膝关节周围皮神经与关节置换术后疼痛关系的解剖研究

第五维龙 王星 毕龙 郑建民 汪军 韩一生

膝关节周围皮神经与关节置换术后疼痛关系的解剖研究

第五维龙 王星 毕龙 郑建民 汪军 韩一生

目的通过明确膝关节周围皮神经各个分支的相对位置为临床通过去神经化手术治疗关节置换术后疼痛提供解剖学依据。方法对 2 具成年防腐尸体( 4 下肢 )及 2 具新鲜成年尸体( 2 个下肢 )进行解剖，明确各个神经支及皮神经走行的毗邻关系。并通过对这些神经进行磁共振扫描，给临床提供直观立体的形态学参考。结果膝关节周围恒定出现三支皮神经，其分别为股内侧皮神经、隐神经髌下支、股中间皮神经。这些神经位置表浅、直径较细，局部视图较难分辨。通过磁共振三维成像，能够进一步明确神经的走行关系，使各个分支与膝关节周围骨性标志和相对位置易于观察。结论通过膝关节周围皮神经的解剖，可明确在实施膝关节置换术后引起疼痛的病变神经，为指导临床实施去神经化手术解除膝关节置换术后的神经源性疼痛提供指导。

膝关节；皮神经；解剖；疼痛；磁共振成像

膝关节置换术日渐呈上升趋势。作为最常见的并发症，术后残留痛发病率也日益提高。其主要原因包括神经瘤形成和其它原因不明的疼痛。关节置换过程中，对膝周皮神经的损伤不可避免，而损伤后的皮神经很容易形成神经瘤。1994 年 Dellon 首次对欧美人群膝关节周围的皮神经解剖进行了详细报道，并提出通过手术的方法去神经化能够有效治疗膝关节置换术后的残留痛和一些膝关节疼痛。Dellon的去神经方法在后续的临床研究中也取得了良好效果，为治疗膝关节置换术后顽固性疼痛开辟了新途径。但目前关于我国人群膝关节皮神经解剖鲜有报道，相关手术方法也处于起步阶段。因此，对国人膝关节周围皮神经的解剖进行探寻，对于指导膝关节疼痛后续治疗具有重要意义。为此，本研究通过尸体解剖和磁共振影像三维重建观察国人膝关节周围皮神经的走行，为阐明各个神经分支和周围肌肉、骨性标志的相对位置提供解剖参考。

资料与方法

一、一般资料

2 具成年防腐尸体( 4 个下肢 )及 2 具新鲜成年尸体( 2 个下肢 )进行解剖。尸源由第四军医大学解剖教研室提供。

二、解剖方法

解剖使用纤维外科器械，显微镜下放大 6 倍。正位固定标本后，取髌骨正中位，去除皮肤，再仔细去除皮下脂肪组织，探查神经分支及各支走形。文献报道，膝关节周围皮神经主要为四支，分别为股内侧皮神经丛，股中间皮神经，股外侧皮神经和内外侧支持带神经[1]。本研究分别从膝关节的正中，两侧及窝对各个神经分支进行探查，依次分离出股内侧皮神经、隐神经、股中间皮神经、股外侧皮神经及膝关节后方的内外侧支持带神经。同时探查各神经支走行及与周围组织的对应关系。

三、磁共振扫描三维重建

所获神经分支直径约 1 mm，磁共振较难显影，因此应用 1 mm 的空心塑料软管注水代替皮神经显影。塑料管注满水后两端密封，按照神经走形将其固定，再使用磁共振仪对其进行薄层扫描、三维重建。图像采集使用德国西门子 Trio Tim 3.0 磁共振扫描仪。序列名称：tse2d1；扫描参数：TR 10 790.0，TE 74.0，SP R24.7，FOV 180×180，矩阵307×384 s。图像采集后用 VRT 软件三维重建，使用伪彩优化图像。

结 果

膝关节内侧的神经分布见图1。膝关节内侧的皮神经主要是股内侧皮神经的终端及其分支，大部分走行于缝匠肌的表面( 83% )，还有一部分走行于缝匠肌深部，约在缝匠肌中下 1 / 3 浅出( 17% )，在约股骨内上髁处分成两支向髌下绕行，紧贴于髌下极，加入髌下神经丛，在髌骨中外约 2 / 3 处终止，支配内侧膝关节皮肤和髌骨下区域浅感觉。但在我们的标本中，有 1 例股内侧皮神经终末支经由髌骨下极后，折返于髌骨外侧，在平股骨外上髁平面终止( 图2 )。

