脊神經(jīng)皮節(jié)支配理論的演化和研究進展

潘燕云　魯燕　丁松屹　李卉娟

【摘要】? 皮膚的神經(jīng)是指分布在皮膚中的感覺神經(jīng)和運動神經(jīng)。軀干和四肢的感覺神經(jīng)絕大多數(shù)都來自脊神經(jīng)，其支配呈節(jié)段性，相鄰節(jié)段間有部分重疊。感覺神經(jīng)纖維使皮膚能感受觸覺、溫覺、冷覺、痛覺和壓覺。每個脊髓神經(jīng)節(jié)段或感覺神經(jīng)元軸突所支配的相對應(yīng)的皮膚區(qū)域稱為皮節(jié)，由此形成的相關(guān)理論可以有效指導(dǎo)臨床神經(jīng)查體、診斷和治療，尤其是涉及感覺異常的神經(jīng)損傷性疾病，如帶狀皰疹等的臨床診療。

【關(guān)鍵詞】? 脊神經(jīng);皮節(jié);帶狀皰疹

中圖分類號 R338? ? 文獻標(biāo)識碼? A? ? 文章編號? 1671-0223（2022）17--03

1? 脊神經(jīng)皮節(jié)的由來

脊椎動物的軸旁中胚層組織在發(fā)育早期形成一系列的分節(jié)單位，稱為體節(jié)。體節(jié)通常位于脊索和神經(jīng)管兩側(cè)，沿胚胎前—后軸呈左右對稱性分布。每一個體節(jié)單位后期會分化為三個不同區(qū)域，分別是生皮節(jié)、生肌節(jié)和生骨節(jié)，并最終分別發(fā)育成為真皮、骨骼肌和中軸骨骼即脊柱?，F(xiàn)代解剖和胚胎學(xué)研究已經(jīng)證明受精卵第三周就出現(xiàn)了體節(jié)，胚胎每個體節(jié)由神經(jīng)節(jié)段向軀體部和內(nèi)臟部分別發(fā)出軀體神經(jīng)和內(nèi)臟神經(jīng)，即使到了成人階段，體表與內(nèi)臟之間仍保持胚胎時期形成的這種階段性神經(jīng)聯(lián)系，這種聯(lián)系就是傳統(tǒng)中醫(yī)經(jīng)絡(luò)學(xué)說“內(nèi)屬于臟腑，外絡(luò)肢節(jié)”的形態(tài)學(xué)基礎(chǔ)[1]。在人類和其他脊椎動物中，椎體周期性地從體節(jié)來源并發(fā)育形成的過程被稱為體節(jié)形成[2]。脊神經(jīng)與皮膚感覺的節(jié)段性支配關(guān)系就是體節(jié)發(fā)育和分化的直接結(jié)果。

2? 皮節(jié)支配理論的演化

脊神經(jīng)皮節(jié)支配現(xiàn)象最早是由Sherrington在1893年早期的猴子實驗中發(fā)現(xiàn)，并繪制了最早的皮節(jié)區(qū)圖譜，但他的圖譜僅記錄了反應(yīng)最強烈的皮節(jié)區(qū)域[3]。臨床研究發(fā)現(xiàn)，由于神經(jīng)節(jié)段分布是沿肢體長軸縱向分布，這種皮節(jié)支配現(xiàn)象在四肢的分段性特征與軀干部位神經(jīng)支配仍保持原始的節(jié)段性是相一致的[4]。

據(jù)報道，僅通過皮節(jié)區(qū)診斷受累的神經(jīng)根是不可靠的。最新研究指出，在神經(jīng)根型頸椎病中，僅有54%的患者為“典型”患者。研究發(fā)現(xiàn)70%的頸神經(jīng)根和64%腰神經(jīng)根是不按照經(jīng)典皮節(jié)區(qū)走行的。感覺神經(jīng)纖維在每個皮節(jié)的周緣分布密度最小;然而在繪制圖譜時，僅反應(yīng)最強烈的皮節(jié)區(qū)被記錄。隨后，很多學(xué)者采用選擇性神經(jīng)根阻滯與經(jīng)典圖譜比較，發(fā)現(xiàn)阻滯后感覺減退區(qū)并不是都按經(jīng)典圖譜走行，且其大小和位置在個體間存在很大的差異。而皮節(jié)之所以如此多變的原因在于：①幾乎所有的皮膚都是由兩個或多個神經(jīng)根支配的。②神經(jīng)根和周圍神經(jīng)的的解剖變異很常見，同時脊髓背根之間存在鞘內(nèi)節(jié)段間吻合，使得一個背根神經(jīng)節(jié)內(nèi)的感覺神經(jīng)元可通過不同節(jié)段進入脊髓。在一項尸體研究中，分別在61%的頸椎、7%的胸椎和22%的腰椎背根內(nèi)發(fā)現(xiàn)鞘內(nèi)節(jié)段間吻合。因此，上肢皮節(jié)的個體變異要多于其他部位。③疾病的嚴(yán)重程度：輕度的神經(jīng)根病可能不會引起麻木，或僅引起部分皮節(jié)的麻木，在不同時間點觀察到的疼痛或麻木癥狀和體征可能均存在變動，且與活動、炎癥及治療效果等因素相關(guān)。

