第二章　周围神经的显微修复

第一节　周围神经的显微解剖学基础

周围神经系统是中枢神经系统（脑和脊髓）以外神经元和神经纤维的总称，神经元胞体集聚一起构成神经节，神经纤维集聚一起构成神经，分为脑神经、脊神经和自主神经三类。周围神经中，脊神经共31对，包括8对颈神经、12对胸神经、5对腰神经、5对骶神经、1对尾神经。每对脊神经借前根和后根与脊髓相连。前根属运动性，后根属感觉性，二者在椎间孔处合成一条脊神经干，感觉和运动纤维由此混合。出椎间孔后立即分为前支、后支、脊膜支和交通支。其中前支粗大，主要分布于躯干前外侧和四肢的肌肉与皮肤。除胸神经前支保持明显的节段性外，其余前支分别交织成丛（颈丛、臂丛、腰丛、骶丛等），由丛再分支分布于相应的区域。

一、周围神经的组成

周围神经是混合性神经，以脊神经为例，由躯体运动纤维、躯体感觉纤维、交感纤维组成。感觉纤维始于脊神经节感觉神经元，其中枢突组成后根入脊髓；周围突加入脊神经，分布于皮肤、肌肉、关节的感受器等，将躯体的感觉冲动传向中枢。躯体运动纤维由脊髓前角运动神经元轴突组成，属传出神经纤维，末梢终止于骨骼肌的神经肌肉接头，支配骨骼肌的运动。突触前交感纤维的细胞体位于胸腰段脊髓侧角（T1～L3），节后纤维的细胞体则位于交感神经节；节后纤维经灰交通支加入脊神经，支配腺体、血管平滑肌等（图2-1-1）。

二、周围神经干的结缔组织

周围神经系统中的神经纤维集合在一起，构成神经，又称为神经干。周围神经干的结缔组织包括神经内膜、神经束膜、神经外膜等（图2-1-2）。

周围神经的每一条有髓神经纤维或单个无髓神经纤维组的全长，由一薄层胶原纤维膜环绕或包裹，称神经内膜（endoneurium）。若干条神经纤维聚集成一个神经束，由多层束膜细胞组成的结缔组织鞘包绕，称神经束膜（perineurium）。神经外包有致密结缔组织，称神经外膜（epineurium）。

（一） 神经外膜

实际上，神经外膜可分为两层：围绕单个神经束或束间的结缔组织，称神经束间神经外膜或内层神经外膜（internal epineurium）；围绕整个神经干的结缔组织鞘，称神经束外神经外膜或外层神经外膜（external epineurium）。

神经外膜由致密的胶原纤维层组成，与脑神经和脊神经中枢端的硬膜相连。由于此膜中含有致密的胶原纤维，增加了周围神经干的坚韧性。其中的胶原纤维束大多纵行，胶原纤维的直径在70～80nm之间。神经外膜中还有少许散在的弹性纤维和成纤维细胞，并含有血管、淋巴管和脂肪细胞等。营养周围神经的动脉来自神经干附近较大的动脉，穿入神经外膜分成数支，在神经束膜中纵向走向神经的近段和远段，而供应神经纤维的毛细血管大多分布于神经内膜中。

神经外膜一般占神经横切面的50%。当神经经过关节时结缔组织成分增多，在肢体近端区域的神经结缔组织数量较多。如臂丛（根、干、束）横切面神经组织成分比例仅为1/3，在下肢坐骨神经中神经组织成分比例更低，仅为25%。

神经系膜由包绕在神经外围的疏松网状组织组成，从神经外膜延伸外围组织。它与神经外膜相延续，其主要功能是维持周围神经的纵向滑动与血供。节段性血供的血管通过神经系膜进入神经干内。神经系膜的完整存在有利于肢体运动时组织床的滑动。例如，上肢完全伸直时，正中神经约延长4.5%，屈肘时正中神经松弛，其长度缩短14.5%；肘和腕在完全屈曲到完全伸直时，正中神经向远端滑动2～3cm，而尺神经向近端滑动1cm。同样，神经束间神经外膜的存在也有利于单个神经束间的滑动。而这些部位的纤维化，如神经修复术后或神经嵌压症时神经外膜增厚，与外围组织粘连，必将妨碍神经的纵向滑动，由于损伤处相对固定，可出现继发性神经牵拉伤。

