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[分享] 脊柱的神经支配及其相关疼痛,高清图文系统讲解!

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姚启明 发表于 2021-4-7 14:25 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题
 

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1. 周围神经

周围神经系统根据分布对象不同可分为躯体神经 (somatic nevers)内脏神经(visceral nerves)。它们都是混合性的,包含感觉和运动神经成分。躯体神经分布于体表、关节和骨骼肌,而内脏神经分布于内脏、心血管、平滑肌和腺体。

传入神经(afferent nerves): 是指将神经冲动由感受器传向中枢神经系统。
传出神经 (efferent nevers): 是指将神经冲动由中枢神经系统传出到达周围效应器。

内脏神经的传出部分支配不受人主观控制的平滑肌和腺体分泌,因此又将内脏传出神经称为自主神经系统 (autonomic nervous system),同时又可细分为交感神经 (sympathetic)副交感神经 (parasympathetic)两部分。内脏的感觉神经纤维数目少、纤维细、痛阈高、传入分散,且定位不明确。一般认为,其均混在交感神经和副交感神经中,并无单独的内脏感觉神经。

一般强度的刺激内脏感觉神经并不引起主观感觉,例如外科切割或烧灼内脏时,病人并不感觉疼痛。但脏器活动较强烈时,则可产生内脏感觉,如牵拉脏器、胃的饥饿收缩等可引起感觉,这些感觉传入纤维多与副交感神经伴行进入脑干。而在病理或强烈刺激内脏感觉神经可产生痛觉,传导内脏痛觉的纤维多与交感神经伴行,经脊神经进入脊髓。内脏感觉的传入途径比较分散,即一个脏器的感觉纤维经过多个节段的脊神经进入中枢,而一条脊神经又包含来自几个脏器的感觉纤维。因此,内脏痛往往弥散的,定位亦不准确 (内容来自八年制系统解剖学)。



2. 脊神经及其分支

脊神经干很短,出椎间孔后立即分为4支:前支、后支、脊膜支和交通支:
1) 前支 (anterior branch): 为混合性,除胸神经前支保持节段性走行外,其余交织成丛,即形成4个脊神经丛:颈丛、臂丛、腰丛和骶丛。
2) 后支 (posterior branch): 为混合性,绕上关节突外侧向后在相邻横突间分为后内侧支(medial branch)和后外侧支 (lateral branch)
3) 脊膜支 (meningeal branch), 又称窦椎神经 (sinuvertebeal nevers): 每条脊膜支都接受来自邻近的灰交通支,然后再经椎间孔返入椎管,分布于椎间盘、韧带、椎体等。
4) 交通支 (ramus communicans): 连于脊神经和交感干之间。白交通支 (white): 指发自脊神经止于交感干的有髓神经纤维;而灰交通支 (grey): 指发自交感干止于脊神经无髓神经纤维。

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图示:脊神经的组成和分支

3. 腰椎的神经分布和传导通路

一般认为,椎间盘为“内脏器官”,其有脊神经和交感神经双重支配。正常腰椎间盘的前部由交感神经支配,后部由窦椎神经(脊神经前支与交感神经灰交通支联合构成)支配,两侧由交感神经和窦椎神经共同支配。交感神经与脊神经之间通过交通支相连,然而L2以下无白交通支。

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图:脊柱前侧的躯体与自主神经支配情况
1=髓核;2=纤维环;3=前纵韧带/骨膜;4=后纵韧带/骨膜;5=硬膜囊;6 = 前硬膜外间隙内的组织 [例如,硬膜外血管系统];7=终丝;8=马尾鞘内神经根;9=脊神经前根;10=脊神经后根;11=背根节;12=脊神经后支;13=脊神经前支;14=窦椎神经;15=灰交通支与窦椎神经连接部;16=窦椎神经支配至椎间盘后面和侧面的神经末梢;17=白交通支 [L2以下无此支];18=灰交通支;19= 灰交通支的交感成分神经末梢支配侧面椎间盘;20=椎旁交感神经节;21=左侧椎旁交感神经链;22=支配椎间盘前侧的交感神经前支;23 =交感神经链发出的支配前面椎间盘的分支。

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图:脊柱后侧的躯体与自主神经支配情况
1=脊神经主干;2=脊神经前支;3=脊神经后外侧支;4 =脊神经后支发出的神经纤维;5=脊神经后支;6=背根节;7=脊神经前根;8=灰交通支;9=白交通支;10=椎间盘;11=小关节关节软骨 [关节突关节];12=脊神经主干发出的神经纤维;13=脊神经前支发出的后关节支神经纤维;14=脊神经后支发出的神经纤维;15=脊神经后内侧支;16=中央椎管;17=上关节突关节突;18=下关节突关节突;19=关节突关节间隙和关节囊;20=棘突;21=棘间韧带;22=支配小关节、椎板、棘突、棘间韧带和棘上韧带的脊神经后内侧支的分支;23=脊神经后内侧支在后缘组织的分支;24=横突;25=椎板;26=棘上韧带;27=黄韧带;28=硬膜外脂肪垫。