隐神经走行于收肌管内，分成髌下支和主支，主支在股骨内上髁下约 4 cm 处穿出，伴随大隐静脉继续向远端走形，支配足内侧浅感觉。部分还发出分支，向外下走形，支配髌骨下区域皮肤( 17% )( 图1 )。髌下支在股骨内上髁约 3 cm 或平股骨内髁穿出，向外下走形，发出两支或多支分支，和股内侧皮神经的分支一起构成髌下神经丛，支配膝关节内侧部分、髌骨下极部分外侧皮肤浅感觉( 图2 )。在其中 1 例标本中，隐神经的髌下支在距股骨内上髁约 6 cm 处穿出缝匠肌，向下走形，止于膝关节中线，未能到达髌骨下，而其主支在股骨内上髁下约4 cm 处发出分支，其中一支折返后形成髌下支，构成髌下神经丛，另一支向外下走形，支配小腿外侧皮肤( 图3 )。

图1 a( 内侧观 )：A 股内侧皮神经，B 隐神经的髌下支，C 股中间皮神经，D 隐神经的主支，V 大隐静脉；B( 正面观 )：b 隐神经的髌下支在髌骨下的走形，C 骨中间皮神经到达髌骨，D 隐神经的主支向外下继续走形；c( 外侧观 )：E 股外侧皮神经，位置较高，未能到达膝关节Fig.1 a( Medial view ): A medial femoral cutaneous nerve, B patellar branch of saphenous nerve, C intermediate femoral cutaneous nerve, D themain branch of saphenous nerve, V the great saphenous vein; b( Front view ): B the patellar branch of saphenous nerve took shape under the patella,C intermediate cutaneous nerve reached the patella, D the main branch of saphenous nerve continuously took shape towards outside; c( Lateralview ): E the position of lateral femoral cutaneous nerve was high, and failed to reach the knee图2 左图( 内侧观 )：A 股内侧皮神经走行于缝匠肌表面，在约股骨内髁处发出较多细小分支，主要为两支，其中主支绕髌骨下继续走形；右图( 外侧观 )：主支绕行后，折返向上，在股骨外髁处终止Fig.2 Left( Medial view ): A the medial femoral cutaneous nerve was on the surface of the sartorius, and issued many small branches about themedial femoral condyle. There were 2 branches, and the main branch continued to take shape around the patella; Right( Lateral view ): The mainbranch bypassed, turned back up and terminated at the lateral femoral condyle

股中间皮神经( 前皮神经 )约为 2～3 支，分为内侧支和外侧支，在约股骨中上 1 / 3 处，内侧支穿出阔筋膜，外侧支常先穿出缝匠肌再穿阔筋膜，至浅筋膜[1]。继续向下走形，到达髌骨表面( 67% )，支配髌骨表面皮肤感觉( 图1，3 )。部分股中间皮神经穿出缝匠肌后，在距髌骨上缘约 3～5 cm 处终止( 33% )，无临床意义。

股外侧皮神经在股前外侧走行于阔筋膜张肌表面，有 2～3 个分支，长约 10 cm，止于大腿中上端，未能降至膝关节周围结构，对于膝关节疼痛无临床意义( 图1，2 )。

在膝关节后方，坐骨神经在分出胫神经和腓总神经的分叉处，由胫神经发出分支，向外下走行，穿入膝关节囊，支配膝关节外侧支持带。在此分支下方约 6 cm 处，胫神经发出另一个分支，斜向内下走形，穿入膝关节囊，支配膝关节内侧支持带( 图4 )。

膝关节周围皮神经的局部解剖对于认识局部结构和毗邻关系较为清楚，但在临床应用中，宏观的解剖布局对于手术操作更为明确。通过磁共振扫描和三围重建，将这些神经分支立体结构可视化，使外科医生对神经分布的认识和在临床操作中更为直观。我们所获得的神经分支直径约 1 mm，磁共振较难显影，因此应用 1 mm 的空心塑料管注水代替皮神经显影。塑料管注满水后两端密封，按照神经走形将其固定，再使用磁共振仪对其进行薄层扫描、三维重建( 图5 )。

