はじめに

このセクションでは、末梢神経ブロック（PNB）後の神経学的合併症に寄与する可能性のあるさまざまな要因を確認し、神経学的合併症のリスクを軽減するための実践の原則とモニタリングモダリティの意味を提案します。

末梢神経ブロックに関連する神経損傷の解剖学的考察

神経は、神経組織、特定の結合組織間質、および指定された血液供給（図1）。 神経細胞、またはニューロンは、細胞体、樹状突起、および軸索で構成されています。

図1 ヒト坐骨神経。走査型電子顕微鏡像。 

軸索はニューロンの細胞質の延長であり、その長さに沿って細胞体から近位に、わずか数ミリメートルから遠位にほぼ1メートルまでのどこかに電気信号を伝達します。 ほとんどの末梢神経は、求心性運動と遠心性感覚信号の両方を伝達することができます。

末梢神経系では、軸索の大部分が有髄化されており、軸索をミエリンの層に包むシュワン細胞の鞘を特徴としています（図2）。 シュワン細胞は、ランヴィエ絞輪として知られる介在空間で中断され、活動電位の跳躍伝播中に脱分極と再分極のプロセスが発生します。 そのミエリン鞘と一緒に、各軸索は神経内膜と呼ばれる結合組織の薄い層によって結合されています（図3）そして神経線維と呼ばれます。

図2 A：ヒト神経根の無髄軸索。B：ヒト坐骨神経の有髄軸索。透過型電子顕微鏡像。

図3 内膜。ヒト坐骨神経から得られた内膜に包まれた有髄軸索。A：透過型電子顕微鏡。神経線維は束と呼ばれるグループに組織化されている（図4）。 各束内で、神経線維は神経内神経叢を形成し、そこで軸索はそれらの経路に沿って異なる位置を取ります（図5）。 関節の近くでは、筋肉束はより薄く、より多く、より多くの結合組織に囲まれる傾向があり、これにより、圧力や伸展などの傷害に対する筋肉束の脆弱性が減少します。

図4 人間の正中神経の束。 （MAレイナの許可を得て使用。）

図5 神経内神経叢。A：図。B：神経束と相互接続神経束。 

各筋束は、8〜18個の細胞の連続した同心の層からなる神経周膜に囲まれています（図6）。 神経周膜の厚さは通常7〜20μmです。 神経周膜細胞の層は、筋肉束に出入りする物質の拡散に対する障壁を提供します。 神経周膜細胞間の空間は、基本的な無定形物質、コラーゲン線維、および線維芽細胞で構成されています。 これらのコラーゲン繊維は、さまざまな方向に整列させることができますが、主に筋束の縦軸に沿って整列します（図6）。 神経周膜は、束内の軸索のいくらかの動きを可能にし、機械的および化学的損傷に対する効果的な物理的障壁として機能しながら、束内圧を維持します。 同様に、神経周膜は重要な拡散バリアとして機能し、局所麻酔薬などの潜在的に有害な物質への軸索の曝露を防ぎます。

図6 神経周膜。ヒト坐骨神経の神経周膜層。A：透過型電子顕微鏡像。B：走査型電子顕微鏡像。

筋肉束のグループは、神経上膜によって結合されています。神経上膜は、筋肉束のグループをそれらの束間支持組織および脂肪細胞とともに包むXNUMXつの結合組織層の中で最も厚いものです（図1）。 神経上膜は主にコラーゲン線維と少数の血管で構成されています（図7）。 神経上膜のコラーゲン線維は、硬膜または硬膜スリーブのコラーゲン線維とサイズおよび外観が類似しています。 神経上膜は、超音波画像で神経に特徴的な外観を与えます（つまり、離散構造として表示されます）。

図7 神経外膜。ヒト脛骨神経：神経束、神経束間組織、および神経外膜の詳細。走査型電子顕微鏡。 

末梢神経には、XNUMXつの独立した、しかし相互接続している血管系があります。 外因性システムは、神経上膜内にある動脈、細動脈、および静脈で構成され、内因性血管系は、束および神経内膜内で走る縦方向の毛細血管のグループで構成されます（図8）。 XNUMXつの血管系の間の吻合は血管によって形成されます（図1）神経上膜に由来し、神経周膜を横断します。 これらの血管の損傷は、虚血から血腫による炎症まで、さまざまな合併症を引き起こす可能性があります。

図8 神経内連続毛細血管。透過型電子顕微鏡観察。 

神経根は、末梢神経幹の軸索およびそれらの支持要素と比較して、引張強度および弾性が少ない。 脊髄神経根に含まれる軸索は、神経周膜またはバリア効果を持つ他の構造に囲まれていません。 より遠位（例えば、脊髄神経および神経叢の幹/分裂）では、筋束は独自の保護神経周膜を持っています（例えば、脊髄神経および神経叢の幹/分裂）。図9、10、および11）そしてそれらの引張強さに寄与する叢状の配置を持っています。 組織床内の神経幹、神経幹内の筋束、および筋束内の軸索は、わずかに起伏のあるコースを持ち、比較的過剰な長さをもたらします。 さらに、神経はしばしば神経上膜によって隣接する構造に緩く付着しています。 神経、筋肉、血管などの特殊な構造の間の空間を埋める疎性結合組織の非特殊なネットワークがあります（図12）。 この組織はこれらの構造を緩く接続しているため、相互に移動できます。 この動きは、神経が血管、枝、または他の目印に入ることによってつながれているときに減少します。

図9 腹側および背側神経根。 硬膜嚢と後根神経節の間のXNUMX番目の神経根カフの横断面。 （MAレイナの許可を得て使用。）

図10 神経根。 2番目の神経根カフ外側後根神経節の横断面。 A：外側から5mm。 B：外側からXNUMXmm。 （MAレイナの許可を得て使用。）

図11 腕神経叢の索。前内側索、前外側索、後索。索内の神経束および神経束間組織の詳細。 

図12 ブロック針と斜角筋間腕神経叢の相互作用。 針を筋肉束に配置すると（ここに示すように）、筋肉束が損傷します。 束内に配置された針を介して注射が行われている場合、追加の傷害が発生する可能性があります。 針と筋肉束のサイズの違いを観察します。 （Reina MAの許可を得て複製：局所麻酔および疼痛医学のための機能解剖学のアトラス。ハイデルベルク：Springer; 2015年。）

より包括的なレビューについては、を参照してください。 末梢神経の結合組織.

