皮节图谱用于临床诊断的研究进展

2021-03-03 Spine脊柱

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这篇综述是我写的最有意义的一篇综述，昨日发表在《中华医学杂志》2020年第11期，现结合前期推送，分享如下：

先看看各类教科书中的图谱是那种？

第41中文版 - 格氏解剖学 - 233页

基于Keegan和Garrett图谱和Moffat图谱

2019英文版 - Netter人体解剖学 - 171页

基于Keegan和Garrett图谱

但图上方强调皮节的重叠性，可参考Forster图谱

第13英文版 - 坎贝尔骨科学 - 1573页

现代脊柱外科学1 - 100页

未叙述皮节图谱来源

其实引用的Keegan和Garrett图谱

第4版 - 实用骨科学 -661页

引用的美国脊髓损伤协会（ASIA）绘制的皮节图谱

第7英文版 - Rothman-Simeone and Herkowitz's The Spine -186页

同样引用的ASIA绘制的皮节图谱

The Spine Journal 19 (2019) 163–170

有时，我们会发现教科书中的知识与临床所观察到的并不一致，甚至是矛盾和错误的，而这些错误的知识可能已经传承了数代，从旧版教科书被简单复制到了新版教科书上。

皮节图谱 (dermatome map) 就是常被简单、错误地认识。

欧洲学者最早开始皮节范围的研究，描绘了各种有差异的图谱。但令人惊讶的是，现行教科书和文献中引用的图谱也差异巨大，包含了多个相互矛盾的图谱，多是不加修改的完全复制上世纪的原始图谱，且未提及皮节的重叠和变异性。

有经验的医生对皮节图谱常保持谨慎态度，但对于初学者，尤其在各个教科书或文献中看到相互矛盾的图谱时，易引起迷惑，但又难以寻找正确的答案。

一、皮节图谱的演化历史

皮节 (dermatome) 是指每个脊髓节段神经或神经根内的感觉神经元轴突所支配的相应皮肤区域。皮节图谱是基于皮节区在人体简图上绘制的图谱。

目前，教科书和文献引用最多的3 个原始皮节图谱分别是 Head 和 Campbell 图谱、 Forster 图谱及 Keegan 和 Garrett 图谱。

2008 年，Lee 等基于证据的系统综述，合成了一个新的图谱。此外，2011年，美国脊髓损伤协会 (American spinal injury association，ASIA) 更新并推荐 ASIA 图谱和感觉关键点。

（一） Head和 Campbell图谱

1900 年，Henry Head 和 Alfred Walter Campbell 通过观察 450 例带状疱疹患者的水疱分布情况，绘制出经典的皮节图谱(图 1)。同时，他们也发现相邻神经根存在一定的皮节重叠 (dermatomal overlap), 且详细地研究了胸背部皮节区(T3-T12)。

但此研究存在明显缺陷，具体表现如下：

（1）通过排除法假定具体神经根的皮节区；

（2）仅 16 例是被组织学证实为单神经根受累；

（3）带状疱疹可同时侵扰多个相邻的背根神经节；

（4）并非背根神经节内所有的感觉纤维都会被带状疱疹影响。

（二） Foerster图谱

19世纪末，Otfrid Foerster在脑瘫患者身上，通过手术切除至少两个相邻的上下脊神经后根，分离出单个被研究的背侧神经根，从而绘制出人类皮肤感觉残留区域图(图2)。但 Foerster未指出完整保留一根神经的缘由，而仅为了进行皮节分布的实验。因此，有学者质疑 Foerster的研究有悖于伦理。

同时，Foerster 的研究也存在局限性，具体如下：

（1）其最大的缺陷是缺乏实验过程的准确记录，关于如何进行皮节评估和描绘，几乎没有任何记录。

（2）每个神经根的皮节区，仅是基于 2~5个研究对象完成的。

（3）切断相邻的神经根后，他将皮肤感觉残留区域描绘为所研究神经根的皮节。但他也指出，切断单一神经根通常不会导致感觉的完全缺失，因此很难分离出一个完整的皮节。

（4）未记录神经根切断与皮节评估的时间间隔。如果在此期间，神经发生Wallerian变性或再生等将会明显影响实验结果。因此，绘制皮节图谱应当在神经被切断后立即完成。

