椎管内麻醉——椎管内麻醉的解剖与生理基础

一、椎管的解剖

（一）椎管骨骼的结构

脊椎由7节颈椎、12节胸椎、5节腰椎、融合成一块的5节骶椎以及4节尾椎组成（图42－1）。成人脊椎呈现4个弯曲，颈曲和腰曲向前，胸曲和骶曲向后。典型椎骨包括椎体及椎弓两个主要部分。椎体的功能是承重，两侧椎弓（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），系肌肉及韧带附着处；4个关节突，上下各2个，各有其关节面。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必经之路。从颈椎到第4胸椎棘突与椎体的横截面呈水平方向，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，穿刺方向要向头侧斜45~60度，方能进入，而腰椎的棘突又与椎体平行，垂直进针较易刺入椎管。骶管裂孔是骶管下后面的斜形三角形裂隙，是硬膜外间隙的终点，用腰部硬膜外相似的穿刺方法，经骶裂隙垂直进针，以提高穿刺成功率。

（二）椎管外软组织

相邻两节椎骨的椎弓由三条韧带相互连接，从内向外的顺序是：黄韧带、棘间韧带及棘上韧带（图42－2）。黄韧带几乎全由弹力纤维构成，上面附着于椎板的前下缘，下迄下一椎板的后上部，外侧连接于关节突的关节囊。两黄韧带从外向内并向后，在中线融合。黄韧带的宽度约等于椎管后壁的1/2，腰部最坚韧厚实。穿刺时借助于穿刺针，可触知此韧带的坚实感，针再前进，一旦失去阻力，便知进入硬膜外间隙。棘间韧带是比较薄弱的韧带，连接上下两棘突，前面接黄韧带，后方移行于棘上韧带。棘上韧带是连接自第7颈椎到骶骨棘突的圆柱形而质地坚实的纤维束，宽约1.3cm，腰部最宽。老年钙化使它坚硬如骨，甚至无法经正中线穿刺，而须避开棘上韧带，以减少穿刺困难。

（三）脊髓及脊神经

脊髓上端从枕大孔开始，在胚胎期充满整个椎管腔，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42cm~45cm。一般颈部下段脊髓与脊椎相差一个节段，上胸段差2个节段，下胸段差3个节段，腰椎则差4~5个节段。因此，成人在第2腰椎以下的蛛网膜下腔只有脊神经根，即马尾神经。所以，行脊麻时多选择第2腰椎以下的间隙，以免损伤脊髓。

供应脊髓的动脉包括脊髓前动脉、脊髓后动脉（均为椎动脉的分支）及根动脉。脊髓前动脉供应脊灰质前部的脊髓，而且脊髓前动脉吻合支少而供应脊髓面积相对较大，故脊髓血流障碍最易影响脊髓前动脉供应的区域，临床表现为运动功能损害。脊髓后动脉供应脊髓的后1/3，而且不易发生缺血损害，一旦发生损害，在被损害的白质柱以下深部感觉丧失，在被损害的后灰柱以下皮肤感觉丧失，腱反射消失。根动脉供应1/4的脊髓，颈根动脉降支与胸根动脉升支在胸4脊髓节相交接，而胸根动脉降支与腰升根动脉的升支在腰1脊髓节相交接。交接处的脊髓节段，血流供应最差，根动脉血流障碍，可导致胸4或腰1脊髓节段的缺血坏死而发生截瘫。

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。神经纤维分为无髓鞘和有髓鞘两种，前者包括植物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麻药即被阻滞，而有髓鞘纤维往往需较高浓度的局麻药才被阻滞。

按神经根从脊髓的不同节段发出，而称为神经节段。躯干部皮肤的脊神经支配区：甲状软骨部皮肤是颈2神经支配；胸骨柄上缘是胸2神经支配；两侧乳头连线是胸4神经支配；剑突下是胸6神经支配；季肋部肋缘是胸8神经支配；平脐是胸10神经支配；耻骨联合部是胸12神经支配；大腿前面是腰1-3神经支配；小腿前面和足背是腰4~5神经支配；足、小腿及大腿后面、骶部和会阴部是骶神经支配；上肢是颈3~胸1神经支配。

