脊膜和相关结构的超微结构解剖 - NYSORA

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脊膜及相关结构的超微结构解剖

Miguel A. Reina、Carlo D. Franco、Alberto Prats-Galino、Fabiola Machés、Andrés López 和 Jose A de Andrés

引言

最近对人类硬脊膜囊超微结构及其内容的研究增强了我们对硬脑膜、蛛网膜层、蛛网膜小梁、软脑膜和神经根袖带的微观结构的认识。 本章回顾了有关这些结构的新概念和传统概念,并讨论了它们可能的临床意义。 还讨论了硬膜外脂肪的分布及其在椎管内注射的处置和动力学中的可能作用。

硬膜囊

硬膜囊围绕脊柱内的脊髓。 它将硬膜外腔与蛛网膜下腔分开,止于第二骶椎。 在理想化的形状中,硬膜囊呈圆柱形,其厚度从颈部区域的约 1 毫米不等,随着其下降而逐渐变薄。数字12)。 在腰椎区域,硬膜囊的厚度达到 0.3 毫米,尽管从前后或侧面进行的测量即使在相同的椎体水平上也可能有所不同。 硬脑膜是硬脑膜囊的最外层,占其总厚度的 90%。 这种纤维结构虽然是可渗透的,但在一定程度上为脊髓及其神经元件提供了机械保护。 内部 10% 的硬膜囊由蛛网膜层形成,蛛网膜层是一个细胞层,几乎不会增加额外的机械阻力。

图1。 人类硬膜囊。 (经 Reina MA、López García A、de Andrés JA 等人许可转载:硬脑膜囊的厚度变化。Rev Esp Anestesiol Reanim。1999 年 46 月;8(344):349-XNUMX。)

图2。 人硬膜囊和脊髓末端。 (经 Reina MA、Pulido P、López A. El saco dural humano 许可转载:Rev Arg Anestesiol. 2007;65:167-184。)

硬脑膜

硬脑膜包括大约 80 个同心层(图3)。 每个硬脑膜层的厚度约为 5 μm,由主要含有胶原纤维的较薄的层组成。数字45)。 胶原纤维的方向不同,但总是在硬脑膜的同心平面内; 因此,它们不会在层间交叉。 每根胶原纤维表面光滑,尺寸约为 0.1 μm (图6)。 弹性纤维较少,直径为 2 μm,表面比胶原纤维更粗糙(图7).

图3。 硬膜囊的厚度。 扫描电子显微镜。 放大倍数×300。 (经 Reina MA、Dittmann M、López A 等人许可转载:腰背区人类硬脑膜微观结构的新观点。Reg Anesth. 1997 Mar-Apr;22(2):161-166。 )

图4。 硬膜囊的部分厚度。 硬脑膜的细节。 扫描电子显微镜。 放大倍率 ×4,000。 (经 Reina MA、López A、Dittmann M 等人许可转载:通过扫描电子显微镜观察人类硬脑膜厚度的结构。 Rev Esp Anestesiol Reanim. 1996 Apr;43(4):135-137。)

图5。 硬膜囊的部分厚度。 硬脑膜的细节。 透射电子显微镜。 放大倍率 ×20,000。 (经 Raj P 许可转载:区域麻醉教科书。费城:丘吉尔利文斯通;2002 年。)

图6。 硬膜囊厚度中的胶原纤维。 透射电子显微镜。 放大倍数 ×50,000。 (经 Raj P 许可转载:区域麻醉教科书。费城:丘吉尔利文斯通;2002 年。)

与硬脑膜内纤维纵向排列并平行于脊柱长轴的经典描述相反,纤维实际上在每个同心硬脑膜内多向随机分布。数字810)。 硬脑膜内也存在肥大细胞和巨噬细胞(数字1112).

图7。 硬膜囊的弹性纤维。 扫描电子显微镜。 放大倍数×7000。 (经 Reina MA、López A、Dittmann M 等人许可转载:通过扫描电子显微镜观察人类硬脑膜的外表面和内表面。 Rev Esp Anestesiol Reanim. 1996 Apr;43(4):130-4。)

图8。 硬膜囊硬膜外表面的细节。 扫描电子显微镜。 放大倍率×6500。 (经 Dittmann M、Reina MA、López A 许可转载:Neue ergebnisse bei der darstellung der dura mater spinalis mittles rasterelektronenmikroskopie. Anaesthesist. 1998 May;47(5):409-413。)

图9。 硬膜囊硬膜外表面的细节。 扫描电子显微镜。 放大倍数×1000。 (经 Reina MA、López A、Dittmann M 等人许可转载:通过扫描电子显微镜观察人类硬脑膜的外表面和内表面。 Rev Esp Anestesiol Reanim. 1996 Apr;43(4):130-4。)

图10。 硬脑膜囊厚度中的胶原蛋白和弹性纤维。 透射电子显微镜。 放大倍率 ×7,000。 (经 Raj P 许可转载:区域麻醉教科书。费城:丘吉尔利文斯通;2002 年。)

图11。 硬脑膜厚度的肥大细胞。 透射电子显微镜。 放大倍率 ×15,000。 (经 Reina MA、Pulido P、López A. El saco dural humano 许可转载:Rev Arg Anestesiol. 2007;65:167-184。)

图12。 硬脑膜厚度中的巨噬细胞。 透射电子显微镜。 放大倍数×7000。 (经 Raj P 许可转载:区域麻醉教科书。费城:丘吉尔利文斯通;2002 年。)