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图:脊柱一部分躯体感觉直接通过背根节上传至中枢 (左),而另一部分“内脏”感觉则需交通支,然后经脊神经上传至中枢。值得注意的是,L2以下无白交通支,所以L2以下的脊柱“内脏”感觉需通过椎旁交感链上传至L2以上才能上传至中枢 (右)。CNS=中枢,ASC=上行交感链。

目前研究(尤其日本千叶大学SD大鼠系列研究)发现,椎间盘和椎体均不是传统认为的受同水平、同节段的脊神经支配,而是受多节段、多水平脊神经支配。此外,一个脊神经可同时支配多个节段的椎间盘。

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图:SD大鼠L5-6椎间盘(相当于人类L5-S1椎间盘)的感觉神经纤维经双侧L4、L5和L6窦椎神经上传,再经L4、L5和L6交通支进入椎旁交感干,最后经L1或L2交通支到达L1和/或L2背根节,再进入脊髓传至中枢。(请关注黑白箭头,IVD=椎间盘;RC=交通支;PST=椎旁交感干,PMID: 9699846)

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图:从L1背根节至腰椎间盘背侧的感觉传导通路图。一种是通过同水平或相邻水平窦椎神经支配至椎间盘的节段性通路,另一种是通过交通支、椎旁交感干至下椎间盘的的非节段性通路。换句话说,L1脊神经可能支配T13-L6椎间盘,而不是仅仅支配L1-2椎间盘。(DRG=背根节;PST=椎旁交感干;PLL=后纵韧带;RC交通支;SVN窦椎神经,PMID: 11764438)。

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图:SD大鼠L2和L5椎体的感觉传导通路L2和L5椎体类似于椎间盘,也是通过多节段脊神经向中枢传递信号,其中交通支和椎旁交感干起着重要的作用。PMID: 17572618
4. 脊柱局部疼痛、牵涉痛、放射痛的传导通路
详见 腰痛、牵涉痛、根性痛和神经根病的区别

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图:椎间盘躯体感觉传导通路


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图:椎间盘“内脏”交感传导通路

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图:脊柱局部疼痛传导通路

当脊柱某一结构受到有害刺激(星号处)时,异常感觉刺激产生的直接神经电流被精确的传递到大脑,并在大脑感觉皮层中定位到受损害的部位(右上角圆圈内)。(PSC=椎旁交感神经链;C=脊髓;Sn=脊神经;WRC = 白交通支;DRG=背根神经节;SVN=躯体传入神经;LE=下肢;V=椎体;1=来自椎体的躯体传入感觉纤维。   

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图:脊柱牵涉痛传导通路

因为许多脊柱结构由交感神经支配,且来自腰骶部的神经电流在进入大脑中枢之前,都需要沿着腰骶椎旁交感链上行至L1或L2 (因L2以下无白交通支)。同时,在脊髓的同一神经元上,有可能出现躯体神经和交感神经纤维之间的交汇整合。此时,如果腰骶部出现有害刺激(星号处),则大脑可能难以分辨疼痛来源,产生错觉,以为来自腰深部、腹股沟周围或大腿近端受到了有害刺激(右上角圆圈内)。( PSC = 椎旁交感链;C=脊髓;DRG = 背根节;WRC = 白交通支;SVN = 躯体传入神经;SN = 脊神经 [混合的躯体和交感神经];V = 椎体,LE=下肢;1=来自椎体的躯体传入纤维;2 = 来自椎体的交感传入纤维;3 = 来自下肢的躯体或交感传入纤维)。

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图:放射痛传导示意图 (PMID: 15356442)      

非特异性伤害性刺激神经根、脊神经、脊神经分支或背根节(星号箭头处)会在脊髓的神经元中形成神经电流刺激,并产生脊柱和下肢放射性疼痛。除了根性疼痛外,还会产生下肢肌肉痉挛、感觉异常、肌肉无力,并在大脑中产生相应刺激反应(右上角圆圈内)。( PSC=椎旁交感链,C=脊髓,DRG=背根神经节;WRC=白交通支;SVN =躯体传入神经;SN =脊神经;V = 椎体;LE = 下肢;1 = 来自椎体的躯体传入纤维;2 = 来自椎体的交感传入纤维;3 = 来自下肢的躯体或交感传入纤维)。

