脊神经皮节支配理论的演化和研究进展

潘燕云　鲁燕　丁松屹　李卉娟

【摘要】  皮肤的神經是指分布在皮肤中的感觉神经和运动神经。躯干和四肢的感觉神经绝大多数都来自脊神经，其支配呈节段性，相邻节段间有部分重叠。感觉神经纤维使皮肤能感受触觉、温觉、冷觉、痛觉和压觉。每个脊髓神经节段或感觉神经元轴突所支配的相对应的皮肤区域称为皮节，由此形成的相关理论可以有效指导临床神经查体、诊断和治疗，尤其是涉及感觉异常的神经损伤性疾病，如带状疱疹等的临床诊疗。

【关键词】  脊神经;皮节;带状疱疹

中图分类号 R338    文献标识码  A    文章编号  1671-0223（2022）17--03

1  脊神经皮节的由来

脊椎动物的轴旁中胚层组织在发育早期形成一系列的分节单位，称为体节。体节通常位于脊索和神经管两侧，沿胚胎前—后轴呈左右对称性分布。每一个体节单位后期会分化为三个不同区域，分别是生皮节、生肌节和生骨节，并最终分别发育成为真皮、骨骼肌和中轴骨骼即脊柱。现代解剖和胚胎学研究已经证明受精卵第三周就出现了体节，胚胎每个体节由神经节段向躯体部和内脏部分别发出躯体神经和内脏神经，即使到了成人阶段，体表与内脏之间仍保持胚胎时期形成的这种阶段性神经联系，这种联系就是传统中医经络学说“内属于脏腑，外络肢节”的形态学基础[1]。在人类和其他脊椎动物中，椎体周期性地从体节来源并发育形成的过程被称为体节形成[2]。脊神经与皮肤感觉的节段性支配关系就是体节发育和分化的直接结果。

2  皮节支配理论的演化

脊神经皮节支配现象最早是由Sherrington在1893年早期的猴子实验中发现，并绘制了最早的皮节区图谱，但他的图谱仅记录了反应最强烈的皮节区域[3]。临床研究发现，由于神经节段分布是沿肢体长轴纵向分布，这种皮节支配现象在四肢的分段性特征与躯干部位神经支配仍保持原始的节段性是相一致的[4]。

据报道，仅通过皮节区诊断受累的神经根是不可靠的。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。研究发现70%的颈神经根和64%腰神经根是不按照经典皮节区走行的。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。而皮节之所以如此多变的原因在于：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，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。

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。

3  皮节图谱的研究和演化

皮节图谱就是基于皮节支配和分区理疗描绘在在人体简图上所形成的图谱。目前被教科书和文献引用和展示最多的3个经典皮节图谱分别是Head和 Campbell图谱、 Forster图谱以及Keegan和 Garrett图谱[5]。

3.1  以带状疱疹皮损观察为基础的Head和Campbell图谱

1900年Henry Head和Alfred Walter Campbell通过观察并记录带状疱疹患者的水疱分布情况，整理并绘制出世界上第一个全身皮节图谱（图1）[6]。该图谱的优点在于：第一次用直观图谱的形式展示皮节支配和分区，尤其是对于胸背部皮节区的集中研究，为后世皮节图谱在参照胸背部条带样分布标示开创了先河;同时首次发现并提出了相邻神经根在皮节支配上存在一定的重叠。但是采用观察病变的自然皮损绘制的图谱缺陷也很明显，具体表现为以下两点：一是带状疱疹的皮损通常都是单侧，因此通过观察皮损绘制全身对称性图谱，必须假定皮节支配对称且均匀分布，而事实上被观察记录的病例中，仅有16例被证实是单神经根受损;二是带状疱疹病毒往往同时侵蚀多个相邻的背根神经节，且并非所有的背根神经节的感觉纤维都会发生病变，因此带状疱疹的皮损区域本身就是复合且重叠的，而非特定单一节段所支配和对应。