蛛网膜层

传统上,蛛网膜层被描述为与硬脑膜内表面紧密接触但不粘附的精细膜。 然而,最近的研究确定硬脑膜和蛛网膜层之间没有空间(见硬膜下空间)。 蛛网膜层是半透性的,可作为限制物质通过硬膜囊的屏障。数字1314)。 其厚度约为 50-60 μm (数字1516)。 在其内部,蛛网膜细胞通过厚度约为 10-15 μm 的特定膜连接强烈结合。 蛛网膜层中心的胶原蛋白纤维赋予椎板强度并提高其机械阻力。 扁平、细长的神经上皮细胞占据该层的外部。 撕下蛛网膜层暴露硬膜下腔。 可以发现神经上皮细胞附着在硬脑膜的内表面或蛛网膜层的外表面。图17).

图13。 解剖人类硬膜囊。 (经 Reina MA, Pulido P, López A. El saco dural humano. Rev Arg Anestesiol. 2007; 65:167-184 许可转载。)

图14。 解剖人类硬膜囊。 硬脑膜打开; 蛛网膜层闭合。 (经 Reina MA, Pulido P, López A. El saco dural humano. Rev Arg Anestesiol. 2007; 65:167-184 许可转载。)

神经轴阻滞和硬脑膜病变

在蛛网膜下腔阻滞期间刺穿硬膜囊会导致硬脑膜和蛛网膜层的机械破坏。 无论针头是否有铅笔尖或切割端,25 号针产生的穿刺部位的横截面积相似。 然而,病变的形态取决于针尖的设计。 铅笔尖针会对硬脑膜纤维造成更大和更粗糙的损伤,而切割针会产生 U 形病变或类似于打开的锡罐盖的皮瓣。数字8 至 31).

当使用切割(长斜角)针时,斜角方向(例如,平行或垂直于脊髓主轴线)不会显着影响硬脑膜和蛛网膜层病变的大小或形态(见 图24)。 针头在硬膜囊中产生的病变有两个部分,硬脑膜和蛛网膜。 据信,蛛网膜成分对于限制脑脊液从蛛网膜下腔渗漏到硬膜外腔至关重要。 因此,蛛网膜病变的大小和形态似乎比硬脑膜裂伤的大小和形态更重要。

硬膜穿刺后头痛 (PDPH) 的发生率被认为受所用针头类型(铅笔尖与切割)和斜角的影响。 切割针头会导致更大的硬脑膜损伤(撕裂)的传统观念是在 1940 年代确立的,这可能是那个时代针头设计不完善的结果。 然而,现代针头会产生干净的 U 形损伤或皮瓣,类似于打开的锡罐盖(参见 图24).

拔针后,由于脑脊液压力和硬脑膜的弹性,U形皮瓣往往会恢复到原来的位置。 大约 15 分钟后,硬脑膜孔几乎完全闭塞。 另一方面,铅笔尖针产生的损伤涉及更复杂的损伤,包括纤维撕裂、切片和分离。 针头造成的硬膜损伤程度取决于几个因素,包括针头的外径、硬脑膜和蛛网膜的密封机制、针尖设计以及针头的制造质量。 具有相同尖端设计但不同制造方法的针头可能不具有相同的表面质量,并且可能包含微裂缝或缺陷,导致或多或少广泛的硬脑膜纤维撕裂和残留损伤。

图15。 蛛网膜细胞在蛛网膜层的厚度。 透射电子显微镜。 放大倍率 ×40,000。

图16。 蛛网膜细胞在蛛网膜层的厚度。 透射电子显微镜。 放大倍数×4400。 (经 Raj P 许可转载:区域麻醉教科书。费城:丘吉尔利文斯通;2002 年。)

图17。 硬脑膜的内表面。 扫描电子显微镜。 放大倍数×1100。 (经 Reina MA、Dittmann M、López A 等人许可转载:腰背区人类硬脑膜微观结构的新观点。Reg Anesth. 1997 Mar-Apr;22(2):161-166。 )

图18。 用 25-G Quincke 针产生的硬脑膜蛛网膜病变。 硬膜外表面。 扫描电子显微镜。 放大倍数×150。 (经 Reina MA、Castedo J、López A 等人许可转载: Cefalea pospuncion dural:Ultraestructura de las 病变耐久 y abuja 的纺锤体使用 en las punciones 木材。Rev Arg Anesthesiol。2008 年 66 月至 1 月 6(26):XNUMX- XNUMX)

图19。 用 25-G Quincke 针产生的硬脑膜蛛网膜病变。 蛛网膜表面。 扫描电子显微镜。 放大倍数×200。 (经 Reina MA、Castedo J、López A. Cefalea pospunción dural 许可转载:Ultraestructura de las lesiones durales y agujas espinales usadas en las punciones lumbares. Rev Arg Anestesiol. 2008 Jan-Mar 66(1):6-26。)

图20。 用 25-G Whitacre 针产生的硬脑膜蛛网膜病变。 硬膜外表面。 扫描电子显微镜。 放大倍数×200。 (经 Reina MA、López-García A、de Andrés-Ibáñez JA 等人许可转载:Quincke 斜切针和 Whitacre 针在人体硬脑膜中产生的病变的电子显微镜检查。 Rev Esp Anestesiol Reanim。1997 年 44 月;2( 56):61-XNUMX。)