實際上，最新出版的文獻也逐漸出現(xiàn)一致性的觀點，即皮節(jié)區(qū)可能遠(yuǎn)比傳統(tǒng)圖譜描述的面積大，皮節(jié)間重疊的程度也很大。此外，相鄰脊神經(jīng)分出的皮神經(jīng)間存在恒定的交通支，可能是皮節(jié)重疊的一個原因。

3? 皮節(jié)圖譜的研究和演化

皮節(jié)圖譜就是基于皮節(jié)支配和分區(qū)理療描繪在在人體簡圖上所形成的圖譜。目前被教科書和文獻引用和展示最多的3個經(jīng)典皮節(jié)圖譜分別是Head和 Campbell圖譜、 Forster圖譜以及Keegan和 Garrett圖譜[5]。

3.1? 以帶狀皰疹皮損觀察為基礎(chǔ)的Head和Campbell圖譜

1900年Henry Head和Alfred Walter Campbell通過觀察并記錄帶狀皰疹患者的水皰分布情況，整理并繪制出世界上第一個全身皮節(jié)圖譜（圖1）[6]。該圖譜的優(yōu)點在于：第一次用直觀圖譜的形式展示皮節(jié)支配和分區(qū)，尤其是對于胸背部皮節(jié)區(qū)的集中研究，為后世皮節(jié)圖譜在參照胸背部條帶樣分布標(biāo)示開創(chuàng)了先河;同時首次發(fā)現(xiàn)并提出了相鄰神經(jīng)根在皮節(jié)支配上存在一定的重疊。但是采用觀察病變的自然皮損繪制的圖譜缺陷也很明顯，具體表現(xiàn)為以下兩點：一是帶狀皰疹的皮損通常都是單側(cè)，因此通過觀察皮損繪制全身對稱性圖譜，必須假定皮節(jié)支配對稱且均勻分布，而事實上被觀察記錄的病例中，僅有16例被證實是單神經(jīng)根受損;二是帶狀皰疹病毒往往同時侵蝕多個相鄰的背根神經(jīng)節(jié)，且并非所有的背根神經(jīng)節(jié)的感覺纖維都會發(fā)生病變，因此帶狀皰疹的皮損區(qū)域本身就是復(fù)合且重疊的，而非特定單一節(jié)段所支配和對應(yīng)。

3.2? 以手術(shù)切除神經(jīng)后根驗證的Foerster圖譜

19世紀(jì)30年代，F(xiàn)oerster運用手術(shù)的方法，在腦癱患者身上通過手術(shù)切除至少兩個相鄰的上下脊神經(jīng)后根，分離出單個背側(cè)神經(jīng)根，通過測試手術(shù)后的皮膚感覺殘留區(qū)域的方法，繪制出全新的皮節(jié)圖譜（圖2）[7]。Foerster圖譜的本質(zhì)是皮膚感覺殘留區(qū)域圖，它的優(yōu)勢在于：①通過手術(shù)切斷特定的神經(jīng)背根，來確認(rèn)其所支配區(qū)域的感覺分區(qū)，直觀且高效;②而且在試驗中發(fā)現(xiàn)僅切除單一神經(jīng)根通常不會導(dǎo)致感覺的完全缺失，再一次證實了除中線外相鄰皮節(jié)區(qū)存在明顯重疊這一現(xiàn)象。實驗中證實除C2外，如果僅切斷一個神經(jīng)根不會導(dǎo)致感覺完全喪失;通過人體實驗證實了Sherrington在猴子皮節(jié)分布實驗中發(fā)現(xiàn)的皮節(jié)存在個體差異這一重要結(jié)論。