（二） 神经束膜

神经束膜可分为内、外两层。外层由多层纵行的胶原纤维构成，纤维间有少量成纤维细胞和巨噬细胞。内层由数层扁平细胞构成，称神经束膜上皮，其内、外面均有基底膜，细胞层数的多少因神经束的直径而异，哺乳类神经束最多可有15层，每个细胞突起紧密相连、交错，细胞之间的裂隙极窄。各神经束膜细胞层间含有纵向和斜向的胶原纤维和弹力纤维，也含血管。神经束膜血管纵向走行很长一段距离后进入神经内膜间隙。尽管神经内膜间隙被神经束膜细胞孤立，但并非全部。单条血管穿越神经束膜时伴随一层神经束膜袖进入神经内膜间隙。神经束膜也不是全程密闭，在周边终末部运动终板近侧呈一开放末端袖状结构，这可能是物质进入神经内膜间隙的关键部位。

神经束膜独特的多层鞘状结构，其临床意义在于有保护屏障功能，一是机械屏障作用，二是渗透屏障作用，以维持神经纤维恒定、适宜的内环境。

神经束膜机械强度大，能耐受神经内膜液压升高至300～750mmHg而不撕裂，保持了神经内膜间隙的容量，并对外来创伤起着机械屏障的作用。实验显示神经外在压迫幅值高达400～600mmHg数小时仍不能干扰其屏障功能，甚至在神经明显损伤时渗透屏障还能发挥作用。

由于单个神经束膜细胞之间的紧密机械连接，神经束膜构成了对众多物质，如大、小分子蛋白质、毒素和铁蛋白的渗透屏障。屏障功能有两个方向——由神经束外向内和由内向外。神经束膜的渗透屏障对维持轴突周围渗透压和电学平衡有重要作用。一般认为，它是调节和维持神经内膜间隙的内环境稳定的重要成分，结合神经内膜毛细血管壁的渗透性屏障（血神经屏障），能保护神经内膜免受外来影响，提供对离子、蛋白质和潜在有害物质流入的有效滤过作用。而特殊的神经内膜环境对理想的神经纤维功能极其重要。相反，实验性屏障损害将干扰神经功能。

神经束膜还可阻挡电解质的扩散，并可通过酶的活动调节溶质的交换，已知神经束膜上皮内含有脱磷酸酶和ATP酶活性。

神经束内组织压，即神经内膜液压（endoneurium fluid pressure，EFP），正常为1.2～1.5mmHg，稍高于其他组织。一旦神经束膜管横断，将导致神经断端的神经内膜内容物膨出。非穿透性损伤，如缺血、压迫、冻伤，EFP显著增高，由于蛋白不能通过神经束膜向外渗出，发生微型间隔综合征，干扰了神经内膜微血管系统的完整性。

（三） 神经内膜

在神经干中，除神经外膜和神经束膜等处的结缔组织外，每条周围神经纤维之外还包裹着薄层的疏松结缔组织，起加固作用，称神经内膜、Heule鞘或Key-Retzius鞘。神经内膜由纵行的纤细胶原纤维、均质状基质和少数成纤维细胞构成。胶原纤维与施万细胞的基板紧密贴附。神经内膜中的毛细血管在结构和功能上与脑的毛细血管相似，为连续型毛细血管，内皮细胞间有紧密连接，其中的吞饮小泡很少。有研究表明，血管内的示踪蛋白（大分子物质）可经神经外膜的毛细血管扩散，但受阻于神经束膜和神经内膜的连续毛细血管，对神经起保护作用。

另外，周围神经上的横纹（Fontana横纹）是一种与神经束松弛有关的光学现象，是由于神经纤维的波浪状起伏过程所致，而不是神经束的起伏。这种神经纤维波浪性起伏是适应神经在肢体屈伸运动时需要有一定的纵行滑动而存在的。当神经处于张力受到牵拉后，如神经卡压症时这些横纹消失，而经适当的神经松解术后，Fontana横纹又再现，这也成为评价神经松解术取得成功的良好指征。

三、周围神经干的血供与微循环

周围神经具有完善的微血管系统，在神经干的外膜、束膜和内膜各个层次均有丰富的微血管网丛，各层次之间和各段落之间又有发达的侧支循环，这对保证神经充足的血液供应、维持正常的神经传导功能和轴浆转运具有重要的意义。周围神经对缺血甚为敏感，若将神经切断但仍保证其充足的血液供应，切断处远侧段神经仍能维持数天的兴奋性；若神经切断后血供受阻，断端远侧神经在数小时内就发生功能性退变。在临床治疗神经损伤的过程中，任何导致神经干受刺激、压迫、牵拉等减少神经血供的因素，都将对神经造成更大的伤害。