图21。 用 25-G Whitacre 针产生的硬脑膜蛛网膜病变。 蛛网膜表面。 扫描电子显微镜。 放大倍数×200。 (经 Reina MA、López-García A、de Andrés-Ibáñez JA 等人许可转载:Quincke 斜切针和 Whitacre 针在人体硬脑膜中产生的病变的电子显微镜检查。 Rev Esp Anestesiol Reanim。1997 年 44 月;2( 56):61-XNUMX。)

图22。 用 25-G Whitacre 针产生的硬脑膜蛛网膜病变。 蛛网膜表面。 扫描电子显微镜。 放大倍数×200。 (经 Reina MA、De Leon Casasola OA 等人许可转载:扫描电子显微镜产生的硬脑膜损伤的体外研究。Reg Anesth Pain Med. 2000 Jul-Aug;25(4):393-402。)

图23。 用 22-G Quincke 针产生的硬脑膜蛛网膜病变。 硬膜外表面。 扫描电子显微镜。 放大倍数×80。 (经 Reina MA、Castedo J、López A. Cefalea pospunción dural 许可转载:Ultraestructura de las lesiones durales y agujas espinales usadas en las punciones lumbares. Rev Arg Anestesiol. 2008 Jan-Mar 66(1):6-26。)

图24。 用 22-G Quincke 针产生的硬脑膜蛛网膜病变。 蛛网膜表面。 扫描电子显微镜。 放大倍数×100。 (经 Raj P 许可转载:区域麻醉教科书。费城:丘吉尔利文斯通;2002 年。)

图25。 用 27-G Whitacre 针产生的硬脑膜蛛网膜病变。 硬膜外表面。 扫描电子显微镜。 放大倍数×200。 (经 Reina MA、Castedo J、López A. Cefalea pospunción dural 许可转载:Ultraestructura de las lesiones durales y agujas espinales usadas en las punciones lumbares. Rev Arg Anestesiol. 2008 Jan-Mar 66(1):6-26。)

图26。 用 27-G Whitacre 针产生的硬脑膜蛛网膜病变。 硬膜外表面。 扫描电子显微镜。 放大倍数×200。 (经 Reina MA、Castedo J、López A. Cefalea pospunción dural 许可转载:Ultraestructura de las lesiones durales y agujas espinales usadas en las punciones lumbares. Rev Arg Anestesiol. 2008 Jan-Mar 66(1):6-26。)

图27。 用 27-G Whitacre 针产生的硬脑膜蛛网膜病变。 蛛网膜表面。 扫描电子显微镜。 放大倍数×200。 (经 Reina MA、Castedo J、López A. Cefalea pospunción dural 许可转载:Ultraestructura de las lesiones durales y agujas espinales usadas en las punciones lumbares. Rev Arg Anestesiol. 2008 Jan-Mar 66(1):6-26。)

图28。 用 27-G Whitacre 针产生的硬脑膜蛛网膜病变。 蛛网膜表面。 扫描电子显微镜。 放大倍数×200。 (经 Reina MA、Castedo J、López A. Cefalea pospunción dural 许可转载:Ultraestructura de las lesiones durales y agujas espinales usadas en las punciones lumbares. Rev Arg Anestesiol. 2008 Jan-Mar 66(1):6-26。)

图29。 用 29-G Quincke 针产生的硬脑膜蛛网膜病变。 硬膜外表面。 扫描电子显微镜。 放大倍数×200。 (经 Reina MA、Castedo J、López A. Cefalea pospunción dural 许可转载:Ultraestructura de las lesiones durales y agujas espinales usadas en las punciones lumbares. Rev Arg Anestesiol. 2008 Jan-Mar 66(1):6-26。)

图30。 用 29-G Quincke 针产生的硬脑膜蛛网膜病变。 蛛网膜表面。 扫描电子显微镜。 放大倍数×200。 (经 Reina MA、Castedo J、López A. Cefalea pospunción dural 许可转载:Ultraestructura de las lesiones durales y agujas espinales usadas en las punciones lumbares. Rev Arg Anestesiol. 2008 Jan-Mar 66(1):6-26。

图31。 用 17-G Tuohy 针产生的硬脑膜蛛网膜病变。 蛛网膜表面。 扫描电子显微镜。 放大倍数×50。 (经 Reina MA、Castedo J、López A. Cefalea pospunción dural 许可转载:Ultraestructura de las lesiones durales y agujas espinales usadas en las punciones lumbares. Rev Arg Anestesiol. 2008 Jan-Mar 66(1):6-26。)

 

在椎管内手术过程中,由于与椎骨或其他抵抗结构的接触而导致的脊柱针变形也会增加硬脑膜损伤的大小。 也可能发生医源性皮肤碎片进入蛛网膜下腔。

硬膜后穿刺头痛和针头类型

PDPH的病因是多因素的。 虽然关于 PDPH 的具体章节侧重于病理生理学、预防和治疗,但本节侧重于可能影响 PDPH 发生和严重程度的解剖学和设备相关因素。 最初,人们认为铅笔尖针导致硬膜囊的创伤性较小。 随着硬脑膜病变的形态越来越为人所知,人们提出了其他解释。 对脊髓针产生的病变的显微镜研究表明,铅笔尖针产生的“爆裂”型病变具有广泛的纤维损伤。 然而,铅笔尖针产生的纤维撕裂增加可能会促进病变边缘更大的炎症反应,这自相矛盾地导致更早的闭塞和更低的 PDPH 发生率。 另一方面,切割针会产生“更清洁”的硬脑膜撕裂,炎症反应较少,导致穿刺密封延迟,这可能会增加脊柱头痛的发生率。