末梢神経損傷の病態生理学

末梢神経損傷の重症度

末梢神経損傷（PNI）の予後の主な決定要因は、損傷の重症度と軸索の残存完全性です。 PNIの重症度は、通常、軸索破壊の相対的な程度に従って分類されます。 近位軸索病変（すなわち、細胞体に近い）は、遠位軸索病変よりも重症である（すなわち、神経支配標的に近い）と伝統的に考えられている。軸索病変と標的組織。

最も一般的に使用されるXNUMXつの解剖学的分類は、SeddonとSunderlandの分類です（テーブル1）。 臨床診療でより一般的に使用される分類は、XNUMX層のセドン分類であり、これには（軽度から重度まで）一過性神経伝導障害、軸索断裂、および神経断裂が含まれます。 一過性神経伝導障害は、軸索および支持要素（神経内膜、神経周膜、および神経上膜）が無傷のままである、神経の伸展または圧迫に通常関連するミエリン鞘への損傷を指す。 神経弛緩性損傷の予後は良好であり、機能の完全な回復は数週間から数ヶ月以内に起こります。

軸索断裂は、神経内膜およびおそらく神経周膜への損傷を伴う、束状の串刺し、神経挫滅、または毒性損傷に関連する軸索損傷を指します（図13）。 軸索喪失後の回復は、神経周膜への破壊の程度（部分的または完全）および損傷部位から対応する筋肉までの距離に応じて、延長され、変動する可能性があります。

最後に、神経断裂は、軸索、神経内膜、神経周膜、および神経外結合組織を含む神経の完全な切断を指します。 通常、外科的介入が必要です。 多くの場合、予後は不良です。

図13 ヒト脛骨神経。神経刺激針を用いた神経の体外穿刺。走査型電子顕微鏡観察。 

怪我のメカニズム

PNBの使用に関連するPNIのメカニズムは、機械的および注射による損傷（外傷性）、血管性（虚血性）、および化学的（神経毒性）のXNUMXつの大きなカテゴリーのいずれかに分類されます。 末梢神経注射傷害に関するほとんどの情報は、動物モデルでの実験的研究から得られます。 このような研究は人間では不可能であるため、PNIのメカニズムは完全には理解されていません。 これは、動物モデルが使用される種、注入される神経、および研究プロトコルが大幅に異なり、そのようなデータを実際の臨床診療に容易に外挿することが困難であるためです。

機械的および注射による傷害

機械的または外傷性の損傷には、圧迫、伸展、裂傷、または注射による損傷が含まれます。 神経の圧迫または閉じ込めは、伝導ブロックを引き起こし、長期化すると、いくつかの軸索の限局性脱髄を引き起こす可能性があります。 針の外傷やその他の神経への機械的損傷は、神経ペプチドの産生と後角の活動の増加をもたらします。 針に関連する神経の圧迫は、接近する針からの強力な針と神経の接触、または神経自体の内部への注射から生じる可能性があります。 神経内注射は、持続的な高い神経内圧をもたらす可能性があり、それは、毛細血管閉塞圧を超えると、神経虚血および潜在的に損傷をもたらす可能性があると仮定されている。

抗生物質、ステロイド、ウシコラーゲン、ボツリヌス毒素、および局所麻酔薬の末梢神経への不注意な注射はすべて、有害な神経学的欠損と関連しています。 坐骨神経の意図的な神経内注射の死体モデルでは、針先が軸索の3％を破壊しました。 神経周膜に損傷がない場合でも、ある程度の軸索損傷が発生する可能性がありますが、実際の解剖学的損傷部位（注射など）は予後的に重要です。 ブロック関連のPNIの主な原因のXNUMXつは、局所麻酔薬の筋肉束への注射であり、直接的な針と注射による外傷、神経周膜の破裂、および筋肉束内の保護環境の喪失を引き起こし、その結果、ミエリンと軸索の変性を引き起こします。 神経またはプレキシが非生理学的または誇張された生理学的位置に置かれると、神経へのストレッチ損傷が生じる可能性があります。 最後に、裂傷による機械的損傷は、神経が針によって損傷したときに生じ、完全な切断後に自然に回復する可能性はほとんどありません。 テーブル2 ブロック関連のPNIのリスクを減らすためのエビデンスに基づく推奨事項を示します。

血管損傷

神経ブロック中の神経血管系への損傷は、局所またはびまん性虚血を引き起こす可能性があり、直接的な血管損傷、神経鞘が由来する動脈の急性閉塞、または神経鞘内の出血がある場合に発生します。 神経循環は神経循環全体の重要な要素であり、その除去により神経の血液供給が50％減少します。 ほとんどの場合、神経の全長にわたって単一の血管がパターンを支配することはありません。 ただし、坐骨神経はこの規則の例外であり、臀部の主要な動脈供給は、arteria comitansnerviischiadiciから受けます。

結合組織が豊富な神経は、外力が直接上神経血管に伝達されないため、圧迫を受けにくい可能性があります。 局所麻酔薬と補助薬は、薬剤と濃度に依存して神経血流を減少させる可能性があります。 エピネフリンは局所的な血管収縮を引き起こす可能性がありますが、神経虚血と損傷を引き起こすその役割については議論の余地があります。 注射による外傷は、血流をさらに損なう可能性があります。 神経虚血は、束内微小血管系の破壊、高い注射圧、止血帯、および他の圧迫性発作の後にも発生する可能性があります。 神経鞘の内側または外側から筋束を機械的に圧迫し、神経の炎症を引き起こす可能性のある内部または外部の血腫の形成をもたらす不注意な血管穿刺に関する要因は、神経学的損傷に関係している。