（一） 周围神经干的血供来源

按照血管与神经的位置关系一般把供养神经的血管分为两类：一类是较粗大的与神经伴行的血管，称神经伴行血管；另一类是较细小的由伴行血管沿途发出，呈节段性进入神经干的血管，称神经节段性血管，这两类血管属于神经外血管系统。

神经血管进入神经干的方式各种各样，归纳起来主要分为两类：①伴行型：这类血管最多见，它们到达神经干后与神经干伴行一段距离，沿途发出数目不等的分支，进入神经外膜。神经伴行血管就属此类型。②直入型：这类血管接受邻近血管的分支（如肌支和皮支等），它们不与神经全长伴行，只与神经的一段相靠近，它发出分支后不经过任何其他结构，一经发出以最短距离进入神经外膜。

从神经移植供体的角度又可将神经血管分为五种供血形式：①神经与血管伴行距离较长，在伴行过程中神经接受血管的分支，较常见于桡神经和正中神经臂部。前者由肱深动脉及桡动脉分别分支供应桡神经及其浅支；后者由肱动脉分支供血。②神经和血管伴行，但神经干分支较早，相应减少了神经与血管的伴行长度，如股神经。③神经干较长，且不分支，它接受单独较大的一条营养血管，这种类型不多见。主要见于正中神经前臂部和坐骨神经，前者由发自骨间掌侧动脉的正中动脉供应，后者由发自臀下动脉的坐骨神经伴行动脉供养。④神经干较长，且无过早的分支，血供来源于多方面的动脉支，这种类型在诸神经干血供中占大多数，如胫神经和腓深神经等。⑤神经分支复杂，同时各支接受不同来源的血液供应。前三种供血形式适合吻合血管的神经移植。

（二） 周围神经干的微血管构筑

周围神经的微血管构筑在光镜下，一般可分为三层结构：神经外膜血管、神经束间血管网和神经束内血管网，这三层血管属于神经内血管系统。

1．神经外膜血管

神经节段血管到达神经外膜后，在外膜内分支为升支和降支。各节段血管的升支与降支沿神经外膜纵行吻合，形成神经外膜血管。神经外膜血管纵贯神经全长，手术中清晰可辨，是神经断裂伤后对位吻合的良好标志。由外膜血管发出短的横支或斜支，呈弓状在神经束的表面越过，行向神经深部，延续形成神经束间血管网。

2．神经束间血管网

神经外膜血管的分支向深层延续形成神经束间血管网，并在神经束膜上形成众多纵向走行的血管。这些纵行血管相互间有丰富吻合，与神经内膜下方的初级毛细血管网也有丰富吻合。位于神经束间疏松结缔组织内的神经束间血管，常呈弯曲盘旋状。这种形态结构表明：神经束间血管网对神经长度的改变有一定的适应性。在神经改变或被轻度牵拉时，由于弯曲的形态留有伸展的余地，不致立即挤压血管。只有当神经被过度牵拉时，超过了正常的伸展范围后，神经的截面面积才会变小。此时神经干内的血管虽多，但仍将因血管管径被挤压而导致供血不足。

3．神经束内血管网

神经束间血管网的分支，以斜行方式穿入神经束膜细胞层，并将部分束膜细胞带入束膜内形成“神经束膜细胞”。当神经束内发生水肿引起压力增高时，斜穿神经束膜的血管易受到挤压，影响神经束内的血液供应。神经束间血管网的分支斜行穿入神经束内后，形成纵行排列的、以毛细血管为主的微血管网，Lundborg将其描述为“纵行篮状构形”（longitudinal basket formation）。此毛细血管网恰好位于神经束膜细胞层下。这些神经内膜血管吻合丰富，镜下可观察到各段毛细血管间通过“双U形襻”（double U-loop）血管链互相吻合。神经束内血管网在正常情况下仅有部分血管交替开放。只有当神经受到轻微的机械创伤或热盐水刺激而处于应激状态时，神经束内血管网才全部开放（complete perfusion）。

（三） 周围神经干的微循环

神经干因其结构和功能的特殊性，在微循环方面有其特点。

1．神经外膜血管内血液的无方向性

神经外膜血管内的血液流向没有哪个方向占优势，其血流方向是根据神经干不同部位的代谢需要而不断地变化的，相反两个方向的血流可在同一血管的不同部位同时出现。神经外膜血管网是一个适应能力和代偿能力很强的血管系统，它能根据需要重新调配大量的血液供应；当神经节段血管遭到破坏而使其侧方供血来源受阻时，只要神经外膜血管仍能保持完好，神经干很少出现缺血性功能障碍。