与骨头碰撞后变钝的针尖会对纤维造成更大的伤害。 尖端变形取决于碰撞角度和施加的力。 与铅笔尖针相反,切割针在撞到骨头后特别容易发生针尖变形。 然而,由于 PDPH 研究通常涉及许多麻醉师和不同的技术,针变形对 PDPH 的最终影响很难研究,目前仍只是假设性的。

如前所述,由脊髓针产生的硬脑膜病变有两个组成部分,硬脑膜病变和蛛网膜层病变。 虽然囊的外部或硬脑膜成分提供了机械阻力,但它的弹性不足以防止脑脊液泄漏。 相比之下,内部或蛛网膜病变可以缩回以闭合由针头进入蛛网膜下腔造成的缺损,并防止脑脊液渗漏。 由于蛛网膜成分在 PDPH 的病理生理学中可能比硬脑膜本身更重要,因此这些病变应称为“硬脑膜-蛛网膜”病变。

小梁蛛网膜

蛛网膜由两层组成,小梁蛛网膜和蛛网膜层。 小梁蛛网膜与软脑膜的细胞平面融合,并向穿过蛛网膜下腔的所有结构发出投射,包括血管和神经根。 覆盖神经根的突起称为蛛网膜鞘(数字3240).

在运动过程中,这些鞘稳定并防止硬膜囊内神经根的过度运动。 然而,护套对创伤的机械保护作用很小。 马尾蛛网膜的特征是多变的; 有些是松散的,而另一些是由相同组件的叠加平面形成的,外观更紧凑。 蛛网膜鞘的厚度范围为 10 至 60 μm。 在某些情况下,一个或多个神经根被单个蛛网膜鞘包裹,而在其他情况下,神经根根本没有鞘。

图32。 小梁蛛网膜层。 覆盖神经根的小梁蛛网膜突起称为蛛网膜鞘。 CSF = 脑脊液。 扫描电子显微镜。 放大倍数×100。 (经 Reina MA、López A、De Andrés JA 许可转载:关于脊髓麻醉后马尾综合征和短暂神经根刺激的解剖学基础的假设。 Rev Esp Anestesiol Reanim。1999 Mar;46(3):99-105。 )

神经根的蛛网膜鞘及其在神经损伤中的潜在作用

马尾神经综合征和短暂性神经系统综合征的一些病例可以通过硬膜囊内神经根周围的蛛网膜鞘的存在以及可以将针或(微)导管插入其中的事实来解释。 意外注入脊神经蛛网膜鞘的麻醉溶液可能不会被周围的脑脊液稀释,从而使神经根暴露于比预期更高的麻醉浓度。 因此,与硬膜囊其余部分的麻醉剂浓度相比,局部麻醉剂的浓度可能高出几个数量级(例如,20-25 倍)。

与在硬脑膜囊内但在蛛网膜外注射相同麻醉剂溶液的典型情况相反,蛛网膜鞘内如此高的局部麻醉剂浓度可能对神经根产生有害影响。 因为在鞘内和鞘外建立平衡需要时间,所以在没有直接针头损伤的情况下可能会发生神经损伤。通过微导管将局部麻醉剂注射到这些蛛网膜鞘中可能比单次注射更具破坏性。 这是因为单次大剂量的注射最终会因鞘外渗漏而被稀释,而重复剂量的小剂量可能更可能由于连续或重复暴露于高浓度的局部麻醉剂而导致神经毒性。 一过性根部刺激综合征和马尾神经综合征可能反映与局麻药浓度和暴露时间有关的不同程度的神经损伤。 在靠近脊髓或脊髓圆锥区域的蛛网膜鞘内注射局部麻醉剂可能会影响多个神经根,而在更远端区域注射可能会影响单个神经根。

图33。 小梁蛛网膜层。 蛛网膜鞘的细节。 CSF = 脑脊液。 扫描电子显微镜。 放大倍数 x500。 (经 Raj P 许可转载:区域麻醉教科书。费城:丘吉尔利文斯通;2002 年。)

图34。 神经根和蛛网膜鞘。 扫描电子显微镜。 放大倍数×60。 (经 Torres LM 许可转载:麻醉和疼痛管理教科书。Aran Ed;2001。)

图35。 神经根和蛛网膜鞘。 扫描电子显微镜。 放大倍数×80。 (经 Reina MA, Villanueva MC, López A: Aracnoides trabecular, piamadre espinal humana y anestesia subaracnoidea, Rev Arg Anestesiol 2008;66: 111-133 许可转载。)

图36。 四神经根及其蛛网膜鞘。 扫描电子显微镜。 放大倍数×100。 (经 Reina MA、López A、De Andrés JA 许可转载:关于脊髓麻醉后马尾综合征和短暂神经根刺激的解剖学基础的假设。 Rev Esp Anestesiol Reanim。1999 Mar;46(3):99-105。 )

图37。 人脊髓和小梁蛛网膜层。 CSF = 脑脊液。 扫描电子显微镜。 放大倍数×40。 (经 Reina MA、Machés F、López A 等人许可转载:人类脊髓蛛网膜的超微结构及其对脊髓麻醉、马尾综合征和短暂性神经系统综合征的影响。Tech Reg Anesth Pain Management。2008 年 12 月; 3(153):160-XNUMX。)