化学的損傷

化学的神経損傷は、注射された溶液（例えば、局所麻酔薬、アルコール、またはフェノール）またはその添加物の組織毒性に起因します。 有毒な溶液は、神経または隣接する組織に直接注入され、神経を間接的に含む急性炎症反応または慢性線維症を引き起こす可能性があります。 局所麻酔薬の神経毒性に関する研究の多くは、特に髄腔内投与を伴うinvitroモデルで行われています。

ほぼすべての局所麻酔薬が、特定の条件下でさまざまな組織にミオトキシン、神経毒、および細胞毒性の影響を与える可能性があるという証拠があります。 ただし、局所麻酔薬は神経毒の可能性が異なります。 いくつかの研究は、局所麻酔薬がDNAの断片化を引き起こし、ミトコンドリアの膜電位を破壊し、酸化的リン酸化の脱共役を引き起こし、アポトーシスを引き起こす可能性があることを示しています。 シュワン細胞の死、マクロファージの浸潤、ミエリン損傷など、局所麻酔薬の濃度と神経への曝露時間の間にも直接的な相関関係があります。 一部の局所麻酔薬には、神経への血流を減少させる可能性のある固有の血管収縮効果があり、虚血や傷害を引き起こす可能性があります。

しかし、これらの実験室研究を現代のPNBの臨床診療に外挿することの本質的な難しさは、軸索に到達するまでに局所麻酔薬の濃度が大幅に減少することです。

局所麻酔薬の適用部位（神経外、神経内、束間、束内）（図12、14、および15）特に濃度が高く、曝露期間が長い場合、神経毒性が発生するかどうかの主要な決定要因となる可能性があります。 すべての局所麻酔薬を含むほとんどの化学物質は、束内に注入されると重度の束損傷を引き起こしますが、同じ物質が神経内に注入されたが束間では損傷が少ないか、検出可能な損傷はまったくありません。 確かに、神経束内の局所麻酔薬注射と組み合わせない場合、神経の針貫通は最小限の損傷をもたらす可能性があります。

図14 鎖骨上腕神経叢における針の重なり。静止画像と比較すると、神経刺激針が神経を貫通すると、針が神経束を損傷します。AとBには異なるアプローチが示されています。

図15 坐骨神経における針の重なり、後方アプローチ。静止画像に基づくと、神経刺激針が神経を貫通すると、針は神経束を損傷します。針と神経束のサイズの違いを観察してください。坐骨神経内のように、神経束間組織が大量にある場合、神経束損傷のリスクは減少します。げっ歯類モデルで、Whitlockは、0.75%ロピバカインの神経束内注射により、脱髄、軸索変性、ワラー変性などの重度の組織学的異常が生じることを実証しました。しかし、0.75%ロピバカインの神経束外注射でも軸索損傷が生じましたが、その重症度は軽減されました。Farberらは最近、一般的に使用されているすべての局所麻酔薬（ブピバカイン、リドカイン、ロピバカイン）が神経束内注射時に神経損傷を引き起こすことを報告しました。彼らの研究では、注射部位からの距離が遠くなるにつれて損傷の程度は減少した。注目すべきは、生理食塩水を神経束内に投与した場合でも中程度の神経損傷が生じたことから、神経に何らかの薬剤を注射すると、必ずある程度の損傷が生じることが示唆された。

炎症性傷害

PNIの炎症メカニズムは、PNB後の神経学的欠損における重要なメカニズムとしてますます認識されています。 末梢神経を標的とする非特異的な炎症反応は、手術部位から離れた場所、または手術肢内のいずれかで発生する可能性があり、PNIの他の原因と区別するのが難しい場合があります。 炎症メカニズムは、肩の手術のための斜角筋間ブロック後の持続性横隔神経損傷の原因として提案されています（図12）。 カウフマンらは、斜角筋間ブロック後の慢性横隔膜麻痺の一連の14人の患者を報告した。

外科的探索中、横隔神経を含む癒着、筋膜肥厚、血管変化、および瘢痕組織（10人の患者のうち14人に存在）は慢性炎症を示唆し、圧迫神経障害と一致していた。 最近の研究では、超音波ゲルの髄腔内注射と神経内注射も、それぞれくも膜下腔と末梢神経の炎症を引き起こす可能性があることが示唆されています。

末梢神経ブロック後の神経損傷の病因

麻酔因子

いくつかの研究では、麻酔の種類（局所対一般）はPNIの発生率に影響を与えていないようであると報告されています。 ミシガン大学はPNIの遡及的分析を実施し、PNBを一連のPNIの独立した危険因子として特定しませんでした。 メイヨークリニックのXNUMXつの疫学研究では、局所麻酔は、人工膝関節全置換術（TKA）、人工股関節全置換術（THA）、および人工肩関節全置換術後のPNIのリスクを増加させないことが報告されています。 最近の外科文献は、PNBに関連する術後神経損傷のリスクが麻酔文献で報告されているリスクよりも高い可能性があることを示唆しています。 PNIのリスクを高める可能性のあるPNBに関連するいくつかの技術的要因について説明します。

神経内注射

神経内注射を含む神経への意図的な外傷の回避は、おそらく局所麻酔の重要な安全原則です。 ただし、神経内注射は、神経損傷の明白な兆候をもたらすことなく、臨床診療で発生する可能性があります。 実際、意図しない神経内（しかしおそらく束外）の神経内注射は、以前に認識されていたよりも一般的である可能性があります。 神経内注射の推定リスクは、健康な患者の腋窩腕神経叢ブロック中の神経穿刺と明らかな神経内注射が神経損傷を引き起こさなかったと報告したBigeleisenと同僚によって異議を唱えられました。 Liuによる大規模な研究では、肩の手術のために超音波ガイド下の斜角筋間または鎖骨上ブロックを有する257人の若くて健康な患者を募集しました。 意図しない神経内注射の発生率は、PNIの発生なしで17％でした。 ただし、臨床経験は限られており、現在の研究のサンプルサイズは、神経損傷などのまれなイベントをキャプチャするには不十分です。 対照的に、コーエンによる症例報告では、PNIは超音波ガイド下斜角筋間ブロック中の神経内注射後に発生しました。

