基础知识 | 椎管内麻醉的解剖与生理基础
椎管内麻醉是将局部麻醉药物注入椎管内的不同间隙,可逆性地阻断或减弱相应脊神经传导功能的一种麻醉方法。椎管内麻醉包括蛛网膜下隙麻醉和硬膜外麻醉两种。局部麻醉药物注入蛛网膜下隙,主要作用于脊神经根的蛛网膜下隙麻醉称为脊髓麻醉,简称为脊麻;作用于腰部及其以下部位的蛛网膜下隙麻醉称为腰部麻醉,简称为腰麻,主要作用于鞍部的蛛网膜下隙麻醉简称为鞍麻。局部麻醉药物注入硬膜外间隙作用于部分节段脊神经根,使相应节段的感觉神经和交感神经完全被阻滞,运动神经被部分或完全阻滞,称为硬膜外麻醉。骶管麻醉是硬膜外麻醉的一种,是将局部麻醉药物注入骶管硬膜外间隙产生的。一、椎管解剖
（一）椎管及椎骨的结构脊椎由7节颈椎、12节胸椎、5节腰椎、融合在一起的5节骶椎以及3~4节尾椎组成。成人脊椎呈现四个生理弯曲,即颈曲、胸曲、腰曲和骶曲。颈曲和腰曲向前,胸曲和骶曲向后。典型的椎骨由椎体和椎弓两部分组成。椎体的功能是承重,两侧的椎弓(椎弓根及椎板)从外侧向后围成椎孔,起保护脊髓的作用。每一椎板有7个突起,即3个肌突(2个横突及1个棘突)是肌肉和韧带的附着处;4个关节突,上下各2个,各有关节面。椎弓根上下有切迹,相邻的切迹围成椎间孔,供脊神经通过。位于上、下两棘突之间的间隙是椎管内麻醉的常用穿刺路径。从颈椎到第4胸椎棘突与椎体的横截面呈水平位,穿刺时可垂直进针。从第4胸椎至第12胸椎,棘突呈叠瓦状排列,穿刺方向要向头侧倾斜45°~60°方可进入。而腰椎的棘突与椎体平行,垂直进针较易进入椎管。
（二）椎管外软组织相邻两节椎骨的椎弓及其棘突由三条韧带相互连接,从椎管内向外依次为:黄韧带、棘间韧带及棘上韧带
1. 黄韧带黄韧带几乎全由弹力纤维构成,是连接椎弓板之间的韧带,协助围成椎管,限制脊柱过度前屈。黄韧带从上位椎弓板的下缘和内面,连至下位椎弓板的上缘和外缘,参与围成椎管的后壁和后外侧壁,从上往下逐渐增厚,刺入黄韧带时的阻力感和刺穿后的阻力消失感均较显著,常以此作为是否刺入硬膜外间隙的依据。黄韧带的宽度约等于椎管后壁的1/2,腰部最坚韧厚实。
2. 棘间韧带 棘间韧带比较薄,连接上下两棘突,前面与黄韧带相连,后方移行于棘上韧带。棘间韧带起自第7颈椎棘突,止于骶中嵴。
3. 棘上韧带棘上韧带在颈部特别发达,构成颈部两侧肌肉之间的中膈,故称项中膈或项韧带部分组成,分3层,深层连接相邻2个棘突,且与棘间韧带交织在一起;中层跨越2到3个棘突;浅层跨越3到4个棘突。棘上韧带与棘间韧带由脊神经后支的神经末梢分布,是极敏感的组织,一旦受到损伤,可通过脊神经后支传入中枢,可引起腰痛或牵涉性下肢痛。
(三)脊髓及脊神经1. 脊髓的解剖结构脊髓是中枢神经系统的一部分,位于椎管内,呈圆柱状。脊髓上端起始自枕骨大孔,上端与延髓相连,下端呈圆锥形,随个体的发育而不同,在胚胎期充满整个椎管间隙,至新生儿终止于第3腰椎或第4腰椎,成人则在第1、2腰椎之间,平均长度为42~45cm。成人在第2腰椎以下的蛛网膜下隙中只有脊神经,即马尾神经。所以,成人行腰麻时多选择在第2腰椎以下的间隙,以免损伤脊髓。脊髓节段与椎体的对应关系：成人脊髓颈1~4节段与同序数椎体相对应。颈5~8和胸1~4节段与同序数椎体的上1个椎体相对应。胸5~8节段与同序数椎体的上2个椎体相对应。胸9~12节段与同序数椎体的上3个椎体相对应。腰1~5节段与第10~11胸椎体相对应。骶1~5和尾1节段与第12胸椎和第1腰椎体相对应。