5. 脊神经的皮节和肌节

临床上,麻木是按照皮节(dermatome)分布,而无力是按照肌节(myotome)分布。研究发现,根性痛(radicular pain)的的责任节段无法通过其疼痛分布来确定,L4、L5和S1根性痛分布是很难相互区分的,常从臀部、大腿后侧至小腿后侧(图1)。仅仅当根性痛与神经根病同时发生时,责任节段才有可能被明确。在这种情况,麻木的皮节分布才是明确责任节段的主要指标,而不是根性痛的疼痛分布区。(详见 腰痛、牵涉痛、根性痛和神经根病的区别)。

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图: 根性痛从臀部放射至大小腿后侧, 形成一条狭窄的放电样的疼痛带

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图示:常用的脊神经皮节感觉点分布(皮节仅供参考,详见皮节图谱)

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图: 解剖研究发现两个颈神经根之间存在鞘内节段间吻合支 (箭头, PMID: 10703098)。使得一个背根节内的感觉神经元可通过不同节段进入脊髓。61%的颈椎、7%的胸椎和 22%的腰椎背根内发现鞘内节段间吻合。因此,上肢皮节的个体变异要多于其他部位。

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图:皮神经分布的重叠性
相邻两条皮神经的分布区域有相互重叠现象。因此,当一条皮神经受损时,仅出现相应支配区的感觉迟钝,而当两条以上相邻皮神经同时损伤,才会出现分布区的感觉完全消失。

肌节(myotome)是指受每个脊髓节段神经的运动神经(根)轴突所支配的一组肌群。在胚胎学中,肌节这个术语用来描述体节发育成肌肉的那一部分。

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图: 共31对脊神经 (C1-C8, T1-T12, L1-L5, S1-S5, Co), 而尾神经可能有0,1或2个

在31对中,共16对脊神经根(C1-C8, T1, L1-L5, S1, S2)具有特定的肌节控制关节自主活动。

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一般,每个神经根支配一块以上的肌肉,同样大多数肌肉接受1个以上的神经根支配(常为2个神经根)。因此,用一块肌肉或一组肌肉(即关键肌功能)代表一个脊神经根支配旨在简化检查。我们可以理解在丧失一个神经根支配但仍有另一神经根支配时,某一块肌肉会出现肌力减退。

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图: 3个关键肌分别被2个脊神经支配的示意图

表: 部分肌肉的典型神经根和周围神经供应,红色字体为占主导地位的神经根

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6. 常见神经功能评价

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图:颈椎神经功能评价

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图:C5神经根解剖、皮节和肌节

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图:C6神经根解剖、皮节和肌节

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图:C7神经根解剖、皮节和肌节

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图:C8神经根解剖、皮节和肌节

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图:退行性颈脊髓病的病理改变(PMID:31974455)

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图:退行性颈脊髓病中,退行性改变压迫脊髓(PMID:8419381)点击详见 回顾:颈椎病

临床上,95%的腰椎间盘突出症发生在L4-5或L5-S1椎间盘,一般都是下位神经根受刺激,但极外侧L4-5椎间盘突出不仅仅可引起L5神经根受压,也可能会导致L4神经根受损。

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图:腰神经根功能评估 (PMID: 27144851)
L4神经根:评估患者是否存在下蹲和下蹲起身困难;L5神经根:评估患者是否足背伸困难,能否足跟着地行走;S1神经根:评估能否脚尖着地行走。

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图: 腰椎间盘突出(卵圆形虚线处)通常不影响椎间盘上方的神经根,但L4-5极外侧突出可能会影响L4根。L4-5椎间盘向外侧突出影响的是L5根,而不是L4根,而L5-S1椎间盘向外侧突出影响S1根,而不是L5根。

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图: L4-5椎间盘向内侧突出(卵圆形虚线)很少影响L4根,但可能影响L5根,有时影响S1-4脊神经。


脊神经的行走路线,任何部位都可能会出现受压引起症状。以L5神经根为例,L5神经除了在入口根、走行根或出口根处受椎间盘影响外,也可在远离椎间孔区域,受L5椎体侧缘骨赘压迫,或在L5肥大的横突与骶翼之间受压迫,引起典型的L5神经根病,从而出现与腰椎间盘突出症相似的下肢放射痛,也有学者称之为远端综合征。然而,L4-S3脊神经出椎间孔后逐渐汇成骶丛,而后形成坐骨神经(sciatic nerve),如果坐骨神经受损则同样会出现类似于腰椎间盘突出症的下肢放射痛。临床中,坐骨神经常在梨状肌周围受卡压或刺激,而出现臀部及坐骨神经分布区域的疼痛或麻木等一系列综合症状,称之为梨状肌综合征(虽有争议)。详见下肢放射痛并不都是腰椎间盘突出引起的!