2．神经束膜血管和神经内膜血管共同组成神经束血管丛

该血管丛可以与神经外膜血管相区别。神经束膜允许每个神经束在周围神经内有相当距离的轻微移动而不致引起神经缺血。Lundborg的研究证实，游离坐骨神经-胫神经全长，仅保留其近端和远端的营养血管（全长15mm），不会对微血管血流造成伤害性影响，纵行外膜血管仍完好无损。但是，当神经干受到牵拉时，神经干内的微血管血流将受到影响而减慢：当神经干被牵拉增加8%长度时，小静脉血流减慢，当长度牵拉增加到15%时，神经内所有血管的血流停止。因此，张力下缝合神经，易因神经血供障碍而影响神经正常功能的恢复。

3．神经外膜和神经内膜血管的差异性

超微结构上观察神经外膜和神经内膜血管存在不同之处。构成神经外膜血管的内皮细胞连接处有各种开口，允许蛋白大分子物质外渗。在神经外膜的微血管上仍可见到有孔的毛细血管，少量循环血浆蛋白可以扩散到神经外膜内并达神经束膜，但不能通过无渗透性的神经束膜。神经内膜的内皮细胞在相邻细胞间有紧密连接，与脑实质中的内皮细胞紧密连接相似，可以防止血管内蛋白分子外渗到神经内膜内的间隙。这样的神经内膜血管和神经束膜血管形成了血-神经屏障。

4．神经内膜小动脉的内皮细胞有很高的碱性磷酸酶活性

联系观察到的吞饮小泡，碱性磷酸酶活性暗示某些转运功能活性的存在。Bell和Weddell推测，这些吞饮小泡可能是检测神经束内离子和渗透压环境的一种手段，以便使局部血流作出相应的调整。

5．神经束内血管网的毛细血管管径较大

神经束内血管网的毛细血管管径比普通毛细血管管径大，这些大管径的毛细血管可以使神经束内潜在的血管容量大到足以满足高代谢组织需要。这些血管容量作为内在的“血库”，具有快速调整大量血液通过充足血管管道的能力，以保证神经干的血液供应。

四、周围神经的神经支配

周围神经除分布到肌肉、皮肤等相应的效应器和感受器外，其本身也有细小的神经纤维分布。这些细小的神经纤维发自脊柱两侧的交感神经节，其节后纤维进入神经干内随周围神经走行，沿途发出分支在神经干内的小血管周围形成细小的神经丛，其游离末梢分布于这些血管的血管壁上。神经营养血管受其所供养的神经干分支支配的这一结构布局，构成了一套周围神经调节自身微循环的系统，这一系统使得周围神经可以根据功能的需要，通过调节血流量来影响自身的血液供应。研究证实，分布于神经壁上的细小神经纤维主要是肾上腺素能纤维，在周围神经外膜和束膜的血管壁上均存在这种神经纤维末梢，这些神经纤维的兴奋性增高，可使神经外膜和束膜的血管收缩，从而减少这些区域的血流量。动物实验显示，刺激腰部的交感神经链可引起神经干内小动脉血管的显著收缩，使神经干内血流量比对照组降低10%以上。由此可见，交感神经兴奋性增高，可相当明显地引起神经内微循环血量的减少。某些引起交感神经张力增高的因素，如一些交感神经反射性营养不良和一些慢性疼痛性综合征等，可能是引起神经内血管收缩、导致神经疾病的一个重要的病理生理因素。另外，神经干内还存在其他神经纤维，主要为无髓鞘纤维，这些神经纤维在神经外膜内纵向或盘旋状走行，其游离神经末梢存在于神经干内各层结缔组织，这些神经纤维可能是某些感受器的传入纤维。

五、周围神经的解剖特点

（一） 周围神经的基本类型

周围神经的基本组成单位是神经纤维。许多神经纤维聚集合成神经束，神经干内若干功能性质相同的神经也可以组成神经束组。

周围神经按其神经束的数量及分布组合有三种基本类型（图2-1-3）：①仅一个大束的单束型；②由数个束组成的少束型；③由众多不同大小束组成的多束型。其中多束型又可分为有相对数个束组分布的有束组多束型和无明显束组的多束型。

（二） 神经束之间的丛状交织

神经干内的神经纤维，并不是始终沿某一个神经束行走，而是不断地从一个神经束到另一个神经束，在束间互相穿插而行，不断交换神经纤维，使神经束的数目、大小和位置不断发生变化。这是神经干内神经束与神经束之间的丛状交织的特点。