3.2  以手术切除神经后根验证的Foerster图谱

19世纪30年代，Foerster运用手术的方法，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，分离出单个背侧神经根，通过测试手术后的皮肤感觉残留区域的方法，绘制出全新的皮节图谱（图2）[7]。Foerster图谱的本质是皮肤感觉残留区域图，它的优势在于：①通过手术切断特定的神经背根，来确认其所支配区域的感觉分区，直观且高效;②而且在试验中发现仅切除单一神经根通常不会导致感觉的完全缺失，再一次证实了除中线外相邻皮节区存在明显重叠这一现象。实验中证实除C2外，如果仅切断一个神经根不会导致感觉完全丧失;通过人体实验证实了Sherrington在猴子皮节分布实验中发现的皮节存在个体差异这一重要结论。

但是通过手术切除脑瘫患者神经根进行研究的方法让Foerster图谱面临巨大的伦理学质疑，而因为其实验过程和记录的模糊，尤其是皮节评估标准和描绘依据的记录缺失，让Foerster图谱的准确性受到普遍质疑，具体问题如下：首先手术切除神经根的实验方法费时费力，导致实验病例严重不足，每个神经根皮节区的观察研究往往只有几例，很难排除个体差异的干扰，形成高质量的统计数据;其次以脑瘫患者作为研究对象，通过探测皮肤感觉残留来描绘图谱，会受到研究对象主观反应的巨大影响，而如何排除这些影响又缺乏实验过程记录资料，因此图谱描绘的依据是什么，一直以来是Foerster图谱最有争议的部分;最后手术切断神经根与皮肤感觉评估的时间窗口因为缺乏相关实验记录而无法明确，考虑到神经受损的变性和再生都会对皮肤感觉的评估造成影响，这也进一步增加了后世对于Foerster图谱准确性的质疑。

3.3  应用最广的Keegan和Garrett图谱

1948年Keegan和Garrett基于对椎间盘突出患者神经受压后的感觉减退情况，绘制出了与前人皮节支配研究完全不同的图谱（图3）[8]。该图谱简洁而规整，十分便于理解和记忆，因此成为目前被引用和传播最广的皮节图谱，但是该图谱同样存在很多的问题，尤其是在继承和反映前人皮节支配理论既定成果方面，存在明显的缺陷。

这些缺陷主要表现在：①经前人观察证实的皮节存在重叠支配的现象在图谱中没有显示，图谱中的不同皮节条带都是相互独立且不重叠的;②图谱的绘制是基于痛觉减退作为评价皮节范围的，该方法受患者主观体验和个体差异影响明显，因此必然存在较大误差;③椎间盘突出患者脊髓造影的检测方法仅能评估椎间盘与受压神经根之间的结构关系，并不能直接反应神经病理改变，更不能直接评估神经受损情况，因此其所反应的受压节段与实际感觉支配可能存在偏差。但是该图谱的优点在于：通过观察椎间盘突出的患者，结合脊髓造影而非手术的方式评估相应受压阶段的感觉情况，患者来源丰富且能够良好地沟通，不存在伦理风险;图谱的各皮节分布区域图谱简洁而规整，便于观察和记忆，这也是该图谱能够被广泛流传和使用的重要原因。

3.4  合成前人研究的 Lee图谱

2008年，Lee等对英文版教科书所记录皮节图谱的来源情况进行分析综述时发现，被研究的13本教科书竟然有14个不同版本的图谱，而且这些图谱之间存在明显的差异，但这些图谱却又都基于两个主要来源，即Foerster图谱以及Keegan和Garrett图谱。Lee等认为这些图谱虽然美观、容易记忆，但不可靠，尤其是没有突出皮节重叠和变异性，于是在Foerster图谱和Head图谱的基础上合成新的Lee图谱（图4）[9]。该图的优势在于：避开应用最广但缺陷最大的Keegan和Garrett图谱，在经典Foerster和Head图谱的基础上，保留二者共有的皮节区，删除不重叠部分，同时根据最佳证据补充绘制其余部分，最大限度体现和还原皮节支配的最一致的感觉区域，充分体现了皮节支配的重叠性，重点标识了每个脊神经背根支配的最一致的感觉皮节区。

但是由于过分强调皮节的重叠支配和变异性，该图谱的缺陷也很明显：图谱中存在大量空白区域，用以表示变异和重叠，非常不利于理解和记忆;过度强调皮节的重叠和变异性而弱化了具体皮节的绝对支配区，不利于指导临床应用。