2. 脊髓的内部结构脊髓的横切面可呈现位于中央部的灰质和位于周围部的白质。脊髓的灰质呈蝴蝶形或“H”状,其中心有中央管。中央管前后的横条灰质称灰联合,将左右两部分灰质连接在一起。灰质的每一半由前角和后角组成。前角内含有大型的运动细胞,其轴突贯穿白质,经前外侧沟走出脊髓,组成前根。脊髓的白质主要由上行(感觉)和下行(运动)有髓神经纤维纵行排列组成,分为前索、侧索和后索。
3. 脊髓的功能脊髓具有反射和传导功能。脊髓是神经系统的重要组成部分,其活动受脑的控制。来自四肢和躯干的各种感觉冲动,通过脊髓的上行纤维束,包括传导浅感觉,即传导面部以外的痛觉、温度觉和粗触觉的脊髓丘脑束、传导意识性本体感觉和精细触觉的薄束和楔束等,以及传导非意识性本体感觉的脊髓小脑束。这些传导径路将各种感觉冲动传达到脑,进行高级综合分析;脑的活动通过脊髓的下行纤维束,包括执行传导随意运动的皮质脊髓束以及调整锥体系统的活动并调整肌张力、协调肌肉活动、维持姿势和习惯性动作,使动作协调、准确、免除振动和不必要附带动作的锥体外系统,结果通过锥体系统和锥体外系统,调整脊髓神经元的活动。脊髓本身能完成许多反射活动,但也受脑活动的影响。
脊髓发生急性横断损伤时,病灶节段水平以下呈现弛缓性瘫痪、感觉消失和肌张力消失,不能维持正常体温,大便滞留,膀胱不能排空以及血压下降等,总称为脊髓休克。损伤一至数周后,脊髓反射始见恢复,如肌力增强和深反射亢进,对皮肤的损害性刺激可出现有保护性屈反射。数月后,比较复杂的肌反射逐渐恢复,内脏反射活动,如血压上升、发汗、排便和排尿反射也能部分恢复。膀胱功能障碍一般分为三个阶段,脊髓横断后,由于膀胱逼尿肌瘫痪而使膀胱括约肌痉挛,出现尿潴留;2~3周以后,由于逼尿肌日益肥厚,膀胱内压胜过外括约肌的阻力,出现溢出性尿失禁;到第三阶段可能因腹壁肌挛缩,增加膀胱外压而出现自动排尿。
脊髓半侧切断综合征表现为病灶水平以下、同侧以上运动神经元麻痹,关节肌肉的振动觉缺失,对侧痛觉和温度觉消失;在病灶侧与病灶节段相当,有节段性下运动神经元麻痹和感觉障碍。由于切断后索,病灶节段以下同侧的本体感觉和两点辨别觉消失。由于切断锥体束,病灶节段水平以下同侧出现上运动神经元瘫痪;由于锥体外系统的抑制作用被阻断,而脊髓后根传入冲动的作用明显,因而肌张力增强,深反射亢进,趾反射变为趾背屈。由于切断脊髓丘脑束,在对侧,相当于病灶节段以下一或二脊髓节段水平以下,痛觉和温度觉消失。由于切断节段的后根受累,同侧出现节段性感觉消失;而由于对上位节段产生刺激,于感觉消失区的上方,有节段性感觉过敏。由于侧角受累,可以出现交感神经症状,如在颈8节段受损害,同侧颜面、头颈部皮肤可有血管运动失调征象和霍纳综合征(瞳孔缩小、眼裂狭小和眼球内陷)。
