第五維龍 王星 畢龍 鄭建民 汪軍 韓一生

膝關(guān)節(jié)周圍皮神經(jīng)與關(guān)節(jié)置換術(shù)后疼痛關(guān)系的解剖研究

第五維龍 王星 畢龍 鄭建民 汪軍 韓一生

目的通過明確膝關(guān)節(jié)周圍皮神經(jīng)各個分支的相對位置為臨床通過去神經(jīng)化手術(shù)治療關(guān)節(jié)置換術(shù)后疼痛提供解剖學(xué)依據(jù)。方法對 2 具成年防腐尸體( 4 下肢 )及 2 具新鮮成年尸體( 2 個下肢 )進(jìn)行解剖，明確各個神經(jīng)支及皮神經(jīng)走行的毗鄰關(guān)系。并通過對這些神經(jīng)進(jìn)行磁共振掃描，給臨床提供直觀立體的形態(tài)學(xué)參考。結(jié)果膝關(guān)節(jié)周圍恒定出現(xiàn)三支皮神經(jīng)，其分別為股內(nèi)側(cè)皮神經(jīng)、隱神經(jīng)髕下支、股中間皮神經(jīng)。這些神經(jīng)位置表淺、直徑較細(xì)，局部視圖較難分辨。通過磁共振三維成像，能夠進(jìn)一步明確神經(jīng)的走行關(guān)系，使各個分支與膝關(guān)節(jié)周圍骨性標(biāo)志和相對位置易于觀察。結(jié)論通過膝關(guān)節(jié)周圍皮神經(jīng)的解剖，可明確在實施膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后引起疼痛的病變神經(jīng)，為指導(dǎo)臨床實施去神經(jīng)化手術(shù)解除膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后的神經(jīng)源性疼痛提供指導(dǎo)。

膝關(guān)節(jié)；皮神經(jīng)；解剖；疼痛；磁共振成像

膝關(guān)節(jié)置換術(shù)日漸呈上升趨勢。作為最常見的并發(fā)癥，術(shù)后殘留痛發(fā)病率也日益提高。其主要原因包括神經(jīng)瘤形成和其它原因不明的疼痛。關(guān)節(jié)置換過程中，對膝周皮神經(jīng)的損傷不可避免，而損傷后的皮神經(jīng)很容易形成神經(jīng)瘤。1994 年 Dellon 首次對歐美人群膝關(guān)節(jié)周圍的皮神經(jīng)解剖進(jìn)行了詳細(xì)報道，并提出通過手術(shù)的方法去神經(jīng)化能夠有效治療膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后的殘留痛和一些膝關(guān)節(jié)疼痛。Dellon的去神經(jīng)方法在后續(xù)的臨床研究中也取得了良好效果，為治療膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后頑固性疼痛開辟了新途徑。但目前關(guān)于我國人群膝關(guān)節(jié)皮神經(jīng)解剖鮮有報道，相關(guān)手術(shù)方法也處于起步階段。因此，對國人膝關(guān)節(jié)周圍皮神經(jīng)的解剖進(jìn)行探尋，對于指導(dǎo)膝關(guān)節(jié)疼痛后續(xù)治療具有重要意義。為此，本研究通過尸體解剖和磁共振影像三維重建觀察國人膝關(guān)節(jié)周圍皮神經(jīng)的走行，為闡明各個神經(jīng)分支和周圍肌肉、骨性標(biāo)志的相對位置提供解剖參考。

資料與方法

一、一般資料

2 具成年防腐尸體( 4 個下肢 )及 2 具新鮮成年尸體( 2 個下肢 )進(jìn)行解剖。尸源由第四軍醫(yī)大學(xué)解剖教研室提供。

二、解剖方法

解剖使用纖維外科器械，顯微鏡下放大 6 倍。正位固定標(biāo)本后，取髕骨正中位，去除皮膚，再仔細(xì)去除皮下脂肪組織，探查神經(jīng)分支及各支走形。文獻(xiàn)報道，膝關(guān)節(jié)周圍皮神經(jīng)主要為四支，分別為股內(nèi)側(cè)皮神經(jīng)叢，股中間皮神經(jīng)，股外側(cè)皮神經(jīng)和內(nèi)外側(cè)支持帶神經(jīng)[1]。本研究分別從膝關(guān)節(jié)的正中，兩側(cè)及窩對各個神經(jīng)分支進(jìn)行探查，依次分離出股內(nèi)側(cè)皮神經(jīng)、隱神經(jīng)、股中間皮神經(jīng)、股外側(cè)皮神經(jīng)及膝關(guān)節(jié)后方的內(nèi)外側(cè)支持帶神經(jīng)。同時探查各神經(jīng)支走行及與周圍組織的對應(yīng)關(guān)系。