图3 B 穿出后分支较小，未能到达髌骨下，由 D 发出分支向外上折返，形成髌下神经丛，支配髌骨下皮肤图4 H 为坐骨神经，左图所示：发出分支 F 后向内下走形，到达内侧支持带；G 为 H 发出的另一支神经支，向外下走形，到达外侧支持带；I 为胫神经，J 为腓总神经Fig.3 The branches of B were small and failed to reach the patella. The branches issued by D turned back up, formed the patellar plexus, and dominated the patellar skinFig.4 H was the sciatic nerve. The figure above showed that after issuing the branch F, H took shape down inward and reached the medial retinaculum. G was another nerve branch issued by H, took shape down outward, and reached the lateral retinaculum. I was the tibial nerve and J was the nervus peroneus communis

图5 A 股内侧皮神经，B 隐神经的髌下支，C 股中间皮神经，D隐神经的主支Fig.5 A medial femoral cutaneous nerve, B patellar branch of saphenous nerve, C intermediate femoral cutaneous nerve, D the main branch of saphenous nerve

讨 论

膝关节置换已成为治疗膝关节退变及膝关节矫形的重要治疗方式。但术后有一部分患者会发生膝关节顽固性疼痛。根据美国骨科医师学会( AAOS )2011 年的统计结果，在美国每年有 60 万例膝关节置换手术，其中 TKA 20% 的患者术后对手术效果不满意[2-5]，15% 术后会发生顽固性疼痛[6]。然而这些疼痛是否起源于神经痛，尚存在争议。排除感染、假体松动、假体型号不合适及力线缺失等引起疼痛的因素后，如何治疗膝关节置换术后顽固性疼痛成为一大难题。目前对于此类疼痛，惟一的治疗途径只有膝关节翻修术。但如果选择膝关节翻修，必须面对以下问题：( 1 )二次手术对患者机体的损伤较大，许多患者不愿意行翻修术；( 2 )翻修手术花费大，许多患者无经济能力承受二次手术；( 3 )翻修手术对术者的手术技巧要求高，手术风险大；( 4 )翻修后疼痛有可能仍然存在。因此针对此类患者，如何选择合适的治疗方式，成为外科医生的难题。

虽然膝关节前侧手术入路对于膝关节周围的神经损伤较小，但这往往会引起膝关节周围的神经瘤或远端神经营养不良而导致膝关节周围疼痛[7-9]。在膝关节置换手术中，膝关节周围皮神经损伤是不可避免的，外科医生更关注的是如何更快、更好地完成手术，而术中探查皮神经是否损伤似乎很难同时完成。因此，皮神经切断治疗膝关节置换术后疼痛是作为因膝关节疼痛而行翻修手术的补充治疗方法。1994 年，美国外科医生 Horner 和 Dellon 对膝关节周围的皮神经做了系统描述[10]，对于临床实施膝关节周围皮神经切断做好基础指导。随后皮神经切断用于膝关节术后神经瘤引起疼痛的治疗，本组15 例接受去神经化治疗后，疼痛较术前明显减轻，膝关节活动度也有较大提高，患者对手术治疗效果满意[11]。

在未行膝关节置换的人群中，通常有部分患者发生膝关节前方疼痛，即髌股关节或髌周皮肤疼痛。Maralcan 等[12]报道了关于髌骨周围神经分支的解剖及临床应用，进一步证实了去神经化对于疼痛治疗的有效性。通常认为膝关节置换术后膝关节顽固性疼痛是多因素影响的结果，但髌骨周围疼痛为单因素影响，即由于髌骨周围的神经受压或紧张牵拉引起，通过去神经化可对此疼痛进行彻底治疗。因此膝关节术后疼痛的原因无论是神经瘤、神经受压、神经牵拉或手术对于神经的损伤，去神经化均可对症治疗。临床结果显示，患者去神经化后无明显不良反应，膝关节周围的皮肤感觉无异常。

随着国内经济发展和医学技术的提高，目前国内接受膝关节置换的患者呈井喷式增长，初次置换术后大部分患者的疗效满意，但部分患者也存在术后不明原因的疼痛，这些人群数量不断增多，不容忽视。因此我们引进神经切断术对于解决此类患者的疼痛具有较大意义。但关于国内的膝关节周围皮神经解剖鲜有报道，临床实施手术无明确指导。

本研究发现：膝关节周围各个皮神经分布较为固定，周围的骨性标志明确，为进行相关手术提供了解剖依据。同时，我们通过磁共振三维重建，使膝关节周围各个神经分支的空间分布更加清晰，能够更好地明确病变神经分支，为临床实施手术治疗提供便利。

[1] 杨琳, 高英茂(主译). 格氏解剖学. ed38. 沈阳: 辽宁教育出版社, 1999: 1279-1281.