但 Foerster在人类身上，证实了 Sherrington在猴子皮节分布实验中，发现的几个重要观察结果：

（1）皮节存在个体差异 (individual variation) ；

（2）除中线外，相邻皮节区存在明显重叠；

（3）除 C2以外，如果仅切断一个神经根，是不会导致感觉完全丧失的。

（三） Keegan 和 Garrett图谱

1948年，Keegan 和 Garrett基于椎间盘突出患者的感觉减退情况，绘制出与既往研究完全不同的图谱(图 3)。Keegan和 Garrett图谱是目前应用最广泛的，很多教科书都是不加修改地简单复制，但也是缺陷最大的图谱。

首先，神经根受压部位大部分仅通过脊髓造影而不是手术探查证实。脊髓造影可能会漏掉许多病理改变，如小的中央型间盘突出。其次，一些皮节区无病例支持，如 L1、 L2和胸脊神经皮节，但出现在该图谱中。再次，尽管承认皮节存在重叠现象，但其绘制出的图谱却由完整的、不重叠的条带区组成，几乎总是到达中线。最后，以痛觉减退作为评估皮节范围的主观方法，必然有很大的误差。

（四） Lee图谱

2008年，Lee等详细综述英文版教科书所采用的皮节图谱的来源情况，结果发现13本教科书中应用了14种不同版本的图谱，且存在惊人的差异。几乎所有的图谱都基于2 个主要来源，即 Foerster 图谱和(或)Keegan 和 Garrett图谱。这两个图谱明显不同，经详细综述相关原始文献后，Lee等认为这些图谱不够准确，且多基于有缺陷的研究绘制。虽然这些图谱很美观、容易记忆，但不可靠、没有突出皮节重叠和变异性。因此，Lee等充分考虑上述证据的基础上，合成一个新的图谱(图 4)。

首先，他们重新将 Foerster和 Head图谱绘制到一个图形轮廓上。然后，将这两张图谱重叠以描绘两者共有的皮节区，删除不重叠的区域。再根据有关 C6⁃8和L4⁃S1皮节分布的最佳证据，对新的图谱进行修订，最终构建成新的图谱。但他们未引用 Keegan和 Garrett图谱，因为这个图谱缺陷最大、最不可信。

在大多数个体中，这张图体现了每个脊神经背根支配的最一致感觉皮节区。此外，皮节区并不是皮肤感觉神经支配的绝对支配区，因为除了重叠最少的中线外，相邻皮节在很大程度上存在可变的重叠。空白区域表示变异和重叠区域。S3、S4和 S5供应会阴，但出于图谱清晰的原因未标注。但有学者指出，Lee图谱过度强调皮节重叠和变异性，未指出具体皮节的绝对支配区，不利于临床应用和记忆。

（五） ASIA图谱和感觉关键点

ASIA绘制的皮节图谱采用皮节关键点的概念。一共有28对脊神经皮节关键点(C2⁃S4⁃5)，C1神经根没有感觉成分，因此无皮节关键点 (图 5)。

常用皮节关键点有：C5-肘窝外侧，C6-拇指近节指骨背面，C7-中指近节指骨背面，C8-小指近节指骨背面，T1-肘窝内侧，L3-膝上的股骨内侧髁，L4-内踝，L5-第三跖指关节足背，S1-足跟外侧。

每个关键点要检查2种感觉，即针刺觉(使用针头)和轻触觉(使用棉花)，并按3个等级分布评定打分。0分：缺失；1分：障碍(部分障碍或感觉改变，包括感觉过敏)；2分：正常(与脸颊感觉相同)；NT：无法检查。