三、磁共振掃描三維重建

所獲神經(jīng)分支直徑約 1 mm，磁共振較難顯影，因此應(yīng)用 1 mm 的空心塑料軟管注水代替皮神經(jīng)顯影。塑料管注滿水后兩端密封，按照神經(jīng)走形將其固定，再使用磁共振儀對其進(jìn)行薄層掃描、三維重建。圖像采集使用德國西門子 Trio Tim 3.0 磁共振掃描儀。序列名稱：tse2d1；掃描參數(shù)：TR 10 790.0，TE 74.0，SP R24.7，F(xiàn)OV 180×180，矩陣307×384 s。圖像采集后用 VRT 軟件三維重建，使用偽彩優(yōu)化圖像。

結(jié) 果

膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)的神經(jīng)分布見圖1。膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)的皮神經(jīng)主要是股內(nèi)側(cè)皮神經(jīng)的終端及其分支，大部分走行于縫匠肌的表面( 83% )，還有一部分走行于縫匠肌深部，約在縫匠肌中下 1 / 3 淺出( 17% )，在約股骨內(nèi)上髁處分成兩支向髕下繞行，緊貼于髕下極，加入髕下神經(jīng)叢，在髕骨中外約 2 / 3 處終止，支配內(nèi)側(cè)膝關(guān)節(jié)皮膚和髕骨下區(qū)域淺感覺。但在我們的標(biāo)本中，有 1 例股內(nèi)側(cè)皮神經(jīng)終末支經(jīng)由髕骨下極后，折返于髕骨外側(cè)，在平股骨外上髁平面終止( 圖2 )。

隱神經(jīng)走行于收肌管內(nèi)，分成髕下支和主支，主支在股骨內(nèi)上髁下約 4 cm 處穿出，伴隨大隱靜脈繼續(xù)向遠(yuǎn)端走形，支配足內(nèi)側(cè)淺感覺。部分還發(fā)出分支，向外下走形，支配髕骨下區(qū)域皮膚( 17% )( 圖1 )。髕下支在股骨內(nèi)上髁約 3 cm 或平股骨內(nèi)髁穿出，向外下走形，發(fā)出兩支或多支分支，和股內(nèi)側(cè)皮神經(jīng)的分支一起構(gòu)成髕下神經(jīng)叢，支配膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)部分、髕骨下極部分外側(cè)皮膚淺感覺( 圖2 )。在其中 1 例標(biāo)本中，隱神經(jīng)的髕下支在距股骨內(nèi)上髁約 6 cm 處穿出縫匠肌，向下走形，止于膝關(guān)節(jié)中線，未能到達(dá)髕骨下，而其主支在股骨內(nèi)上髁下約4 cm 處發(fā)出分支，其中一支折返后形成髕下支，構(gòu)成髕下神經(jīng)叢，另一支向外下走形，支配小腿外側(cè)皮膚( 圖3 )。

圖1 a( 內(nèi)側(cè)觀 )：A 股內(nèi)側(cè)皮神經(jīng)，B 隱神經(jīng)的髕下支，C 股中間皮神經(jīng)，D 隱神經(jīng)的主支，V 大隱靜脈；B( 正面觀 )：b 隱神經(jīng)的髕下支在髕骨下的走形，C 骨中間皮神經(jīng)到達(dá)髕骨，D 隱神經(jīng)的主支向外下繼續(xù)走形；c( 外側(cè)觀 )：E 股外側(cè)皮神經(jīng)，位置較高，未能到達(dá)膝關(guān)節(jié)Fig.1 a( Medial view ): A medial femoral cutaneous nerve, B patellar branch of saphenous nerve, C intermediate femoral cutaneous nerve, D themain branch of saphenous nerve, V the great saphenous vein; b( Front view ): B the patellar branch of saphenous nerve took shape under the patella,C intermediate cutaneous nerve reached the patella, D the main branch of saphenous nerve continuously took shape towards outside; c( Lateralview ): E the position of lateral femoral cutaneous nerve was high, and failed to reach the knee圖2 左圖( 內(nèi)側(cè)觀 )：A 股內(nèi)側(cè)皮神經(jīng)走行于縫匠肌表面，在約股骨內(nèi)髁處發(fā)出較多細(xì)小分支，主要為兩支，其中主支繞髕骨下繼續(xù)走形；右圖( 外側(cè)觀 )：主支繞行后，折返向上，在股骨外髁處終止Fig.2 Left( Medial view ): A the medial femoral cutaneous nerve was on the surface of the sartorius, and issued many small branches about themedial femoral condyle. There were 2 branches, and the main branch continued to take shape around the patella; Right( Lateral view ): The mainbranch bypassed, turned back up and terminated at the lateral femoral condyle