[2] Bonnin MP, Basiglini L, Archbold HA.What are the factors of residual pain after uncomplicated TKA? Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc, 2011, 19(9):1411-1417.

[3] Lindgren L, Robertsson O. Annual report 2008. The Swedish knee arthroplasty register. Dept. of Orthopedics, Lund University Hospital, Lund: 1-35.

[4] Lingard EA, Riddle DL. Impact of psychological distress on pain and function following knee arthroplasty. J Bone Joint Surg Am, 2007, 89(6):1161-1169.

[5] Scott C, Howie CR, MacDonald D, et al. Predicting dissatisfaction followin total knee replacement: a prospective study of 1217 patients. J Bone Joint Surg Br, 2010, 92(9):1253-1258.

[6] Katz JN. Study methodologies for osteoarthritis: clinical trials and tribulations. HSS J, 2012, 8(1):68-69.

[7] Arthornthurasook A, Gaew-Im K. The sartorial nerve: Its relationship to the medial aspect of the knee. Am J Sports Med, 1990, 18(1):41-42.

[8] Chambers GH. The prepatellar nerve: A cause of suboptimal results in knee arthrotomy. Clin. Orthop Relat Res, 1972, 82:157-159.

[9] Finsterbush A, Frankl U, Mann G, et al. Reflex sympathetic dystrophy of the patellofemoral joint. Orthop Rev, 1991, 20(10): 877-885.

[10] Horner G, Dellon AL. Innervation of the human knee joint and implications for surgery. Clin Orthop Relat Res, 1994, 301: 221-226.

[11] Dellon AL, Mont MA, Krackow KA, et al. Partial denervation for persistent neuroma pain after total knee arthroplasty. Clin Orthop Relat Res, 1995, 316:145-150.

[12] Maralcan G, Kuru I, Issi S, et al. The innervation of patella: anatomical and clinical study. Surg Radiol Anat, 2005, 27(4): 331-335.

( 本文编辑：李贵存 )

Relationship between anatomy of cutaneous nerves around the knee and postoperative pain after total knee arthroplasty

DIWU Wei-long, WANG Xing, BI Long, ZHENG Jian-min, WANG Jun, HAN Yi-sheng. Department of Orthopaedics, Xijing Hospital, the fourth Military Medical University, Xi’an, Shaanxi, 710032, PRC

ObjectiveTo explore the relative location of cutaneous nerve branches around the knee, so as to provide an anatomical basis for denervation surgery in the treatment of postoperative pain after total knee arthroplasty( TKA ).MethodsThe adjacent relationship of articular and cutaneous nerves around the knee was investigated in 4 cadavers, including 2 adult embalmed cadavers( 4 lower limbs )and 2 fresh bodies( 2 lower limbs ), which were all dissected. The Magnetic Resonance Imaging( MRI )was used to scan the nerves, so as to provide a visualized and 3-dimensional( 3D )morphological reference for the clinical application.ResultsThere were 3 cutaneous nerves around the knee, including medial femoral cutaneous nerve, patellar branch of saphenous nerve and intermediate femoral cutaneous nerve. These nerves were superfcially located with smaller diameters, and therefore it was diffcult to distinguish the partial view. Based on the 3D MRI scans, the nerves and their locations could be further clarifed, as well as their relationship to the bone landmarks around them.ConclusionsThe damaged nerves which cause pain after TKA can be clarifed based on the anatomy of cutaneous nerves around the knee. Under the guidance, the neuropathic pain after TKA can be relieved in the denervation surgery.

Knee joint; Cutaneous nerve; Anatomy; Pain; Magnetic resonance imaging( MRI )

10.3969/j.issn.2095-252X.2014.05.015

R687.4

710032 西安，第四军医大学西京医院骨科( 第五维龙，王星，毕龙，韩一生 )；第四军医大学西京医院影像科( 郑建民 )；四川省阆中市人民医院骨科( 汪军 )

韩一生，Email: drhanys@fmmu.edu.cn

2013-11-12 )