残念ながら、神経内注射の報告は、筋肉束に関連する注射部位に関して私たちに知らせていません。 超音波画像を使用して末梢神経の外側神経上膜を周囲の組織から区別することは困難です。

Orebaughは、死体モデルで模擬の斜角筋間注射を実行しました（少量ではありますが）。 超音波画像は、PNBが実行される場所の範囲にわたって束外と束内の神経成分を区別することはできません。 さらに、外側の神経上膜に隣接する注射は、神経内注射と外観が似たハローを生成する可能性があり、危険な針の配置と危険でない針の配置を区別することが困難になります。 重要なのは、筋肉束とその神経周膜を破裂させるのに十分な局所麻酔薬は少量（たとえば、0.1〜0.5 mL）だけです。

最新の実験的および臨床的データは、神経への局所麻酔薬注射からのPNIが発生し、実際の臨床的危険性が残っていることを示唆しています。 このような損傷の後遺症は長続きする可能性があり、外科的介入が必要です。

近位と遠位のPNBと神経学的損傷のリスク

より近位の部位（すなわち、腕神経叢の根と腕神経叢の末梢神経）でのPNB注射（図9、10、および11）PNBの遠位部位と比較して神経損傷のリスクが高い可能性があります。 これはおそらく、神経構造の違い、主に神経組織と非神経（結合）組織の比率によるものです（図16）。 臨床的には、神経上膜内の束外結合組織への神経内注射は、神経損傷を引き起こさない可能性があります。 これは、束内注射を末梢神経注射損傷と相関させた実験的研究と一致しています。

末梢神経の構造的組織は、異なる神経間、または同じ神経内の異なる場所でさえ、機械的損傷の相対リスクへの洞察を提供します（図16）。 神経上膜は通常、周囲の脂肪組織よりも硬い層であるため、神経は貫通するのではなく、前進する針によって「押しのけられる」傾向があります。

図16 臀部下部（A）、大腿部中央部（B）、および膝窩部（C）における坐骨神経の横断面。 

同様に、神経上膜が針で貫通されている場合、針の先端と注射は、束よりも束間脂肪組織に入る可能性がはるかに高くなります（図15）。 神経上膜内の脂肪組織は、筋肉束が前進する針から逃れることを可能にします。 ただし、この保護は、突然の針前進針または強力な針と神経の接触によって損なわれる可能性があります。 密に詰まった束と高い束から結合組織の含有量を特徴とする神経は、より低い束から結合組織の含有量を特徴とする神経よりも、機械的神経損傷のリスクが高い可能性があります。

一過性の神経学的後遺症の比較的高い発生率は、神経組織と非神経組織の比率が1：1である斜角筋間ブロックの後に報告されています（図12）。 いくつかの研究では、腕神経叢ブロック後の神経症状の発生率がかなり高いことが報告されていますが、重度の後遺症はありません。 他の研究では、上肢のPNB関連の神経学的合併症の絶対数が少なく、近位部位と遠位部位の結果の比較に問題がありました。

下肢PNB後の損傷率は、臀部で0.41％（95％信頼区間[CI]、0.02〜9.96）と報告されていますが、膝窩部では0.24％（95％CI、0.10〜0.61）であり、有意差。 スタインフェルトによって示されているように、PNBの後に術後に患者によって報告された神経学的症状の多くは炎症性であり、針神経接触または強力な注射によって神経内炎症を引き起こし、症状を引き起こす可能性があります。 したがって、「神経は注意深く扱われるべきである」というセランダーの教えの知恵は依然として適切です。

ニードルタイプ

針先の特性は、束の貫通と神経損傷の可能性に影響を与えます。 長い斜角の針は、短い斜角の針と比較して、筋肉に穴を開けて入る可能性が高くなります。 ただし、短い斜角の針は、束状の貫通の場合により多くの損傷を引き起こすように見えます（図17）。 針神経穿孔後の神経損傷の重症度は、針の直径にも関連しています。 しかし、針神経外傷後の炎症の程度に関しては、そのような違いはありません。

図17 21ゲージ神経刺激装置、末梢神経刺激針タイプA（AおよびB）とタイプD（CおよびD）を示す。走査型電子顕微鏡観察。 

機械的神経損傷の可能性と重症度に対する針の設計の影響は、広く議論されてきました。 機械的針の外傷と神経内注射が、局所麻酔などの医原性神経損傷の重要なメカニズムであることは驚くべきことではありません。 たとえば、脊髄幹麻酔の設定では、さまざまな針の種類によって生成される硬膜病変の形態が大きく異なります。 Whitacre針は、Quinckeスタイルの針よりも、コラーゲン繊維の引き裂きと深刻な破壊を伴う、より外傷性の開口部を生成します。 同様に、PNB中の神経内注射後の神経束への機械的損傷の可能性と程度も、針先の設計に依存します。 短い斜角の針タイプは、末梢神経（神経上膜、神経周膜）の保護結合組織層を貫通する可能性が低いことは直感的に思えます。 実際、Selanderらは、45°の斜角を持つ針は、15°の斜角を持つ針よりも神経周膜を貫通して束状の損傷を与える可能性がはるかに低いことを文書化しました。 ただし、神経ブロック処置中に神経束が誤って押し込まれた場合、短い斜角の針によって誘発された病変は、長い斜角の針によって誘発された病変よりも重症であり、修復に時間がかかる可能性があります。