Sunderland（1978）对人肌皮神经的研究显示：即使仅相距几毫米，神经干内的神经束分布就有变化。Jabaley等（1980）研究发现：与肌皮神经神经束反复交替组合不同，前臂和腕部正中神经束的排列更有序，单个神经束至少行程数厘米，神经束之间联系较少，神经束的功能成分能够鉴别。

从神经干内结构规律分析，一般神经干的近侧端，神经纤维交错较多，神经束数目也较多，而远侧端的神经纤维交错较少，神经束数目也减少。另外，运动束间交错纤维较多，而且束间纤维交错的发生较早出现；感觉神经束间交错纤维较少，交错纤维的出现也较迟出现。

周围神经损伤后，不论何种神经修复技术，基本目的均在于对合原先的神经束或功能相同的神经束，并准确连接，创造再生轴突抵达适宜末梢器官、恢复功能的最佳条件。为此，Sunderland（1978）、Jabaley等（1980）、钟世镇等（1980，1986）一方面研究绘制了四肢主要神经干内运动束、感觉束、混合性神经束分布图，供临床参考；另一方面还研究了神经干内自然分束的解剖学规律，便于临床掌握常用的神经干修复要点。

（三） 神经干内自然分束与功能束组

神经干内自然分束，是指神经干在远段侧发出的主要肌支、皮支或混合支，向近侧延续到神经干内，实际上形成了一组组功能性质相同的神经束组。这些神经束组在神经干内根据束组间神经纤维交错的情况，从神经远端到近端可以区分为三段：①无损伤分离段，神经束组之间没有神经纤维互相交错，束组之间有疏松结缔组织相隔，手术分离时不至于损伤神经纤维；②可加力分离段，当神经束再向近端追溯，在神经束组之间开始有少量神经纤维交错，手术分离束组时会损伤少量交错纤维，但对神经功能影响较小；③不能分离段，在神经束组之间的交错纤维很多，已无法进行手术分离，若施加暴力勉强分离，必然造成神经纤维大量撕裂离断，对神经功能影响较大。

现阶段在神经手术操作中，对神经束数目众多的部位，不必要也不可能逐束去分离和缝合神经束，通常是利用神经束组周围有较多间质组织即内层神经外膜这种结构特点，进行束组间吻合。特别是在选择性神经移位手术中，功能束组成为选择性修复的基本功能单位。功能束组的确切走行、分布和定位知识是临床医师在手术中最想知道的信息。过于详细复杂的束型变化情况反而不利于临床医师的判断。

（四） 周围神经的三维重建及可视化

Terzis等最早将计算机应用到周围神经显微解剖的研究中，考察了正中神经内局部解剖的恒定变异。Greg P.Watchmaker等1991年在对前臂远段及手部的正中神经（7cm）进行连续组织切片HE染色后，应用开发的软件进行图像识别和统计处理并通过三维构建的方法进行了神经束交错变化特征的研究。最近，Terzi在实体解剖和组织学切片的基础上建立了正中神经的三维模型。

对周围神经三维重建和可视化研究大体分为两个方面。一是外部解剖结构的重建，二是内部解剖结构的重建（包括运动和感觉纤维的构成和分布）。

图2-1-4为利用国家863虚拟中国人项目课题组采集的“虚拟中国人”VCHⅠ号女性数据集，重建了臂丛神经的外部结构。“虚拟中国人”VCH数据集采用冰冻薄层铣切技术，颈部的铣切间距达到0.2mm，该数据集共有8556个层面，连续层厚为0.2mm，整个数据集为149.7GB。每个层面图像分辨率为6 096 384（3024 × 2016）像素，文件大小为17.5M，未压缩的TIFF格式，利用Photoshop把TIFF图像格式转换为JPG格式，图像选项为高品质，参数为8，转换后每张图像大小为0.77M。提取C4椎体上缘平面至T3椎体下缘的薄层冰冻连续断层图像，共计527层，从中提取具有典型代表的图像，用Photoshop CS图像处理软件修剪选取范围，进行连续观察并进行三维重建，在表面三维重建的静态显示的基础上，将计算出的图像全部保存下来，使用电影制作程序，将其制作为电影，画面清晰流畅，可动态显示。臂丛、C4～T2椎体及颈总动脉、锁骨下动脉和右椎动脉三维体重建和表面重建图像，是连续放映的动画。

（顾立强）