（四）椎管内腔和间隙

脊髓容纳在椎管内，为脊膜所包裹。脊膜从内向外分三层，即软膜、蛛网膜和硬脊膜。硬脊膜从枕大孔以下开始分为内、外两层。外层与椎管内壁的骨膜和黄韧带融合在一起，内层形成包裹脊髓的硬脊膜囊，抵止于第2骶椎。因此通常所说的硬脊膜实际是硬脊膜的内层。软膜覆盖脊髓表面与蛛网膜之间形成蛛网膜下腔。硬脊膜与蛛网膜几乎贴在一起两层之间的潜在腔隙即硬膜下间隙，而硬脊膜内、外两层之间的间隙为硬膜外间隙。

蛛网膜下腔有无数蛛丝小梁，内含脑脊液，在腰2以下，内无脊髓，而且蛛网膜下腔前后径较宽，穿刺安全，且较易成功。硬膜下间隙为一潜在的、不太连贯的结缔组织间隙，内含少量的浆性组织液。硬膜下间隙以颈部最宽，在此穿刺易误入此间隙。硬膜外阻滞时若误入此间隙，可引起广泛的脊神经节阻滞，而脊麻时穿刺针针尖部分在硬膜下间隙，是导致脊麻失败的原因之一。硬膜外腔是一环绕硬脊膜囊的潜在腔隙，内有疏松的结缔组织和脂肪组织，并有极为丰富的静脉丛，血管菲薄。穿刺或置入硬膜外导管时，有可能损伤静脉丛引起出血，若注入药物易被迅速吸收，导致局麻药中毒。

二、椎管内麻醉的生理学基础

（一）蛛网膜下腔阻滞的生理

蛛网膜下腔阻滞是通过腰穿，把局麻药注入蛛网膜下腔的脑脊液中，从而产生的阻滞。尽管有部分局麻药浸溶到脊髓表面，但局麻药对脊髓本身的表面阻滞作用不大。现在认为，蛛网膜下腔阻滞是通过脊神经根阻滞，离开椎管的脊神经根未被神经外膜覆盖，暴露在含局麻药的脑脊液中，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，脊麻并不是局麻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。Cohen将14C标记的普鲁卡因或利多卡因注入蛛网膜下腔，发现脊神经根和脊髓都吸收局麻药，进一步证实了局麻药的作用部位，而且脊神经根的局麻药浓度后根高于前根，因后根多为无髓鞘的感觉神经纤维及交感神经纤维，本身对局麻药特别敏感，前根多为有髓鞘的运动神经纤维，对局麻药敏感性差，所以局麻药阻滞顺序先从植物神经开始，次之感觉神经纤维，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→对不同温度的辩别→慢痛→快痛→触觉消失→运动麻痹→压力感觉消失→本体感觉消失。消退顺序与阻滞顺序则相反。交感神经阻滞总是先起效而最后消失，因而易造成术后低血压，尤易出现体位性低血压，故术后过早改变病人体位是不恰当的。交感神经、感觉神经、运动神经阻滞的平面并不一致，一般说交感神经阻滞的平面比感觉消失的平面高2-4神经节段，感觉消失的平面比运动神经阻滞平面高1-4节段。

（二）硬膜外阻滞的作用机理

局麻药注入硬膜外间隙后，沿硬膜外间隙进行上下扩散，部分经过毛细血管进入静脉；一些药物渗出椎间孔，产生椎旁神经阻滞，并沿神经束膜及软膜下分布，阻滞脊神经根及周围神经；有些药物也可经根蛛网膜下腔，从而阻滞脊神经根；尚有一些药物直接透过硬膜及蛛网膜，进入脑脊液中。所以目前多数意见认为，硬膜外阻滞时，局麻药经多种途径发生作用，其中以椎旁阻滞、经根蛛网膜绒毛阻滞脊神经根、以及局麻药通过硬膜进入蛛网膜下腔产生“延迟”的脊麻为主要作用方式。鉴于局麻药在硬膜外腔中要进行多处扩散分布，需要比蛛网膜下腔阻滞大得多的容量才能导致硬膜外阻滞，所以容量是决定硬膜外阻滞“量”的重要因素，大容量局麻药使阻滞范围广。而浓度是决定硬膜外阻滞“质”的重要因素，高浓度局麻药使神经阻滞更完全，包括运动、感觉及自主神经功能均被阻滞。相反可通过稀释局麻药浓度，获得分别阻滞（differential block），这种分别阻滞尤其适用于术后镇痛，即仅阻滞感觉神经而保留运动神经功能。硬膜外阻滞可在任何脊神经节段处穿刺，通过调节局麻药的量和浓度来达到所需的阻滞平面和阻滞程度。