外科的要因

外科的ポジショニング要件

神経学的合併症は、外科的要件のポジショニングに続いて発生する可能性があります。 手術に関連する神経損傷のメカニズムには、牽引、切断、圧迫、挫傷、虚血、および伸展が含まれます。 メカニズムに関係なく、神経損傷の最終経路には、以下の要因が含まれる可能性があります。斑状の虚血または出血を引き起こす神経内血管の物理的破壊。 神経内静脈圧の上昇; 神経内膜浮腫; 軸索原形質の流れの障害; シュワン細胞の損傷; ミエリン置換; 軸索変性; とワーラー変性。 手術中、患者は麻酔をかけない限り耐えられない位置に配置されます。 さらに、手術中に必要な物理的力（例えば、プロテーゼの配置）は過度である可能性があり、脊柱を含む手術部位から離れた解剖学的構造にストレスを与える可能性があります。

クローズドクレーム分析では、9の麻酔関連腕神経叢損傷のうち53つが術中の位置決めに関連していました（頭を下にした位置の肩装具[XNUMXつのクレーム]、バーに吊るされた患者の腕[XNUMXつのクレーム]、およびその他の位置異常[ XNUMXつの主張]）。 局所麻酔技術に関連したクレームはXNUMXつだけでした。

空気圧止血帯の効果

止血帯の膨張は、機械的変形または虚血による神経損傷を引き起こします。 止血帯ニューロパシーの主な特徴には、脱力感または麻痺、触覚の低下、振動および位置感覚、および熱、寒さ、および痛みの保存された感覚が含まれます。 実験モデルでは、止血帯の圧迫により、血管透過性の増加、神経内浮腫、および坐骨神経変性が生じました。

たとえば、半月板切除手術中の止血帯の圧迫は、大腿神経の除神経と機能回復の遅延につながる可能性があります。 止血帯の神経障害を予防する方法として、より広いカフ圧を使用し、膨張の持続時間を制限する、より広い止血帯が提案されている。

術後炎症性ニューロパチー

術後炎症性ニューロパチーの患者は、通常、発症が遅れ、手術から離れたニューロパシーを呈します。 神経障害は限局性で多発性であり、痛みと脱力感があります。 炎症性免疫機構が原因であり、軸索変性とリンパ球介在性炎症の証拠があります。

患者の要因

既存のニューロパシー

術前の神経学的欠損または神経障害は、神経の閉じ込めまたは代謝、虚血性、毒性、遺伝性、および脱髄の理由にかかわらず、手術を受ける患者に存在する可能性があります。 これらの既存の神経学的状態の多くは無症状ですが、術後のPNIのリスク増加に関連している可能性があります。 たとえば、見過ごされがちですが一般的な頸椎症は、椎間孔の粗く不規則な開口部をもたらす可能性があります。

脊髄神経と神経根の複合体は繰り返し外傷を受け、線維症がその可動性を低下させます。 その結果、脊髄神経と神経根の複合体は、上肢の動きと位置決めの際に牽引による損傷のリスクが高くなります。 尺骨神経は、肘または手首の立方体トンネルに閉じ込められる可能性があります。 周術期尺骨神経障害の危険因子には、男性の性別、極端な体の習慣、および長期の入院が含まれます。

糖尿病性ニューロパチーは一般的であり、一般的に遠位対称性感覚性多発神経障害をもたらす広範囲の臨床的実体を表します。 非対称性糖尿病性ニューロパシーは、急性または亜急性の近位運動ニューロパシー（しばしば痛みを伴う）、頭蓋ニューロパシー、体幹または胸腹部ニューロパシー（しばしば痛みを伴う）、および四肢の閉じ込めニューロパシーを含む。 糖尿病性腰椎神経根障害は、背中から下肢に広がる痛みと軽度の脱力感を伴うことがあります。

脊柱起立筋および仙骨神経叢、臀筋、大腿神経、および坐骨神経によって神経支配される筋肉の異常な筋電図検査を伴うびまん性ニューロパシーが存在する可能性があります。 糖尿病の高齢患者は、近位と遠位の関与を組み合わせている可能性があり、これらの患者はPNIのリスクが高くなります。 糖尿病性神経線維は、慢性虚血性低酸素症のため、および神経が血流の減少に関連するより高濃度の局所麻酔薬にさらされるため、局所麻酔薬の毒性作用に対してより感受性が高い可能性があります。 糖尿病性ニューロパチーの患者における脊髄幹麻酔後のPNIの発生は、一般集団よりも高い（0.4％; 95％CI、0.1％–1.3％）と報告されています。 ただし、これらの患者の多くはPNBの最大の受益者であるため、その真の臨床的関連性については議論の余地があります。

同様に、重度の末梢血管疾患、血管炎、喫煙、および高血圧の状況におけるPNBの実際のリスクは不明です。 とにかく、これらの状態の患者は、アルコールおよびシスプラチンによって誘発された神経障害の患者と同様に、周術期の間にさらなる虚血性発作に対してより脆弱である可能性があります。 多発性硬化症および遺伝性ニューロパチーの患者は、末梢神経系内に無症候性の術前神経障害がある可能性があります。

腰部脊柱管狭窄症

腰部脊柱管狭窄症は、末梢損傷を誇張し、身体の回復に悪影響を与える可能性があります。 脊柱管狭窄症は、THA後の一般的な腓骨筋麻痺の危険因子であり、硬膜外麻酔後の対麻痺または馬尾症候群の場合に重大である可能性があります。 Heblは、既存の脊柱管狭窄症または腰椎椎間板疾患の患者における脊髄幹麻酔後の新規または進行性の神経学的欠損を記録しました。 全体として、10人（1.1％、95％CI 0.5％–2.0％）の患者が新たな赤字または既存の症状の悪化を発症しました。 合併症の頻度は、圧迫性神経根症または複数の中枢性脊髄幹麻酔の患者で高かった。 ただし、赤字は既存の病理学または外科的処置の側面と相関することが多いため、複数の病因があった可能性があります。 PNIに寄与する解剖学的、麻酔的、外科的、および患者の要因の要約は、 テーブル3.