股中間皮神經(jīng)( 前皮神經(jīng) )約為 2～3 支，分為內(nèi)側(cè)支和外側(cè)支，在約股骨中上 1 / 3 處，內(nèi)側(cè)支穿出闊筋膜，外側(cè)支常先穿出縫匠肌再穿闊筋膜，至淺筋膜[1]。繼續(xù)向下走形，到達(dá)髕骨表面( 67% )，支配髕骨表面皮膚感覺( 圖1，3 )。部分股中間皮神經(jīng)穿出縫匠肌后，在距髕骨上緣約 3～5 cm 處終止( 33% )，無臨床意義。

股外側(cè)皮神經(jīng)在股前外側(cè)走行于闊筋膜張肌表面，有 2～3 個分支，長約 10 cm，止于大腿中上端，未能降至膝關(guān)節(jié)周圍結(jié)構(gòu)，對于膝關(guān)節(jié)疼痛無臨床意義( 圖1，2 )。

在膝關(guān)節(jié)后方，坐骨神經(jīng)在分出脛神經(jīng)和腓總神經(jīng)的分叉處，由脛神經(jīng)發(fā)出分支，向外下走行，穿入膝關(guān)節(jié)囊，支配膝關(guān)節(jié)外側(cè)支持帶。在此分支下方約 6 cm 處，脛神經(jīng)發(fā)出另一個分支，斜向內(nèi)下走形，穿入膝關(guān)節(jié)囊，支配膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)支持帶( 圖4 )。

膝關(guān)節(jié)周圍皮神經(jīng)的局部解剖對于認(rèn)識局部結(jié)構(gòu)和毗鄰關(guān)系較為清楚，但在臨床應(yīng)用中，宏觀的解剖布局對于手術(shù)操作更為明確。通過磁共振掃描和三圍重建，將這些神經(jīng)分支立體結(jié)構(gòu)可視化，使外科醫(yī)生對神經(jīng)分布的認(rèn)識和在臨床操作中更為直觀。我們所獲得的神經(jīng)分支直徑約 1 mm，磁共振較難顯影，因此應(yīng)用 1 mm 的空心塑料管注水代替皮神經(jīng)顯影。塑料管注滿水后兩端密封，按照神經(jīng)走形將其固定，再使用磁共振儀對其進(jìn)行薄層掃描、三維重建( 圖5 )。

圖3 B 穿出后分支較小，未能到達(dá)髕骨下，由 D 發(fā)出分支向外上折返，形成髕下神經(jīng)叢，支配髕骨下皮膚圖4 H 為坐骨神經(jīng)，左圖所示：發(fā)出分支 F 后向內(nèi)下走形，到達(dá)內(nèi)側(cè)支持帶；G 為 H 發(fā)出的另一支神經(jīng)支，向外下走形，到達(dá)外側(cè)支持帶；I 為脛神經(jīng)，J 為腓總神經(jīng)Fig.3 The branches of B were small and failed to reach the patella. The branches issued by D turned back up, formed the patellar plexus, and dominated the patellar skinFig.4 H was the sciatic nerve. The figure above showed that after issuing the branch F, H took shape down inward and reached the medial retinaculum. G was another nerve branch issued by H, took shape down outward, and reached the lateral retinaculum. I was the tibial nerve and J was the nervus peroneus communis

圖5 A 股內(nèi)側(cè)皮神經(jīng)，B 隱神經(jīng)的髕下支，C 股中間皮神經(jīng)，D隱神經(jīng)的主支Fig.5 A medial femoral cutaneous nerve, B patellar branch of saphenous nerve, C intermediate femoral cutaneous nerve, D the main branch of saphenous nerve