二、皮节的重叠与变异性

据报道，仅通过皮节区诊断受累的神经根是不可靠的。Rhee等最新研究指出，在神经根型颈椎病中，仅有54%的患者为 “典型” 患者。Murphy等发现70%的颈神经根和 64%腰神经根是不按照经典皮节区走行的。

早在1893年，Sherrington在早期的猴子实验中发现，感觉神经纤维在每个皮节的周缘分布密度最小；然而，在绘制图谱时，仅反应最强烈的皮节区被记录。随后，很多学者采用选择性神经根阻滞与经典图谱比较，发现阻滞后，感觉减退区并不是都按经典图谱走行，且其大小和位置在个体间存在很大的差异。L3⁃S1神经根最常见的放射区域是臀部、大小腿后部，换句话说，这 4个脊神经的放射区是类似的。

实际上，最新出版的文献也逐渐出现一致性的观点，即皮节区可能远比传统图谱描述的面积大，皮节间重叠的程度也很大。此外，相邻脊神经分出的皮神经间存在恒定的交通支，可能是皮节重叠的一个原因。

那么，为什么皮节如此多变呢？原因如下：

（1）几乎所有的皮肤都是由两个或多个神经根支配的。

（2）神经根和周围神经的的解剖变异很常见，同时脊髓背根之间存在鞘内节段间吻合 (intrathecal intersegmental anastomoses) ，使得一个背根神经节内的感觉神经元可通过不同节段进入脊髓。在一项尸体研究中，分别在61%的颈椎、7%的胸椎和 22%的腰椎背根内发现鞘内节段间吻合。因此，上肢皮节的个体变异要多于其他部位。

（3）疾病的严重程度。轻度的神经根病可能不会引起麻木，或仅引起部分皮节的麻木，在不同时间点观察到的疼痛或麻木症状和体征可能均存在变动，且与活动、炎症及治疗效果等因素相关。

目前，所有探索皮节图谱的最大缺陷是简单的认为中枢神经系统与皮肤是一种直接、静态的关系。然而，神经是不断地被抑制、促进或动态地重组。 Denny⁃Brown等首次发现相邻的背根神经节和脊髓在皮节分布中有着重要的作用。他们在猴子实验中，证明了切断背根神经节的近端或远端，其皮节区是不同的。Lissauer束参与相邻脊髓节段间的联系，其内侧和外侧部分分别加强和抑制感觉冲动的传递。根据邻近脊髓节段和背根神经节的解剖和生理特征，皮节区是动态变化的。

三、皮节图谱的临床意义

皮节感觉是否异常是体格检查重要的一项。通过皮节可定位相关神经根病变节段，评估脊髓损伤程度，也是术中通过体感诱发电位监测脊髓或神经损伤的重要依据；麻醉师运用皮节评估麻醉效果和节段。带状疱疹引起的水疱常沿神经皮节分布，通过皮节定位进行的神经阻滞可治疗带状疱疹。发生牵涉痛时，疼痛常发生在与患病内脏具有相同胚胎节段和皮节来源的体表部位，因此，皮节有助于牵涉痛的诊断。

教科书出现的相互矛盾的皮节图谱会迷惑、影响医学生和低年资医师间的有效交流，给临床应用和学生教学带来困难。Challoumas等采用皮节绝对支配图(类似于皮节关键点)代替整个图谱，取得了更好的教学效果。

综上，皮节图谱的描绘多基于有严重缺陷的研究。目前，教科书和文献仍在简单复制上世纪有争议、相互矛盾的图谱，同时未提及皮节的重叠和变异性。因此，在教学和临床实践中，我们应了解经典图谱的局限性，认识到皮节的重叠和变异性，铭记图谱仅作为临床参考，不应教条地坚持。未来有必要运用现代技术重新评估、绘制出更精准的皮节图谱。此外，皮节图谱诊断神经根病属于主观判断，其依赖性逐渐在降低，如结合影像技术、肌电图和神经阻滞技术等客观证据，可进一步验证、明确责任节段。