PNBS中の針神経距離の監視と合併症の予防

針と神経の接触、神経内の針の配置、および神経内注射のリスクは、明白な損傷が発生しなかった小さな臨床シリーズで最近疑問視されていますが、PNB関連の神経損傷は引き続き報告されています。 スーザンマッキノンのチームは最近、局所麻酔薬の束内注射後の神経毒性の結果に基づいて、意図的な神経内注射に対して厳しく警告しました。

専門分野（麻酔と鎮痛）の主要ジャーナルのXNUMXつに掲載されたこの出版物は、神経内注射にはリスクがなく、実際にはブロックの品質に有益である可能性があるという一部のプロバイダーによる最近の推奨に対して特に警告しています。

MacKinnonのチームの警告は、末梢神経修復手術の数十年にわたる臨床診療と、この主題に関する350を超える科学出版物に由来することに注意することが重要です。 PNB関連の神経損傷の発生率は比較的まれですが、麻酔の投与に関連する最も一般的な障害のある合併症のXNUMXつであり、法医学的および制度的評判に関連する影響のために、文献では過少報告されている可能性があります。 患者の生活の質に対する重度の神経損傷の潜在的に壊滅的な影響は、注射技術の標準化を通じてリスクを軽減するための体系的なアプローチを義務付けています。

知覚異常の機械的誘発

知覚異常の機械的誘発とその結果としてのPNIとの関連は、長い間議論の対象となってきました。 いくつかの大規模な観察研究は確かに知覚異常の誘発をPNIの危険因子として示唆しているが、そのような関連は他の人によって支持されていない。 さらに、針神経接触のリアルタイムの視覚化中に患者の38％のみが知覚異常を経験したため、知覚異常の発生は針神経接触の敏感な兆候ではありません。

したがって、神経ブロックの実行中に知覚異常がないことは、針と神経の接触を確実に排除するものではなく、神経損傷は、重度の知覚異常を経験した患者とPNB処置中に知覚異常を経験していない患者の両方で報告されています。 とにかく、重度の知覚異常、または針の前進または注射の痛みは、神経内針の配置を示している可能性があり、存在する場合は、注射の中止および針の再配置を促す必要があります。

深い鎮静の使用が患者の知覚および症状としての知覚異常の解釈に影響を与えるかどうか、およびどのように影響するかは研究されていません。 同様に、超音波ガイド下PNBは、いくつかの異なる解剖学的領域に局所麻酔薬のアリコートを複数回注射することがよくありました。 複数回注射技術中の局所麻酔薬の広がりと、手技中に発生する初期感覚ブロックが、安全モニターとしての知覚異常の価値にどのように影響するかは不明です。

末梢神経刺激

末梢神経刺激に対する運動反応はクーロンの法則に依存しており、針先が神経に近づくにつれて運動または感覚反応を誘発するために必要な電流強度（mA;より正確には電気エネルギー）が小さくなります。

非常に低い電流強度（<0.2 mA）で運動反応が得られ、神経損傷のリスクがある場合に注射を避けることの重要性は、Voelckelらによって最初に報告されました。 組織学的神経損傷は、運動反応が50 mA未満で得られた場合、0.2〜0.3 mAで組織学的変化がなかったのに対し、ブタの0.5％で発生しました。 0.2 mA未満での運動反応の存在は、動物と人間の両方における神経内針の配置の特定の、しかし感度の低い指標であることが示されています。

神経局在化技術としての末梢神経刺激は、比較的低い感度であるが、相対的な針神経近接を予測するための高い特異性を特徴とし、そのような応答が実際に針-軸索距離を反映することを示唆している。 実験データと臨床報告の両方が、針が神経のすぐ近くに、あるいは神経内にさえ置かれるとき、誘発された運動反応が確実に誘発されないかもしれないことを示しました。 しかし、同じ研究では、低電流強度（たとえば、<0.5 mA、0.1 ms）で運動反応が誘発されると、針先は常に神経上または神経内に配置されることが示されました。 重要なことに、末梢神経刺激は、PNIに関連する最大の公開データセットによって証明されるように、時の試練に耐えてきました。これらのデータセットはすべて、安全で成功したPNBを達成するために主に末梢神経刺激に依存していました。

オープニング射出圧力モニタリング

高い注射圧と束内注射との関連は、1979年にSelanderによって最初に説明され、その後、いくつかの動物モデルで研究されました。 犬のモデルでは、意図的な束内注射は、高い開口部注射圧（≥25psi）と対応する臨床的および組織学的神経損傷の両方に関連していました。 対照的に、束外注射は、高い注射圧または神経損傷とは関連していなかった。 犬のモデルでの別の研究では、高い注射圧（≥20psi）は、束内注射および臨床的および組織学的神経損傷にも関連していましたが、神経内であるが束間注射は、低い注射圧（<10 psi）に関連しており、神経学的ではありませんでしたまたは組織学的結果。 ブタの正中神経への神経内注射中に、Lupuらは、発生した最大圧力と臨床的または組織学的な神経損傷との間に有意な相関関係を検出できませんでした。 この研究では、ピーク注入圧は25 psiをはるかに下回っていましたが、7個の神経標本のうち10個は、組織学的検査で軸索損傷の証拠がありました。 あるケースでは、軸索の損傷は、わずか2.2psiの最大注入圧力の後に発生しました。 重要なことに、発作後7日までに測定された機能障害は、研究された10頭のブタすべてに見られなかった。 最近では、人間の組織での最初のそのような研究で、Orebaughらは、新鮮な人間の死体の腕神経叢の根に直接注射する100％が、高い注射圧（> 30 psi）をもたらし、注射液の広がりが15回発生することを報告しました。硬膜外腔に。 重要なことに、達成された注入圧力曲線の分析は、腕神経叢の根へのすべての注入がXNUMXpsiを超える圧力に関連していることを示しました。

注射圧と神経の関係に関する同様のデータが、末梢神経でKroletalによって報告されました。 新鮮な人間の死体における正中神経、橈骨神経、尺骨神経のPNBの注射中の圧力モニタリングに関する研究で、著者らは神経内注射圧と神経周囲注射圧の間に有意差があることを報告しました。 神経内注射圧は、神経内針の配置で低い特異性を示したが、高い感度を示した。