图38。 蛛网膜下腔血管和小梁蛛网膜层。 扫描电子显微镜。 放大倍数×120。 (经 Raj P 许可转载:区域麻醉教科书。费城:丘吉尔利文斯通;2002 年。)

图39。 神经根和蛛网膜鞘。 扫描电子显微镜。 放大倍数×100。 (经 Torres LM 许可转载:麻醉和疼痛管理教科书。Aran Ed;2001。)

图40。 小梁蛛网膜层的细节。 透射电子显微镜。 放大倍数×5000。 (经 Reina MA, Villanueva MC, López A: Aracnoides trabecular, piamadre espinal humana y anestesia subaracnoidea. Rev Arg Anestesiol. 2008;66:111–133 许可转载。)

皮亚母校

软脑膜的结构包括细胞层和软脑膜下室(数字4142)。 细胞层由扁平、重叠的软脑膜细胞组成,外观光滑明亮(图43)。 在髓质水平,其厚度为 3 至 5 个软脑膜细胞(10-15 μm)(数字44 46) 和神经根水平的 2 到 3 个细胞 (3-4 μm)。 在软脑膜细胞周围发现无定形基本物质,细胞平均尺寸为 0.5-1 μm。

软脑膜下室有大量的胶原纤维、无定形的基础物质、成纤维细胞和少量的巨噬细胞和血管。 软脑膜下室被封闭在软膜细胞层和与神经胶质细胞接触的基底膜之间。

来自下胸椎的软脑膜下室厚度为 130-200 μm; 在这里,测量值的变化比软脑膜细胞层更显着(见 数字4142)。 在髓锥水平,软脑膜的厚度减少到 80-100 μm; 在马尾的起源处,它的厚度继续减少到仅 50-60 微米。 在神经根水平,软膜下室的厚度为 10-12 μm。

图41。 人类软脑膜和脊髓。 扫描电子显微镜。 放大倍数×70。 (经 Reina MA、De Leon Casasola O 等人许可转载:人类脊髓软脑膜与蛛网膜下腔麻醉相关的超微结构发现。Anesth Analg. 2004 May;98(5):1479-1485。)

在髓锥水平,软脑膜细胞层的整个表面有穿孔或圆形、卵形或椭圆形开窗。数字4749)。 虽然这些开窗的大小各不相同,但大多数长度为 12-15 微米,宽度为 4-8 微米。 在神经根水平,软脑膜显示出相似的开窗,但尺寸更小(1-4 μm)(图50).许多巨噬细胞围绕着软脑膜细胞。 巨噬细胞与软脑膜细胞的不同之处在于它们缺乏长的细胞质突起,包含膜结合的内含物和不同数量的液泡,尤其是在其细胞质的外围区域。 在软脑膜内看到的巨噬细胞和其他炎症细胞可能来自软脑膜下和蛛网膜下腔血管,或者由于未知刺激而来自未成熟的软脑膜细胞。 在软脑膜中发现的开窗似乎与一些未成熟的软脑膜细胞迁移有关,这是炎症反应的一部分。

图42。 人软脑膜和软脑膜下室。 扫描电子显微镜。 放大倍数×100。 (经 Raj P 许可转载:区域麻醉教科书。费城:丘吉尔利文斯通;2002 年。)

图43。 pia 母校的细节。 扫描电子显微镜。 放大倍数×500。 (经 Reina MA, Wikinski J, De Andrés JA 许可转载: Una rara complicación de la anestesia epidural y subaracnoidea. Tumores epidermoideos espinales iatrogénicos. Rev Arg Anestesiol. 2008;66:319-336.)

图44。 人皮母。 软脑膜细胞的细节。 透射电子显微镜。 放大倍率 ×12,000。 (经 Reina MA, Wikinski J, De Andrés JA 许可转载: Una rara complicación de la anestesia epidural y subaracnoidea. Tumores epidermoideos espinales iatrogénicos. Rev Arg Anestesiol. 2008;66:319-336.)

图45。 软脑膜细胞的细节。 透射电子显微镜。 放大倍率 ×12,000。 (经 Reina MA, Wikinski J, De Andrés JA 许可转载: Una rara complicación de la anestesia epidural y subaracnoidea. Tumores epidermoideos espinales iatrogénicos. Rev Arg Anestesiol. 2008;66:319-336.)

图46。 脊髓软膜中巨噬细胞的细节。 透射电子显微镜。 放大倍率 ×12,000。 (经 Reina MA, Wikinski J, De Andrés JA 许可转载: Una rara complicación de la anestesia epidural y subaracnoidea. Tumores epidermoideos espinales iatrogénicos. Rev Arg Anestesiol. 2008;66:319-336.)