但是通過手術(shù)切除腦癱患者神經(jīng)根進行研究的方法讓Foerster圖譜面臨巨大的倫理學(xué)質(zhì)疑，而因為其實驗過程和記錄的模糊，尤其是皮節(jié)評估標(biāo)準(zhǔn)和描繪依據(jù)的記錄缺失，讓Foerster圖譜的準(zhǔn)確性受到普遍質(zhì)疑，具體問題如下：首先手術(shù)切除神經(jīng)根的實驗方法費時費力，導(dǎo)致實驗病例嚴(yán)重不足，每個神經(jīng)根皮節(jié)區(qū)的觀察研究往往只有幾例，很難排除個體差異的干擾，形成高質(zhì)量的統(tǒng)計數(shù)據(jù);其次以腦癱患者作為研究對象，通過探測皮膚感覺殘留來描繪圖譜，會受到研究對象主觀反應(yīng)的巨大影響，而如何排除這些影響又缺乏實驗過程記錄資料，因此圖譜描繪的依據(jù)是什么，一直以來是Foerster圖譜最有爭議的部分;最后手術(shù)切斷神經(jīng)根與皮膚感覺評估的時間窗口因為缺乏相關(guān)實驗記錄而無法明確，考慮到神經(jīng)受損的變性和再生都會對皮膚感覺的評估造成影響，這也進一步增加了后世對于Foerster圖譜準(zhǔn)確性的質(zhì)疑。

3.3? 應(yīng)用最廣的Keegan和Garrett圖譜

1948年Keegan和Garrett基于對椎間盤突出患者神經(jīng)受壓后的感覺減退情況，繪制出了與前人皮節(jié)支配研究完全不同的圖譜（圖3）[8]。該圖譜簡潔而規(guī)整，十分便于理解和記憶，因此成為目前被引用和傳播最廣的皮節(jié)圖譜，但是該圖譜同樣存在很多的問題，尤其是在繼承和反映前人皮節(jié)支配理論既定成果方面，存在明顯的缺陷。

這些缺陷主要表現(xiàn)在：①經(jīng)前人觀察證實的皮節(jié)存在重疊支配的現(xiàn)象在圖譜中沒有顯示，圖譜中的不同皮節(jié)條帶都是相互獨立且不重疊的;②圖譜的繪制是基于痛覺減退作為評價皮節(jié)范圍的，該方法受患者主觀體驗和個體差異影響明顯，因此必然存在較大誤差;③椎間盤突出患者脊髓造影的檢測方法僅能評估椎間盤與受壓神經(jīng)根之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系，并不能直接反應(yīng)神經(jīng)病理改變，更不能直接評估神經(jīng)受損情況，因此其所反應(yīng)的受壓節(jié)段與實際感覺支配可能存在偏差。但是該圖譜的優(yōu)點在于：通過觀察椎間盤突出的患者，結(jié)合脊髓造影而非手術(shù)的方式評估相應(yīng)受壓階段的感覺情況，患者來源豐富且能夠良好地溝通，不存在倫理風(fēng)險;圖譜的各皮節(jié)分布區(qū)域圖譜簡潔而規(guī)整，便于觀察和記憶，這也是該圖譜能夠被廣泛流傳和使用的重要原因。

3.4? 合成前人研究的 Lee圖譜

2008年，Lee等對英文版教科書所記錄皮節(jié)圖譜的來源情況進行分析綜述時發(fā)現(xiàn)，被研究的13本教科書竟然有14個不同版本的圖譜，而且這些圖譜之間存在明顯的差異，但這些圖譜卻又都基于兩個主要來源，即Foerster圖譜以及Keegan和Garrett圖譜。Lee等認(rèn)為這些圖譜雖然美觀、容易記憶，但不可靠，尤其是沒有突出皮節(jié)重疊和變異性，于是在Foerster圖譜和Head圖譜的基礎(chǔ)上合成新的Lee圖譜（圖4）[9]。該圖的優(yōu)勢在于：避開應(yīng)用最廣但缺陷最大的Keegan和Garrett圖譜，在經(jīng)典Foerster和Head圖譜的基礎(chǔ)上，保留二者共有的皮節(jié)區(qū)，刪除不重疊部分，同時根據(jù)最佳證據(jù)補充繪制其余部分，最大限度體現(xiàn)和還原皮節(jié)支配的最一致的感覺區(qū)域，充分體現(xiàn)了皮節(jié)支配的重疊性，重點標(biāo)識了每個脊神經(jīng)背根支配的最一致的感覺皮節(jié)區(qū)。

