶骨的患者，TME已经失去了原有的意义。而对于直肠上段和直乙交界处的直肠癌，直肠本身为腹膜返折所覆盖，可以保留一部分远端直肠系膜，因此完整的直肠系膜切除术并非必要。
Lopez-Kostner等对乙状结肠癌，上段直肠癌以及中下段直肠癌三组共891例进行了比较，发现中下段直肠癌局部复发率明显高于其他二者，而上段直肠癌和乙状结肠癌相比局部复发率并无显著性差别。因此认为上段直肠癌应和乙状结肠癌同等对待，不必行TME。
手术方式
TME的手术原则是(1)直视下在骶前间隙中进行锐性分离；(2)保持盆筋膜脏层的完整无破损；(3)肿瘤远端直肠系膜的切除不得少于5cm。凡不能达到上述要求者，均不能称作直肠系膜全切除术。术中先从左侧游离乙状结肠，解剖出肠系膜下静脉，分别距主动脉和脾静脉1cm处结扎肠系膜下动静脉，完成淋巴结清扫。随后在直视下用剪刀或电刀沿盆腔脏层、壁层筋膜之间将左右腹下神经内侧的脏层筋膜，恶性肿瘤以及直肠周围系膜完全游离，直至肛提肌平面，保持脏层筋膜的完整性，在处理直肠侧韧带时靠近盆壁锐性分离，尽量避免钳夹结扎，这样可以避免损伤盆筋膜而保护自主神经丛。术中尽量避免牵拉，挤压肿瘤，防止脏层筋膜在分离中发生破损。如果分离的层次正确，除直肠侧血管外，并无其他大血管，不会导致严重的出血。
TME与传统的手术方式有很大的不同。首先，分离直肠系膜时采用剪刀或电刀，沿直肠系膜周围的脏壁层盆筋膜之间无血管区进行，直至全部游离直肠系膜及直肠，传统手术通常以钝性分离直肠，解剖层面不清，容易撕裂系膜或肿瘤导致直肠系膜的残留及肿瘤的播散。这是ME与传统手术的最大区别；其次，TME强调的是环绕剥离直肠系膜，包括直肠及肿瘤，肿瘤远端的直肠系膜切除应达5cm，或全部直肠系膜，与传统手术只注重切缘距肿瘤距离不同；另外，TME对直肠侧韧带的分离中亦采用锐性分离，避免了传统手术中钳夹，剪开，结扎的方式，有利于骨盆神经丛的保护。
疗效评价
TME的质量控制必须包括病理医师的系统检查。直肠癌术后周边切缘(CircumferentialResectionMargin,CRM)是指将整个直肠肿瘤和直肠系膜沿冠状面连续切片，观察其整个周边切缘是否有肿瘤侵犯，是评价TME手术效果的重要指标。根治性切除(R0)是指肠系膜完整切除肠管切端无肿瘤残余，CRM阴性。R1切除是指镜下有癌残余，R2切除是肉眼有癌残余。Enker认为TME对直肠癌的治疗能够达到（1）治愈，全部切除原发灶并防止远处转移；（2）局部控制，即降低局部复发率；（3）保留括约肌，保存完整的直肠功能，提高病人术后的生存质量；（4）保留性功能和膀胱功能，即在术中保留完整的盆腔自主神经。其中局部复发率是衡量直肠癌手术效果的重要指标。TME能够降低直肠癌术后局部复发率，提高患者生存率。TME能够增加保肛率。目前认为Miles术所造成的巨大创面是肿瘤细胞种植的温床。Williams曾经提出直肠远侧断端距肿瘤下缘1-2cm就已经足够，不必强求5cm的标准，这一改进大大提高了低位直肠癌的保肛率。Heald比较距肛缘5cm内的低位直肠癌Miles手术和TME时发现，TME可以使保肛率升至77%，TME组的复发率为4%（4/100）,而Miles组则高达47%（15/31）。Enker认为TME能使保留肛门括约肌的可能性增加20%-25%。TME强调直视下锐性分离直肠系膜，更容易发现并保护盆腔神经丛，行保留神经的直肠癌根治术。传统手术约有50%的患者有性功能的丧失，甚至高达95%，而且很多患者排尿功能也严重受损。而Enker报道一组60岁以下患者行保留神经的直肠全系膜切除术，术后性功能受损者只有约15%，很少有排尿功能受损。术中骶前出血的发生率大大降低。由于TME强调在盆腔脏壁层腹膜之间锐性分离，因此骶前出血的概率明显减少，更仔细的解剖和电刀，超声刀等器械的应用甚至可能使TME得出血量少于传统手术。
存在的问题
由于TME需要更低位的吻合，使TME后容易发生吻合口瘘。Norgren等统计219例TME术后吻合口瘘的发生率为11%[22]。Carlsen报道TME后吻合口瘘的发生率为11%-16%，高于非TME组的8%，易发生在低位吻合和手术时间长的患者中，提高手术技巧，缩短手术时间是解决问题的关键。临时性预防性结肠造口可以预防吻合口瘘的发生。TME要求手术过程中精细的解剖，因此势必增加手的时间，并可能造成过多的出血。通过娴熟的掌握TME的操作技巧，完全可能缩短手术时间，避免术后吻合口瘘。从提出TME至今不过20年的时间，人们对TME尚处于研究，探索阶段，对其也存在各种争议。可以认为，直肠系膜全切除在降低直肠癌根治性切除术后局部复发中是极为重要的环节，但并不是唯一因素，早期诊断，早期手术以及强调综合治疗仍是目前直肠癌治疗发展的趋势。