討 論

膝關(guān)節(jié)置換已成為治療膝關(guān)節(jié)退變及膝關(guān)節(jié)矯形的重要治療方式。但術(shù)后有一部分患者會發(fā)生膝關(guān)節(jié)頑固性疼痛。根據(jù)美國骨科醫(yī)師學(xué)會( AAOS )2011 年的統(tǒng)計結(jié)果，在美國每年有 60 萬例膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)，其中 TKA 20% 的患者術(shù)后對手術(shù)效果不滿意[2-5]，15% 術(shù)后會發(fā)生頑固性疼痛[6]。然而這些疼痛是否起源于神經(jīng)痛，尚存在爭議。排除感染、假體松動、假體型號不合適及力線缺失等引起疼痛的因素后，如何治療膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后頑固性疼痛成為一大難題。目前對于此類疼痛，惟一的治療途徑只有膝關(guān)節(jié)翻修術(shù)。但如果選擇膝關(guān)節(jié)翻修，必須面對以下問題：( 1 )二次手術(shù)對患者機(jī)體的損傷較大，許多患者不愿意行翻修術(shù)；( 2 )翻修手術(shù)花費(fèi)大，許多患者無經(jīng)濟(jì)能力承受二次手術(shù)；( 3 )翻修手術(shù)對術(shù)者的手術(shù)技巧要求高，手術(shù)風(fēng)險大；( 4 )翻修后疼痛有可能仍然存在。因此針對此類患者，如何選擇合適的治療方式，成為外科醫(yī)生的難題。

雖然膝關(guān)節(jié)前側(cè)手術(shù)入路對于膝關(guān)節(jié)周圍的神經(jīng)損傷較小，但這往往會引起膝關(guān)節(jié)周圍的神經(jīng)瘤或遠(yuǎn)端神經(jīng)營養(yǎng)不良而導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)周圍疼痛[7-9]。在膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)中，膝關(guān)節(jié)周圍皮神經(jīng)損傷是不可避免的，外科醫(yī)生更關(guān)注的是如何更快、更好地完成手術(shù)，而術(shù)中探查皮神經(jīng)是否損傷似乎很難同時完成。因此，皮神經(jīng)切斷治療膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后疼痛是作為因膝關(guān)節(jié)疼痛而行翻修手術(shù)的補(bǔ)充治療方法。1994 年，美國外科醫(yī)生 Horner 和 Dellon 對膝關(guān)節(jié)周圍的皮神經(jīng)做了系統(tǒng)描述[10]，對于臨床實施膝關(guān)節(jié)周圍皮神經(jīng)切斷做好基礎(chǔ)指導(dǎo)。隨后皮神經(jīng)切斷用于膝關(guān)節(jié)術(shù)后神經(jīng)瘤引起疼痛的治療，本組15 例接受去神經(jīng)化治療后，疼痛較術(shù)前明顯減輕，膝關(guān)節(jié)活動度也有較大提高，患者對手術(shù)治療效果滿意[11]。

在未行膝關(guān)節(jié)置換的人群中，通常有部分患者發(fā)生膝關(guān)節(jié)前方疼痛，即髕股關(guān)節(jié)或髕周皮膚疼痛。Maralcan 等[12]報道了關(guān)于髕骨周圍神經(jīng)分支的解剖及臨床應(yīng)用，進(jìn)一步證實了去神經(jīng)化對于疼痛治療的有效性。通常認(rèn)為膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后膝關(guān)節(jié)頑固性疼痛是多因素影響的結(jié)果，但髕骨周圍疼痛為單因素影響，即由于髕骨周圍的神經(jīng)受壓或緊張牽拉引起，通過去神經(jīng)化可對此疼痛進(jìn)行徹底治療。因此膝關(guān)節(jié)術(shù)后疼痛的原因無論是神經(jīng)瘤、神經(jīng)受壓、神經(jīng)牽拉或手術(shù)對于神經(jīng)的損傷，去神經(jīng)化均可對癥治療。臨床結(jié)果顯示，患者去神經(jīng)化后無明顯不良反應(yīng)，膝關(guān)節(jié)周圍的皮膚感覺無異常。

隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和醫(yī)學(xué)技術(shù)的提高，目前國內(nèi)接受膝關(guān)節(jié)置換的患者呈井噴式增長，初次置換術(shù)后大部分患者的療效滿意，但部分患者也存在術(shù)后不明原因的疼痛，這些人群數(shù)量不斷增多，不容忽視。因此我們引進(jìn)神經(jīng)切斷術(shù)對于解決此類患者的疼痛具有較大意義。但關(guān)于國內(nèi)的膝關(guān)節(jié)周圍皮神經(jīng)解剖鮮有報道，臨床實施手術(shù)無明確指導(dǎo)。

本研究發(fā)現(xiàn)：膝關(guān)節(jié)周圍各個皮神經(jīng)分布較為固定，周圍的骨性標(biāo)志明確，為進(jìn)行相關(guān)手術(shù)提供了解剖依據(jù)。同時，我們通過磁共振三維重建，使膝關(guān)節(jié)周圍各個神經(jīng)分支的空間分布更加清晰，能夠更好地明確病變神經(jīng)分支，為臨床實施手術(shù)治療提供便利。

[1] 楊琳, 高英茂(主譯). 格氏解剖學(xué). ed38. 沈陽: 遼寧教育出版社, 1999: 1279-1281.