4. 脊髓的血供脊髓的动脉来源主要由发自椎动脉的脊髓前动脉和脊髓后动脉以及来自节段动脉的椎间动脉脊膜支组成。脊髓前动脉发自椎动脉末端,沿脊髓前正中裂迂曲下降,供应脊髓全长,途中接受6~8支前根动脉。在下降过程中有两个分支,一支绕脊髓向后与脊髓后动脉的分支吻合,形成动脉冠。另一支又称沟动脉,进入前正中裂后。左右交替进入脊髓,穿过白质前连合,分布于脊髓灰质的前柱、侧柱和后柱基底部以及白质的前索和侧索深部。脊髓后动脉发自椎动脉内侧或小脑后动脉,左右各一,沿脊髓后外侧沟下降,沿途接受5~8条后根动脉,在后根的侧方进入脊髓,分布于后索和后柱。供应脊髓后1/3部分。
脊髓各供血动脉的吻合,在胸4和腰1节常不充分,为乏血区,易发生血液循环障碍,从而导致脊髓的损伤。
5. 脊神经脊神经有31对,包括8对颈神经、12对胸神经、5对腰神经、5对骶神经和1对马尾神经。每条脊神经由前、后根合并而成。后根司感觉,前根司运动,后根较前根略粗,二者在椎间孔处合成一条脊神经干,感觉和运动纤维在干中混合。后根在椎间孔附近有椭圆形膨大,称为脊神经节。
神经纤维分为无髓鞘和有髓鞘两种,前者包括自主神经纤维和多数感觉神经纤维,后者包括运动神经纤维。无髓鞘纤维接触较低浓度的局部麻醉药即被阻滞,而有髓鞘纤维往往需较高浓度的局部麻醉药才被阻滞。
神经根从脊髓的不同节段发出,称为神经节段。躯干部皮肤的脊神经支配区:甲状软骨部皮肤为C2神经支配;胸骨柄上缘为T2神经支配;两侧乳头连线为T4神经支配;剑突下为T6神经支配;季肋部肋缘为Ts神经支配;平脐为T10神经支配;耻骨联合部为T12神经支配;大腿前面为L1-3神经支配;小腿前面和足背为L4-5神经支配;足、小腿及大腿后面、骶部和会阴部为骶神经支配;上肢为C3~T1 神经支配。脊神经的体表节段性分布是确定蛛网膜下隙和硬膜外麻醉平面的重要标记。
6. 脑脊液脑脊液是存在于脑室及蛛网膜下隙的一种无色透明的液体。比重为1.005,总量为130~150ml。其中脊髓蛛网膜下隙含有25-30ml。脑脊液产生的速率为0.3ml/min,日分泌量432ml。穿刺后测得的脑脊液压力,侧卧位成人为0.78~1.96kPa(80~200mmH2O),儿童为0.39~0.98kPa(40~100mmH2O),新生儿为0.098~0.14kPa(10~14mmH2O)。坐起时腰骶段压力显著升高,可达0.196~0.294kPa(200~300mmH2O),咳嗽、用力或压迫颈静脉(Queckenstedt试验)时,脑脊液压力可进一步升高。
(四)椎管内腔和间隙脊髓容纳在椎管内,为脊膜所包裹。脊膜从内向外分为三层,即软膜、蛛网膜和硬脊膜。二、椎管内麻醉的生理学基础
(一)蛛网膜下隙麻醉的生理蛛网膜下隙麻醉是通过穿刺,把局部麻醉药注入蛛网膜下隙的脑脊液中,从而产生神经阻滞的一种麻醉方法。现在认为,蛛网膜下隙麻醉是局部麻醉药通过阻滞脊神经根而发挥其作用。离开椎管的脊神经根未被神经外膜覆盖,暴露在含局部麻醉药的脑脊液中,通过背根进入中枢神经系统的传入冲动及通过前根离开中枢神经系统的传出冲动均被阻滞。因此,脊髓麻醉并不是局部麻醉药作用于脊髓的化学横断(chemical transection)面,而是通过脑脊液阻滞脊髓的前根神经和后根神经,导致感觉、交感神经及运动神经被阻滞。