いくつかの研究は、合併症のない坐骨神経ブロック中の神経内（上皮内）注射のモニタリングツールとして注射圧を利用しています。 Robardsらは、膝窩のレベルで坐骨神経内に注射を受けた24人の患者を研究しました。 20 psi未満の注射圧が20人の患者で記録され、20 psiを超える注射圧が残りの4人の患者で観察され、注射の中止を促しました。 神経学的機能障害を患った患者はいなかった。これは、神経内に行われた注射が束外であったことを示唆している。

超音波ガイド下鎖骨上腕神経叢ブロック中の神経内刺激閾値の研究で、Bigeleisenらは、注射に対する高い抵抗、低電流刺激、および注射時の痛みの組み合わせが、以前に針の再配置を必要とした神経内針配置のXNUMX人の患者で一致したことを報告しました合併症なく注射を完了します。

神経学的損傷のリスクを超えて、高い注射圧は他のいくつかの望ましくない影響または深刻な合併症を引き起こす可能性があります。 たとえば、Gadsdenらは、腰神経叢ブロック中の高い注射圧が硬膜外拡散のリスクを伴うことを報告しました（図18 and 19）。 この研究では、腰神経叢ブロック中の注射圧が20 psiを超えると、T3レベルと同じくらい高い一部の患者で、高レベルの硬膜外ブロックの許容できないリスクが生じ、安全上の理由から研究を早期に終了する必要がありました。

図18 脊椎、硬膜嚢、硬膜外脂肪、および椎間孔脂肪組織のMRI画像のXNUMX次元再構成。 黄色に塗られた領域は、脂肪組織間の相互接続を表しており、注入された溶液の拡散の潜在的な経路として機能します。 （MAレイナの許可を得て使用。）

図19 患者の磁気共鳴画像からの脊椎、硬膜嚢、硬膜外脂肪、および孔脂肪の三次元再構成。 脂肪が脊椎の孔管の外側の神経根または筋肉筋膜に見られる脂肪を包むので、硬膜外脂肪、孔脂肪から他の脂肪区画への脂肪を通る潜在的な経路を見ることができます。 XNUMXつの椎体が除去され、前硬膜外腔の硬膜外脂肪を視覚化できるようになりました。 （MAレイナの許可を得て使用。）

より最近では、Gautier et alは、斜角筋間注射中の高い注射圧が、注射液の実質的な硬膜外拡散につながる可能性があることを報告しました。 ゴーティエの報告は、スカラン間ブロックの直後に時折報告される急激な呼吸器および心臓血管の死についての説明を提供し、注射プロセス中に注射力/圧力を監視する必要があることを示唆しました。 PNB中の注射圧（抵抗）の評価は、臨床医や研究者の関心が高まっています。 密に詰まった神経束への注射は、緩い神経周囲または束周囲の結合組織への神経周囲または神経内の束間注射よりも、注射を開始するためにより多くの力（開放圧）を必要とすることを考えると、これは驚くべきことではありません（図12, 14, 15).

神経ブロック手順の監視と文書化を標準化する試みで、北米の専門家のグループは、標準的な臨床ノートの要素のXNUMXつとして注射への耐性を文書化することを提案しました。 しかし、XNUMXつの独立したグループは、主観的な注射器の感触技術を使用する場合、注入圧力または注入される組織を測定する臨床医の精度が制限されることを発見し、主観的な評価の信頼性に疑問を投げかけました。 その間、射出圧力を監視するいくつかの手段が推奨されています。

まとめると、これまでのデータは、高い開口注入圧が束内注射を検出できるが、神経束間注射は検出できないことを示唆している。 患者を対象とした最初の研究で、Gadsdenらは、斜角筋間腕神経叢の神経根から1 mm離れた針先での開放注射圧が、一貫して15 psi（平均ピーク圧8.2±2.4 psi）よりも低いことを示しました。 対照的に、針と神経の接触中の開放注射圧は、15回の注射のうち20.9回で3.7 psi以上（平均ピーク圧35±36 psi）でした。 この研究では、開放注射圧力が15 psiに達したときに注射を中止すると、針と神経の接触の97％の症例で注射の開始が確実に防止されました。 さらに、高開口部注射は、低電流刺激や注射時の知覚異常など、針と神経の接触の他の指標とよく相関する可能性があります。

追跡調査では、Gadsden et alは同様の方法論を使用して、高い開放圧が大腿神経などの末梢神経の針神経接触も検出できるかどうかを判断しました。 研究者は、高い開口部注射圧が一貫して（97％）針神経接触を検出し、大腿神経または筋束に対する注射を妨げたと報告しました。 さらに、彼らの研究は、高い開口注入圧が間違った組織面への針の挿入を検出できることを示唆しました。 このレポートでは、15 psi未満の開口部注射圧で局所麻酔薬を注射できないことにより、腸骨筋膜の間違った側面に針が配置された例が100％検出されました。

日常的な注射圧力モニタリングの臨床的利点と、さまざまな神経ブロック手順に対する実際の「安全な」開口部注射圧力値を決定するには、さらなる研究が必要です。 とにかく、斜角筋間および大腿神経ブロック中の開口部注射圧のモニタリングが、臨床的意思決定に影響を与える可能性のある追加の重要な安全性情報を追加することを示唆する十分なデータが存在します。 注射圧のモニタリングは、機能性神経損傷の負の予測値に最も有用であることが証明される可能性があります。これは、注射圧が低い文献で臨床的に重大な神経障害の症例が報告されていないためです。 入手可能なデータに基づくと、15psiを超える高抵抗と開放注入圧力の回避は賢明な戦略のようです。 少なくとも、これは、神経ブロックの注射中に、緩い神経周囲結合組織への注射が15psiを超えてはならないためです。 したがって、注射が実際に行われる前に15 psiの開放圧力に達した場合、オペレーターは、おそらく間違った組織空間または神経の脆弱な部分（束、針と神経の接触）に注射する前に、針を神経から離して再配置する機会があります。 。