硬膜囊韧带

硬膜外腔包含穿过硬膜囊并将其固定在椎管上的纤维结构。 这些结缔组织形成被称为前、外侧和后脑膜椎韧带。数字5152)。 连接硬膜囊和脊柱后纵韧带的前脑膜椎韧带更致密。 在一些患者中,将硬膜囊固定在后纵韧带上的纤维瓣可能无法完全分隔硬膜外前间隙。 前韧带从 C7 延伸到 L5,具有头尾方向,并在 T8-9 胸部水平获得横向方向。 这些韧带的长度从大约 0.5 到 29 毫米不等。 在骶管中,韧带增厚形成穿孔的内侧隔膜,即“Trolard 的前骶韧带”。 外侧脑膜椎韧带和后部(“Giorda-lengo”)脑膜椎韧带更薄,不会影响注入硬膜外腔的液体循环。 “背中褶”是一种纵向不连续的纤维结构,可以在沿硬膜外后间隙的正中矢状区发现,特别是在腰部。

图47。 人脊髓圆锥软脑膜中的开窗。 扫描电子显微镜。 放大倍数×1000。 (经 Reina MA、López García A、de Andrés JA 许可转载:人类腰椎软脑膜自然穿孔的解剖学描述。 Rev Esp Anestesiol Reanim。1998;45:4-7。)

图48。 人脊髓圆锥软脑膜中的开窗。 扫描电子显微镜。 放大倍数×2000。 (经 Reina MA、López García A、de Andrés JA 许可转载:人类腰椎软脑膜自然穿孔的解剖学描述。 Rev Esp Anestesiol Reanim。1998;45:4-7。)

图49。 人类软脑膜开窗的细节。 扫描电子显微镜。 放大倍数×1500。 (经 Reina MA、López García A、de Andrés JA 许可转载:人体腰椎软脑膜自然穿孔的解剖学描述。 Rev Esp Anestesiol Reanim。1998;45:4-7。)

图50。 人类神经根软脑膜的开窗。 扫描电子显微镜。 放大倍数×6000。 (经 Reina MA, Villanueva MC, López A: Aracnoides trabecular, piamadre espinal humana y anestesia subaracnoidea. Rev Arg Anestesiol. 2008;66:111–133 许可转载。)

 

硬膜外脂肪

硬膜外脂肪向关节面和黄韧带相遇的部位横向延伸。 位于椎弓和椎间孔之间的脂肪包裹着硬脑膜袖内的神经根,但没有粘附在它们上面。 这允许硬脑膜在屈曲/伸展期间在椎管内移位。 硬膜外脂肪确实通过血管蒂在黄韧带的左右部分相遇的点处粘附在中线后部。 后侧硬膜外脂肪量从L1-2到L4-5尾侧增加,可达16-25毫米。 它的宽度也在头尾方向从 L6-1 间隙的 2 mm 增加到 L13-4 间隙的 5 mm。 后硬膜外脂肪的蒂在地形上与背正中皱襞相对应。

硬膜外脂肪沉积物与硬膜囊和椎板的后表面接触,但仅粘附在血管蒂上。 关于后部,硬膜外脂肪是均匀的,没有被纤维间隔隔开; 侧面,硬膜外脂肪出现分裂。 有时,间隔平面在椎板的神经根出口和后纵韧带之间延伸。 从前面看,硬脑膜在椎间盘的高度与椎管相连。 正是在这个硬膜外前区发现了前静脉血管。

图51。 硬膜外腔。 穿过硬膜外腔的纤维结构。 扫描电子显微镜。 放大倍数×30。 (经 Reina MA, Pulido P, López A. El saco dural humano. Rev Arg Anestesiol. 2007;65:167-184 许可转载。)

图51。 硬膜外腔。 穿过硬膜外腔的纤维结构。 扫描电子显微镜。 放大倍数×30。 (经 Reina MA, Pulido P, López A. El saco dural humano. Rev Arg Anestesiol. 2007;65:167-184 许可转载。)

 

颈椎、胸椎、腰椎和骶骨区域硬膜外脂肪的特征

硬膜外脂肪的分布沿椎管是可变的,但在不同的椎体水平上往往更加一致。 例如,在宫颈水平,脂肪组织不存在或几乎不存在,有时会形成一个小的后部沉积物,在磁共振成像轴向切片(C7 至 T1)中可见,T1 加权序列上的信号强度增加。 硬膜外脂肪通常不会出现在前部和侧部区域。 在胸部水平,硬膜外脂肪形成一个带有“压痕”的宽阔后带。 该带在椎间隙周围和椎间盘周围较厚,在椎体水平处变薄并靠近每个椎骨的脊突基部。 在中上胸区(T1-7),硬膜外脂肪呈连续模式,有更明显的压痕,而在下胸区(T8-12),硬膜外脂肪变得不连续。

在腰椎水平,硬膜外前部和后部的硬膜外脂肪保持分离。 后硬膜外脂肪在 L3-4 和 L4-5 椎间盘周围更为突出。 在一些患者中,后部硬膜外脂肪呈锥形,顶点位于后部。 下腰区硬膜外脂肪的厚度约占椎管横截面直径的32%。在L4-5以下,硬膜囊结束,骶管开始。 在这里,神经根被硬脑膜袖子包裹着,硬膜外脂肪是袖子内的主要成分。

硬膜外脂肪的形态和分布可以在病理条件下改变。 例如,硬膜外脂肪瘤以硬膜外脂肪体积增加为特征。 硬膜囊周围过多的脂肪沉积会导致脊髓或神经根受压,从而导致神经系统症状。 在脊柱侧凸中,硬膜外脂肪不对称分布,并且脂肪组织在弯曲的凹陷部分占主导地位,而脊髓相对于椎弓移位。 在椎管狭窄患者中,硬膜外脂肪在狭窄区周围特征性地缺失或显着减少。