3.5  以皮节关键点为基础的ASIA图谱

2011年美国脊髓损伤协会（ASIA）基于针刺觉（针头）和轻触觉（棉花）分级检测和评估的大量实验数据，绘制了以感觉关键点为基础的全新皮节图谱，被称为ASIA图谱，该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，其中C1神经根因为没有感觉成分，因此无皮节关键点 （图5）[10]。

该图谱的优势表现在：①在最新系统优选基础上，利用痛触觉验证的方法，通过大量临床数据和循证医学證据，对各皮节支配区域进行印证，较以往的图谱更扎实可信;②明确提出并确认了各皮节区的“关键点”，更便于集中反映和探查相应皮节区的神经功能;③保留了连续皮节分区的绘制方式，便于支配节段的直观辨识和记忆。但是该图谱同样存在缺陷：最明显的是目前公布的图谱主要集中标识了躯体正面、下肢背面和头颈部侧面的皮节支配区域，缺失了胸背部背侧的皮节分区标识，虽然后续陆续有其他研究者绘制补充了胸背部背侧的部分图谱，但是并未得到ASIA的官方正式认可。

4  讨论

综上所述，皮节支配和分布在临床上为评估和定位相关神经节段病变具有十分重要的意义和价值，是评估脊髓损伤程度、定位相关神经根病变节段的重要依据，也是评估麻醉效果和节段，进而监测脊髓或神经损伤的重要依据，更是带状疱疹治疗中，定位疱疹皮损神经皮节分布、指导神经阻滞治疗的根本工具。因此一份客观、准确、便于解读和记忆的皮节图谱对于临床实践和医学教学都至关重要。然而遗憾的是目前的皮节图谱共同的最大缺陷就是简单地认为神经与皮肤是一种具体、静态的支配关系，而实际情况是，神经与皮肤的关系是不断地被抑制、促进或动态重组的，因此皮节区也是动态变化的。

目前各种文献中出现的存在各种缺陷甚至相互矛盾的图谱会给临床应用和医学教学带来巨大困扰，简单复制有争议甚至相互矛盾的皮节图谱，人为忽略皮节的重叠性、变异性和个体差异，会误导医学生和低年资医师。因此，应时刻提醒自己所谓经典图谱的局限性，在教学和临床实践中结合查体、影像技术、肌电图和诊断性神经阻滞等证据，综合全面地评估疾病和病情，切忌教条地主观坚持和照搬图谱诊断。

5  参考文献

[1]   张鸥，李燕.夹脊穴与脊髓神经节段支配及其经络脏腑效应[J].中国中医基础医学杂志，2007，13（9）：701-702.

[2]    陈伟圣.TBX6基因的致病性未明突变导致先天性脊柱侧凸的致病机制研究[D].北京：中国医学科学院北京协和医学院，2019.

[3]    Sherrington CS.Experiments in examination of the peripheral distribution of the fibres of the posterior roots of some spinal nerves. Part D [J].Philosophical Transactions of the Royal Society of London Series B， Containing Papers of a Biological Character，1898，190：45-186.

[4]   王佩.根据神经节段支配理论探讨针灸取穴规律[J].针刺研究，1998，1：80.

[5]    李永超，苏启航，冯晓飞，等.皮节图谱用于临床诊断的研究进展[J].中华医学杂志，2020，100（11）：877-880.

[6]   Head H， Campbell AW， Kennedy PG. The pathology of Herpes Zoster and its bearing on sensory localisation[J].Reviews in  Medical Virology， 1997，7（3）：131-143.

[7]  Foerster O. The dermatomes in man[J].Brain，1933， 56（1）：1-39.

[8]   KEEGAN JJ， GARRETT FD. The segmental distribution of the cutaneous nerves in the limbs of man|J].Anat Rec，1948，102（4）：409-437.

[9]  Lee MW， McPhee RW， Stringer MD.An evidence-basedapproach to human demiatomes[J].Clinical Anatomy，2008，21（5）：363-373.

[10] Kirshblum SC， Bums SP， Biering-Sorensen F， et al.International standards for neurological classification of spinal cord injury （revised 2011）[J].J Spinal Cord Med，2011，34（6）：535-546.

[2022-06-18收稿]

基金项目：四川省中医药管理局科学技术研究专项课题（编号：2021MS065）

作者单位： 611430   四川省成都市新津区中医医院（潘燕云、鲁燕） ;四川省中西医结合医院（丁松屹、李卉娟）

*通讯作者