一、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致密纖維束帶，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繫膜（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。兩層筋膜之間由無血管的疏鬆結締組織(COTON-CANDY,棉花糖樣)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。
二、理論基礎
由heald等於1982年提出來TME以來，經過近二十年的臨床實踐證明是一種比較好的中下部直腸癌根治性手術操作方式，可以有效的降低區域性複發率至3％-7％，以及提高長期生存率。現在正在成為一種標準的直腸癌根治性手術方式被越來越多的臨床醫生所接受。其理論基礎理論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侷限於此範圍內。
三、適應症
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繫膜，因此完整的直腸繫膜切除術並非必要。
四、手術方式
手術原則：(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)腫瘤遠端直腸繫膜的切除不得少於5cm。
術中先從左側遊離乙狀結腸，解剖出腸繫膜下靜脈，分別距主動脈和脾靜脈1cm處結紮腸繫膜下動靜脈，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遊離，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。
與傳統的手術方式有很大的不同。首先，分離直腸繫膜時採用剪刀或電刀，沿直腸繫膜周圍的髒壁層盆筋膜之間無血管區進行，直至全部遊離直腸繫膜及直腸，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繫膜的殘留及腫瘤的播散。這是TME與傳統手術的最大區別.其次，強調的是環繞剝離直腸繫膜，包括直腸及腫瘤，腫瘤遠端的直腸繫膜切除應達5cm，或全部直腸繫膜，與傳統手術只注重切緣距腫瘤距離不同；另外，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。
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