硬膜外脂肪和硬膜外注射剂的药代动力学

腰椎管内的硬膜外脂肪分布不均匀,背侧比腹侧和侧侧多。 硬膜外腔和神经根袖带中脂肪的总量、分布和形态会影响物质在这些隔室中的扩散。

病理过程中硬膜外脂肪量的变化可能会改变硬膜外阻滞期间药物的吸收。 然而,即使没有病理过程,腰椎管内脂肪量的局部变化也可能改变药物动力学。 脂肪和邻近神经组织之间距离的变化可能会影响注射药物的处置和亲脂性药物的动力学。 然而,目前,硬膜外和神经根袖带的超微结构对硬膜外注射过程中药物动力学的影响仍不清楚。

地下空间

与硬脑膜和蛛网膜背肌之间的“硬膜下空间”的经典描述相反,研究表明存在由特化的神经上皮细胞组成的坚实而脆弱的组织。图53)。 神经上皮细胞也称为硬脑膜边缘细胞。 这些细长的梭形细胞具有分支的延伸,很脆弱,彼此之间几乎没有凝聚力(数字5455)。 神经上皮细胞之间的细胞间连接最容易撕裂,在撕裂的神经上皮细胞旁边可以看到细胞碎片。数字5657)。 当沿着硬膜下室发生撕裂时,小裂缝会合并成较大的裂缝。 神经上皮细胞之间的弱内聚力和胶原纤维的缺乏促进了裂隙的扩大,产生了硬膜下空间的印象。 因此,经典的硬膜下腔似乎是一种医源性伪影。

研究硬膜下腔的结构可能有助于了解与脑脊液低血压相关的颅脑和脊髓硬膜下血肿的起源。

硬膜下麻醉剂阻滞是由于无意中在硬脑膜和蛛网膜之间部分或全部注射局部麻醉剂而引起的,会导致高度不可预测的脊髓或硬膜外麻醉以及由于意外的高位阻滞而引起的并发症。 解剖神经上皮细胞之间的弱细胞间连接可能会使注射的液体在硬膜下腔积聚。 硬膜下阻滞的范围是不可预测的,因为它取决于注射的局部麻醉剂的量和夹层的性质(头侧或环侧)。 如果解剖主要是头侧,只有几毫升的麻醉液可以阻断心肺症状。

 

图53。 硬膜下腔内的神经上皮细胞。 透射电子显微镜。 放大倍数×5000。 (经 Reina MA、De León Casasola OA 等人许可转载:脊髓硬膜下腔的起源。超微结构发现。Anesth Analg. 2002 Apr;94(4):991-995。)

图54。 硬膜下腔内的神经上皮细胞。 扫描电子显微镜。 放大倍数×3000。 (经 Reina MA、De León Casasola OA 等人许可转载:脊髓硬膜下腔的起源。超微结构发现。Anesth Analg. 2002 Apr;94(4):991-995。)

图54。 硬膜下腔内的神经上皮细胞。 扫描电子显微镜。 放大倍数×3000。 (经 Reina MA、De León Casasola OA 等人许可转载:脊髓硬膜下腔的起源。超微结构发现。Anesth Analg. 2002 Apr;94(4):991-995。)

神经根袖带

硬脑膜囊(物质)在神经根上的双边投影形成神经根袖带或硬脑膜袖套(图58)。 当神经根离开椎管时,硬脑膜和蛛网膜层的横向延伸围绕着神经根。 硬膜囊可能在神经根周围含有一定量的脑脊液。 神经根袖带(袖子)具有内部细胞和外部纤维成分(图59)。 软脑膜细胞在性质上类似于蛛网膜细胞或软脑膜细胞,形成根袖的细胞成分。 这些细胞被拉长,在细胞核周围更宽,分层并纵向定向于神经根轴(图60).

在中国、德国、意大利、韩国和美国的 节前水平,根套的细胞成分为 5.8-13 μm 厚。 这些细胞具有侵占相邻细胞的细胞质延长,几乎没有细胞外空间。 细胞膜之间的连接属于桥粒类型并且具有紧密连接(图61)。 细胞在其细胞质和粗面内质网中含有线粒体。 每个细胞的两端厚约 0.15–0.8 μm,细胞核处厚 2.2–4.9 μm。 细胞成分排列在两个由胶原纤维分开的同心层中。

图56。 腰部脑膜中的人体硬膜下腔。 扫描电子显微镜。 放大倍数×180。 (经 Reina MA、López A、De Andrés JA、Villanueva MC、Cortés L 的许可转载:硬膜下空间存在吗? Rev Esp Anestesiol Reanim。1998 年 45 月;9(367):376-XNUMX。)

 

图57 硬膜下腔起源示意图。

 

图58。 人体神经根袖带。 (经 Reina MA、Villanueva MC、López A 等人许可转载:人类腰神经根硬脑膜鞘内的脂肪。Rev Esp Anestesiol Reanim。2007 年 54 月;5(297):301-XNUMX。)

在节后水平,细胞成分具有 9-14 个单细胞同心层,尺寸为 18-50 μm。 它们的结合属于桥粒类型。 神经节水平的细胞成分形态显示出过渡性变化,同时保留了神经节后水平显示的许多特征。 细胞成分由 25-30 个同心单细胞层组成,厚度为 55-60 μm。 细胞成分在前、后和神经节水平的超微结构方面是相似的。 细胞粗面内质网分布广泛,有的还含有大液泡(0.1 μm),几乎占据细胞质空间的一半。 在其细胞质中发现的膜状结构可能参与胞饮作用所需的囊泡(0.05-0.07 μm)的产生。 胶原纤维与有髓和无髓轴突一起出现在细胞平面的内侧,是神经内膜原纤维结构的一部分。 前、后和神经节水平的细胞之间的特殊膜结合确保了屏障效应,限制了物质从硬膜外腔到神经轴突的通道。