但是由于過分強調(diào)皮節(jié)的重疊支配和變異性，該圖譜的缺陷也很明顯：圖譜中存在大量空白區(qū)域，用以表示變異和重疊，非常不利于理解和記憶;過度強調(diào)皮節(jié)的重疊和變異性而弱化了具體皮節(jié)的絕對支配區(qū)，不利于指導(dǎo)臨床應(yīng)用。

3.5? 以皮節(jié)關(guān)鍵點為基礎(chǔ)的ASIA圖譜

2011年美國脊髓損傷協(xié)會（ASIA）基于針刺覺（針頭）和輕觸覺（棉花）分級檢測和評估的大量實驗數(shù)據(jù)，繪制了以感覺關(guān)鍵點為基礎(chǔ)的全新皮節(jié)圖譜，被稱為ASIA圖譜，該圖譜采用皮節(jié)關(guān)鍵點的概念，一共有28對脊神經(jīng)皮節(jié)關(guān)鍵點，其中C1神經(jīng)根因為沒有感覺成分，因此無皮節(jié)關(guān)鍵點 （圖5）[10]。

該圖譜的優(yōu)勢表現(xiàn)在：①在最新系統(tǒng)優(yōu)選基礎(chǔ)上，利用痛觸覺驗證的方法，通過大量臨床數(shù)據(jù)和循證醫(yī)學(xué)證據(jù)，對各皮節(jié)支配區(qū)域進行印證，較以往的圖譜更扎實可信;②明確提出并確認(rèn)了各皮節(jié)區(qū)的“關(guān)鍵點”，更便于集中反映和探查相應(yīng)皮節(jié)區(qū)的神經(jīng)功能;③保留了連續(xù)皮節(jié)分區(qū)的繪制方式，便于支配節(jié)段的直觀辨識和記憶。但是該圖譜同樣存在缺陷：最明顯的是目前公布的圖譜主要集中標(biāo)識了軀體正面、下肢背面和頭頸部側(cè)面的皮節(jié)支配區(qū)域，缺失了胸背部背側(cè)的皮節(jié)分區(qū)標(biāo)識，雖然后續(xù)陸續(xù)有其他研究者繪制補充了胸背部背側(cè)的部分圖譜，但是并未得到ASIA的官方正式認(rèn)可。

4? 討論

綜上所述，皮節(jié)支配和分布在臨床上為評估和定位相關(guān)神經(jīng)節(jié)段病變具有十分重要的意義和價值，是評估脊髓損傷程度、定位相關(guān)神經(jīng)根病變節(jié)段的重要依據(jù)，也是評估麻醉效果和節(jié)段，進而監(jiān)測脊髓或神經(jīng)損傷的重要依據(jù)，更是帶狀皰疹治療中，定位皰疹皮損神經(jīng)皮節(jié)分布、指導(dǎo)神經(jīng)阻滯治療的根本工具。因此一份客觀、準(zhǔn)確、便于解讀和記憶的皮節(jié)圖譜對于臨床實踐和醫(yī)學(xué)教學(xué)都至關(guān)重要。然而遺憾的是目前的皮節(jié)圖譜共同的最大缺陷就是簡單地認(rèn)為神經(jīng)與皮膚是一種具體、靜態(tài)的支配關(guān)系，而實際情況是，神經(jīng)與皮膚的關(guān)系是不斷地被抑制、促進或動態(tài)重組的，因此皮節(jié)區(qū)也是動態(tài)變化的。

目前各種文獻中出現(xiàn)的存在各種缺陷甚至相互矛盾的圖譜會給臨床應(yīng)用和醫(yī)學(xué)教學(xué)帶來巨大困擾，簡單復(fù)制有爭議甚至相互矛盾的皮節(jié)圖譜，人為忽略皮節(jié)的重疊性、變異性和個體差異，會誤導(dǎo)醫(yī)學(xué)生和低年資醫(yī)師。因此，應(yīng)時刻提醒自己所謂經(jīng)典圖譜的局限性，在教學(xué)和臨床實踐中結(jié)合查體、影像技術(shù)、肌電圖和診斷性神經(jīng)阻滯等證據(jù)，綜合全面地評估疾病和病情，切忌教條地主觀堅持和照搬圖譜診斷。

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[2022-06-18收稿]

基金項目：四川省中醫(yī)藥管理局科學(xué)技術(shù)研究專項課題（編號：2021MS065）

作者單位： 611430? ?四川省成都市新津區(qū)中醫(yī)醫(yī)院（潘燕云、魯燕） ;四川省中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院（丁松屹、李卉娟）

*通訊作者