（三）椎管内麻醉对机体的影响

椎管内麻醉，无论是蛛网膜下腔阻滞还是硬膜外阻滞，均是通过阻滞脊神经，从而阻滞交感、感觉、运动神经纤维。椎管内麻醉对全身系统的影响，主要取决于阻滞的范围及阻滞的程度。

1. 对循环系统的影响 局麻药阻滞胸腰段（胸1~腰2）交感神经血管收缩纤维，产生血管扩张，继而发生一系列循环动力学改变，其程度与交感神经节前纤维被阻滞的平面高低相一致。表现为外周血管张力、心率、心排血量及血压均有一定程度的下降。外周血管阻力下降系由大量的容量血管扩张所致。心率减慢系由迷走神经兴奋性相对增强及静脉血回流减少，右房压下降，导致静脉心脏反射所致；当高平面阻滞时，更由于心脏加速神经纤维（cardio-accelerater fiber胸1~胸4）被抑制而使心动过缓加重。心排血量的减少与以下机制有关：①胸1～胸5脊神经被阻滞，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。低平面阻滞时，心排血量可下降16%，而高平面阻滞时可下降31%。心排血量下降，使血压降低，产生低血压。如果阻滞平面在胸5以下，循环功能可借上半身未阻滞区血管收缩来代偿，使血压降低幅度维持在20%以下。血压下降的程度与年龄及阻滞前血管张力状况有关，例如老年人或未经治疗的高血压的病人，血压降低的幅度更为明显。

硬膜外阻滞与蛛网膜下腔阻滞对血压的影响与给药方式及麻醉平面有关，但与阻滞方法本身无关。一般说来连续硬膜外阻滞对血压的影响是逐渐的、温和的，但单次大剂量注入局麻药对血压的影响亦较大，有报道表明10mg地卡因脊麻与同一穿刺点的1.5%利多卡因20ml-25ml硬膜外阻滞，后者血压降低的幅度更大。椎管内麻醉时由于单纯交感神经阻滞而引起的血压下降幅度有限，可能在临床上仅出现体位性低血压，治疗时需把病人体位调整为头低位，妊娠后期的病人把子宫推向一侧以增加回心血量。但如果合并血管迷走神经过分活跃，病人可迅速出现严重的低血压甚至心脏骤停，这种情况仅见于清醒的病人而不会见于接受全麻的病人。下腔静脉阻塞或术前合并有低血容量的病人，椎管内麻醉也容易导致严重的低血压。椎管内麻醉引发的低血压是由交感神经阻滞所致，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，取决于阻滞平面的高度，尤以运动神经阻滞范围更为重要。高平面蛛网膜下腔阻滞或上胸段硬膜外阻滞时，运动神经阻滞导致肋间肌麻痹，影响呼吸肌收缩，可使呼吸受到不同程度的抑制，表现为胸式呼吸减弱甚至消失，但只要膈神经未被麻痹，就仍能保持基本的肺通气量。如腹肌也被麻痹，则深呼吸受到影响，呼吸储备能力明显减弱，临床多表现不能大声讲话，甚至可能出现鼻翼搧动及发绀。有时虽然阻滞平面不高，但术前用药或麻醉辅助药用量大，也会发生呼吸抑制。此外，尚需注意因肋间肌麻痹削弱咳嗽能力，使痰不易咳出，有阻塞呼吸道的可能。有关硬膜外阻滞对支气管平滑肌的影响，存在意见分歧。一般认为支配支气管的交感神经纤维来自胸1~6，高位硬膜外阻滞引起交感神经麻痹，迷走神经兴奋性增强，可出现支气管痉挛，但有文献报道用硬膜外阻滞治疗顽固性哮喘，取得缓解的效果。

3. 对胃肠道的影响 椎管内麻醉另一易受影响的系统为胃肠道。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。据报道，有20%以上的病人术中出现恶心呕吐。由于血压降低，肝脏血流也减少，肝血流减少的程度同血压降低的幅度成正比。硬膜外阻滞时胃粘膜内pH升高，术后持续应用硬膜外阻滞对胃粘膜有保护作用。

4. 对肾脏的影响 肾功能有较好的生理储备，椎管内麻醉时虽然肾血流减少，但没有临床意义。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，病人常常需要使用尿管。

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