[2] Bonnin MP, Basiglini L, Archbold HA.What are the factors of residual pain after uncomplicated TKA? Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc, 2011, 19(9):1411-1417.

[3] Lindgren L, Robertsson O. Annual report 2008. The Swedish knee arthroplasty register. Dept. of Orthopedics, Lund University Hospital, Lund: 1-35.

[4] Lingard EA, Riddle DL. Impact of psychological distress on pain and function following knee arthroplasty. J Bone Joint Surg Am, 2007, 89(6):1161-1169.

[5] Scott C, Howie CR, MacDonald D, et al. Predicting dissatisfaction followin total knee replacement: a prospective study of 1217 patients. J Bone Joint Surg Br, 2010, 92(9):1253-1258.

[6] Katz JN. Study methodologies for osteoarthritis: clinical trials and tribulations. HSS J, 2012, 8(1):68-69.

[7] Arthornthurasook A, Gaew-Im K. The sartorial nerve: Its relationship to the medial aspect of the knee. Am J Sports Med, 1990, 18(1):41-42.

[8] Chambers GH. The prepatellar nerve: A cause of suboptimal results in knee arthrotomy. Clin. Orthop Relat Res, 1972, 82:157-159.

[9] Finsterbush A, Frankl U, Mann G, et al. Reflex sympathetic dystrophy of the patellofemoral joint. Orthop Rev, 1991, 20(10): 877-885.

[10] Horner G, Dellon AL. Innervation of the human knee joint and implications for surgery. Clin Orthop Relat Res, 1994, 301: 221-226.

[11] Dellon AL, Mont MA, Krackow KA, et al. Partial denervation for persistent neuroma pain after total knee arthroplasty. Clin Orthop Relat Res, 1995, 316:145-150.

[12] Maralcan G, Kuru I, Issi S, et al. The innervation of patella: anatomical and clinical study. Surg Radiol Anat, 2005, 27(4): 331-335.

( 本文編輯：李貴存 )

Relationship between anatomy of cutaneous nerves around the knee and postoperative pain after total knee arthroplasty

DIWU Wei-long, WANG Xing, BI Long, ZHENG Jian-min, WANG Jun, HAN Yi-sheng. Department of Orthopaedics, Xijing Hospital, the fourth Military Medical University, Xi’an, Shaanxi, 710032, PRC

ObjectiveTo explore the relative location of cutaneous nerve branches around the knee, so as to provide an anatomical basis for denervation surgery in the treatment of postoperative pain after total knee arthroplasty( TKA ).MethodsThe adjacent relationship of articular and cutaneous nerves around the knee was investigated in 4 cadavers, including 2 adult embalmed cadavers( 4 lower limbs )and 2 fresh bodies( 2 lower limbs ), which were all dissected. The Magnetic Resonance Imaging( MRI )was used to scan the nerves, so as to provide a visualized and 3-dimensional( 3D )morphological reference for the clinical application.ResultsThere were 3 cutaneous nerves around the knee, including medial femoral cutaneous nerve, patellar branch of saphenous nerve and intermediate femoral cutaneous nerve. These nerves were superfcially located with smaller diameters, and therefore it was diffcult to distinguish the partial view. Based on the 3D MRI scans, the nerves and their locations could be further clarifed, as well as their relationship to the bone landmarks around them.ConclusionsThe damaged nerves which cause pain after TKA can be clarifed based on the anatomy of cutaneous nerves around the knee. Under the guidance, the neuropathic pain after TKA can be relieved in the denervation surgery.

Knee joint; Cutaneous nerve; Anatomy; Pain; Magnetic resonance imaging( MRI )

10.3969/j.issn.2095-252X.2014.05.015

R687.4

710032 西安，第四軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院骨科( 第五維龍，王星，畢龍，韓一生 )；第四軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院影像科( 鄭建民 )；四川省閬中市人民醫(yī)院骨科( 汪軍 )

韓一生，Email: drhanys@fmmu.edu.cn

2013-11-12 )