電気インピーダンス

電気インピーダンスモニタリングは、電気回路内の交流電流の流れに対する抵抗を測定し、既存の神経刺激装置に追加することができます。 電気インピーダンスは、組織組成の変化、特に水分量に敏感です。 ブタの坐骨神経モデルにおいて、Tsuiらは、神経の水分含有量が低く脂質含有量が高いため、神経の電気インピーダンスが周囲の筋肉や間質液よりも大きいことを示しました。 彼らは、電気インピーダンスが神経外コンパートメントと比較して神経内コンパートメントに入るときに突然増加することを発見しました。 データ内にかなりのばらつきがあるため、神経内針の配置が発生した絶対値を決定できませんでした。

電気インピーダンスモニタリングは、神経内針先の配置を検出するのに有望であるように見えますが、インピーダンスの変化が検出される前に神経穿刺が発生しなければならないことを必然的に意味します。 また、電気インピーダンスの測定により、ブロックの実行前に水中の5％ブドウ糖が注入された場合に、血管内と神経周囲の針の配置を区別できるというかなり強力な証拠があります。 現在入手可能なデータに基づいて、インピーダンスモニタリングは、筋肉や脂肪/結合組織などの特定の組織を区別できます。 ただし、異なる神経間、または異なる場所にある同じ神経でさえインピーダンス測定値の変動性は、このモダリティの潜在的な臨床適用性に関する推奨事項を作成する前に、さらに調査する必要があります。

超音波

超音波は神経内注射を検出できますが、超音波ガイダンスの広範な使用はPNIの割合を減少させていません。 動物では、超音波はわずか1mLの注入物を検出するのに十分な感度があります。 ただし、筋肉束を損傷するには、はるかに少量の注射液で十分です。

とにかく、これまでの動物または人間の研究では、局所麻酔薬の神経内注射のリアルタイム超音波による視覚化と、その結果としての機能的（または臨床的に重要な）神経損傷との関連を明確に示していません。 XNUMXつの理由は、現在製造されている超音波装置の解像度が、潜在的に危険な束内注射と潜在的により寛容な束外区画への注射を区別するのに十分なほど高くないことである可能性があります。

さらに、そのような画像を解釈する能力はユーザーに大きく依存しており、高解像度で高品質の画像を取得する能力は患者によって異なります。 超音波ガイダンスの使用は、局所麻酔薬の全身毒性の発生率を減らしながら、教育を大幅に促進し、PNBの利用を普及させました。 しかし、これまでの研究では、超音波はPNIの発生率を低下させていません。 超音波とモニタリングの詳細については、 局所麻酔手順の監視、文書化、および同意.

概要

PNBに関連する神経学的合併症は多因子性であり、周術期のさまざまなプロセスと患者、麻酔、および外科的要因に関連しています。末梢神経の解剖学的構造は、位置、構造、および損傷に対する感受性が異なります。 PNBを介した傷害の主なメカニズムには、機械的外傷、虚血、局所麻酔薬の毒性、および炎症が含まれます。 PNBを介した神経学的合併症の主な原因は、機械的な束の損傷または局所麻酔薬の束への注射であり、ミエリンと軸索の変性を引き起こします。 PNBに続く神経学的合併症の報告された発生率は大幅に異なり、キャプチャされた神経学的結果の違いを含むさまざまな研究方法論のために、文献の解釈は困難です。 幸いなことに、ほとんどの術後の神経学的欠損は時間とともに解消するようであり、PNBに起因する深刻な長期の神経学的合併症の発生率は比較的まれです。

神経内注射を含む神経への意図的な外傷の回避は、局所麻酔の重要な安全原則です。 現時点では、超音波、神経刺激、開放注射圧などの針の配置と注射を客観的に監視することで、針と神経の接触と神経内の針の配置を検出できるという証拠があります。 臨床診療における他の多くのモニター（パルスオキシメトリなど）と同様に、これらのモニターが神経学的合併症の発生率を低下させることができるという証拠はありませんが、それらの組み合わせがPNB中に追加の安全性をもたらすはずであることを示唆するデータがあります。 慎重な患者の選択、複数の神経局在化技術またはモニターの併用、開放注射圧による注射の回避、および必要に応じて針の通過と注射の数の制限は、リスクをさらに低減し、PNBの実践をより芸術的ではなくします科学。

臨床アップデート

Bais et al. (現在の痛みと頭痛のレポート、2024局所神経ブロック後の術後神経損傷についてレビューし、真のブロック関連の永続的な神経損傷はまれであり、発生率は3か月で約1～2%から1年で0.2%未満に低下すると報告している。著者らは、患者因子（既存の神経障害、糖尿病、血管疾患）、手術時の牽引/体位、止血帯の使用がブロック自体よりも損傷リスクに大きく寄与していることを強調し、回避可能な麻酔因子には、神経束内注射、高注入圧、過剰な局所麻酔薬投与量などが含まれるとしている。超音波ガイド、短斜角針、段階的注射、および控えめな投与量が、最もエビデンスに基づいた予防戦略として強調されている。

マクラウドら（地域麻酔と疼痛医学、2022年）局所麻酔中の神経損傷の主なメカニズムは神経束内への針の貫通であるという従来の考え方に異議を唱え、マイクロ超音波と死体研究により、神経束は貫通されるよりもたわむ傾向があることを示した。彼らは、針と神経の強い接触と貫通が機械感受性ピエゾイオンチャネルを活性化し、神経束穿刺がなくても神経再生を阻害する可能性のある過剰な細胞内カルシウム流入を引き起こすという新しいメカノトランスダクション仮説を提唱している。この研究は、神経損傷のリスクを注入位置だけではなく制御不能な針の力に再定義し、ブロック実施時の針の取り扱いと力の認識の重要性を強調している。