因后根多为无髓鞘的感觉神经纤维及交感神经纤维,本身对局部麻醉药特别敏感,前根多为有髓鞘的运动神经纤维,对局部麻醉药敏感性差,所以局部麻醉药阻滞顺序先从自主神经开始,次之为感觉神经纤维,而传递运动的神经纤维及有髓鞘的本体感觉纤维最后被阻滞。具体顺序为:血管舒缩神经纤维→寒冷刺激→温感消失→对不同温度的辨别→慢痛→快痛→触觉消失→运动麻痹→压力感觉消失→本体感觉消失。阻滞消退的顺序与阻滞顺序则相反。交感神经阻滞总是先出现而最后消失,因而易造成术后低血压,尤易出现体位性低血压,故术后过早改变患者的体位是不恰当的。交感神经、感觉神经、运动神经阻滞的平面并不一致,一般来说,交感神经的麻醉平面比感觉消失的平面多2~4神经节段,感觉消失的平面比运动神经麻醉平面多1~4节段。
(二)硬膜外麻醉的作用机制硬膜外麻醉时,局部麻醉药经多种途径发生作用,其中以椎旁麻醉、经根蛛网膜绒毛阻滞脊神经根,以及局部麻醉药通过硬膜进入蛛网膜下隙产生“延迟”的脊髓麻醉为主要作用方式。于局部麻醉药在硬膜外间隙中要进行多处扩散和分布,需要比蛛网膜下隙麻醉大得多的容量才能导致硬膜外麻醉,所以容量是决定硬膜外麻醉“量”的重要因素,大容量局部麻醉药使麻醉范围广。而浓度是决定硬膜外麻醉“质”的重要因素,高浓度局部麻醉药使麻醉更完全,包括运动、感觉及自主神经功能均被阻滞。相反,可通过稀释局部麻醉药浓度,获得分离阻滞(仅阻滞感觉神经而保留运动神经功能),这种分离阻滞尤其适用于术后镇痛和无痛分娩。
(三)椎管内麻醉对机体的影响椎管内麻醉,均是通过阻滞脊神经,从而阻滞交感、感觉、运动神经纤维。对全身系统的影响,主要取决于麻醉的范围及麻醉的程度。
1. 对循环系统的影响椎管内麻醉对心血管系统的影响与交感神经被阻滞的平面与范围有关,总的表现为心率减慢和血压降低。椎管内麻醉的这种心血管系统的改变与交感神经被阻滞有关,交感神经阻滞导致静脉和动脉血管扩张。当麻醉平面超过T4时,更由于心脏加速神经纤维(T1-4)被抑制而使心动过缓加重。心输出量的减少与以下机制有关:①T1-5脊神经交感丛被阻滞,心脏的交感张力减小,使心率减慢,心肌收缩性降低;②静脉回心血量减少。血压下降的程度除与麻醉平面有关外,还与年龄、麻醉前血容量状况以及麻醉前血管张力状况等有关。椎管内麻醉引发的低血压是由于交感神经阻滞所致，可用拟交感药物来处理。
2. 对呼吸系统的影响椎管内麻醉对呼吸功能的影响,取决于麻醉平面的高度,尤以运动神经阻滞范围更为重要。
3. 对胃肠道的影响椎管内麻醉由于交感神经被阻滞,迷走神经兴奋性增强,胃肠蠕动亢进,容易产生恶心呕吐。
4. 对肾脏的影响椎管内麻醉时虽然肾血流减少,但一般没有临床意义。椎管内麻醉使膀胱内括约肌收缩及膀胱逼尿肌松弛,使膀胱排尿功能受抑制导致尿潴留,患者常常需要使用导尿管。出处：麻坛医卒公众号
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