纤维状成分位于根套的外部,厚度为 100-150 μm(图62)。 它主要由排列在同心层中的胶原纤维组成,弹性纤维稀少。 大量的脂肪细胞将硬脑膜层分隔成三到五个同心层(图63)。 扫描电镜显示脂肪细胞(图63) 从硬膜囊延伸到背根神经节。 可以发现脂肪细胞从由纤维状成分构成的壁内部突出,从根套的硬膜外表面突出。数字6465).硬脑膜囊中的纤维状部分包含约80个硬脑膜层,其中胶原纤维的方向不同,弹性纤维很少。 它的厚度在腰椎水平在 270 和 350 微米之间变化。 在硬膜囊的厚度内没有发现脂肪细胞。

图59。 人体神经根袖带。 扫描电子显微镜。 放大倍数×12。 (经 Reina MA、Villanueva MC、Machés F 等人许可转载:腰椎人体脊神经根袖带的超微结构。Anesth Analg. 2008 年 106 月;1(339): 344-XNUMX。)

图60。 人体神经根袖带。 过渡细胞屏障的细节。 透射电子显微镜。 放大倍率 ×20,000。 (经 Reina MA、Villanueva MC、Machés F 等人许可转载:腰椎人体脊神经根袖带的超微结构。Anesth Analg. 2008 Jan;106(1):339-344。)

图61。 人体神经根袖带。 过渡细胞屏障的细节。 透射电子显微镜。 放大倍数×3000。 (经 Reina MA、Machés F、Pulido P、López A、De Andrés JA 许可转载。人类脊髓脑膜的超微结构。在:Aldrete A. Arachnoiditis,墨西哥:Alfil Ed;2010. pp. 29-46。)

 

沿硬膜囊的硬脑膜厚度变化和与外部原纤维成分相关的差异不会改变屏障效应,这是细胞成分的专有责任。

扫描电子显微镜显示脂肪细胞大小为 50-70 μm,与坐骨神经周围神经样本中的脂肪细胞相似。 脂肪细胞看起来更小且缺乏球形的事实很可能是由于在样品制备过程中从其液泡中损失了脂肪。 根袖中的脂肪覆盖了成组的根轴突,尽管没有看到脂肪细胞单独包围轴突。 这种脂肪部分或全部占据根部袖口的纤维状成分的厚度。

图62。 人体神经根袖带。 神经根袖带厚度的脂肪组织细节。 扫描电子显微镜。 放大倍数×50。 (经 Reina MA、Villanueva MC、López A 等人许可转载:人类腰神经根硬脑膜鞘内的脂肪。Rev Esp Anestesiol Reanim。2007 年 54 月;5(297):301-XNUMX。)

图63。 人体神经根袖带。 神经根袖带厚度的硬脑膜层细节。 扫描电子显微镜。 放大倍数×150。 (经 Reina MA、Villanueva MC、Machés F 等人许可转载:腰椎人体脊神经根袖带的超微结构。Anesth Analg. 2008 Jan;106(1):339-344。)

图64。 人体神经根袖带。 神经根袖带中的脂肪细胞。 扫描电子显微镜。 放大倍数×400。 (经 Reina MA、Villanueva MC、Machés F 等人许可转载:腰椎人体脊神经根袖带的超微结构。Anesth Analg. 2008 Jan;106(1):339-344。)

图65。 神经根袖带硬膜外表面的脂肪细胞。 扫描电子显微镜。 放大倍数×300。 (经 Reina MA、Villanueva MC、López A 等人许可转载:人类腰神经根硬脑膜鞘内的脂肪。Rev Esp Anestesiol Reanim。2007 年 54 月;5(297):301-XNUMX。)

 

根部袖带和药物动力学中的脂肪组织

脂肪组织可见于硬膜外腔和神经根袖带内。 神经袖带中的脂肪与神经根轴突直接接触,可能在注入神经根附近的亲脂性物质的动力学中起作用。 根部袖带内的小空间和在注射到袖带时可用的大量药物可能会使神经元件暴露于高浓度的局部麻醉剂以及向蛛网膜下腔的逆行扩散。

概要

本章概述了椎管内脑膜和相关结构的解剖特征,并讨论了它们潜在的临床意义。

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NYSORA 小贴士

  • 硬膜囊的形状是圆柱形的,其厚度是可变的。
  • 硬脑膜具有渗透性,占硬脑膜囊厚度的 90%。
  • 蛛网膜层是半透性的,控制物质的通过。
  • 硬脑膜蛛网膜病变可能因脊髓针的类型而异。
  • 铅笔尖针产生更具破坏性的病变,而切割针产生 U 形病变,尽管两者的大小相似。
  • 小梁蛛网膜覆盖神经根并形成蛛网膜鞘。
  • Pia mater 在髓锥水平有开窗。
  • 硬膜外脂肪分布沿椎管变化,但在不同椎体水平上是一致的。
  • 硬膜外脂肪瘤的硬膜外脂肪体积增加,脊柱后凸不对称分布,狭窄时不存在。
  • “硬膜下空间”实际上被由特殊的神经上皮细胞组成的精细组织占据。 硬膜下腔的撕裂产生了我们所知的硬膜下腔。
  • 在根部袖带中,有一种细胞成分控制物质的扩散。 根箍的厚度也包含大量的脂肪细胞。