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图: 脊神经的入口根(1)、走行根(2)和出口根(3)

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图: 远离综合征患者的MRI弥散张量成像显示的L5神经根在椎间孔外受卡压(箭头)

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图:远离综合征患者的MRI弥散张量成像显示的L5神经根在椎间孔外受卡压(箭头)

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图:梨状肌刺激坐骨神经引起下肢坐骨神经痛

曾记得有个年轻男性患者,很壮,下肢症状类似于腰突症放射痛,腰椎MRI也是有问题的但跟症状不是很相符。下面医院要给他做手术,后来主任查体让他把裤子也脱了,只剩下一个内裤,从外观看两个大腿无恙,但是触摸大腿后侧能明显摸到肿物,患者自己也不知道,做局部彩超发现一个巨大的占位,肿物(良性)切除术后下肢症状缓解。所以,对于影像资料和症状不相符的时候,需要多方面考虑,反复查体,找到相关原因。但是,也存在少部分患者腰突症患者症状侧与突出侧是不符的。也有些病人影像学只有轻微的突出或就没有突出,仅仅表现为椎间盘退变即“黑椎间盘”,而患者不但有明显的腰痛,有时还会伴有下肢疼痛麻木不适,甚至明显的坐骨神经痛,如化学性神经根炎 (chemical radiculitis)。还有的情况,MRI上退变的很重的椎间盘居然不是责任椎间盘,而信号基本正常的椎间盘却是疼痛椎间盘我们治疗的是症状,而不是影像学。但影像学也很重要,可让我们避免陷阱或找到责任靶点,需要术前认真分析甄别,详见微小腰椎间盘突出硬膜内椎间盘突出症患者是最好的老师,但如果借鉴别人的经验,自己就少跳坑了。因此,多读书,养成多看文献,多分析,多思考,还是能拓展课本没有的知识面。这样再碰到这部分患者时候,你可以相对很自信的跟他解释和分析,提出可靠的治疗方案。

7. 牵涉痛

当某些内脏器官发生病变时,常在体表一定区域产生感觉过敏或痛觉,这种现象称为牵涉痛 (referred pain)。关于牵涉性痛的发生机制,现在认为,发生牵涉痛的体表部位与病变器官往往受同一节段脊神经的支配,体表部位和病变部位器官的感觉神经进入同一脊髓节段,并在后角内密切联系。因此,从患病内脏传来的冲动可以扩散或影响到邻近的躯体感觉神经元,从而产生牵涉痛。近年来神经解剖学研究表明,一个脊神经节神经元的周围突分叉至躯体部和内脏器官,并认为这是牵涉痛机制的形态学基础(内容来自八年制系统解剖学)。

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图:心脏病变引起的牵涉痛

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图:阑尾引起的脐周牵涉痛

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图:下位腰椎间盘病变引起的臀部、腹股沟区等牵涉痛

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图:椎间盘受多节段背根节 (DRG)支配。腹股沟皮肤 (groin skin)与椎间盘交感传入感觉同时投射至L1 和 L2脊神经背根节。因此,椎间盘病变产生的腰痛其实是内脏痛,可牵涉至腹股沟区产生牵涉痛。

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图:椎间盘源性腰痛的疼痛传导通路
来自下腰椎间盘(L4-L5)的疼痛信号经过下腰椎DRG、交通支到达交感神经链,并上行通过白交通支进入上腰椎的DRG,特别是在L2水平。DRG:背根节。

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图:腰痛和睾丸疼痛的传导通路 (PMID: 24118937)
睾丸疼痛被认为是L4-5椎间盘病变经L1和L2背根节与生殖股神经和髂腹股沟神经生殖支皮节相汇聚而引起的牵涉痛。DRG:背根节;genitofemoral nerve=生殖股神经;ilioinguinal nerve=髂腹股沟神经;sympathetic chain=交感链。

此外,下腰椎间盘病变还会引起腹部的牵涉痛,详见 腰椎间盘源性牵涉痛但也有研究发表在SPINE上发现,椎间盘可引起膝关节以下的牵涉痛。

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图:椎间盘造影诱发的颈部疼痛模式图(PMID:10828920)

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图:C2-3至C6-7小关节引起颈部疼痛模式图。(PMID:2402682 )

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伤害性刺激棘间韧带(interspinous ligaments)所诱发的躯体性牵涉痛分布图

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腰椎小关节源性疼痛分布图。这是来自多项研究的腰椎小关节源性疼痛分布的综合图。腰部和臀部是最常见的疼痛部位。尽管此图未显示,但疼痛也可能发生在膝以下,但相对较少。

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骶髂关节源性牵涉痛分布图
0.5是最少见区域,4是最常见区域
详见 经典解析:腰痛、牵涉痛、根性痛和神经根病的区别

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图:胸椎小关节源性牵涉痛分布图

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图:胸椎小关节源性牵涉痛分布图

个体间存在着差异,上述各种模式图也仅供参考,但起码给指定了一个大致方向。大部分患者的慢性疼痛都是难以定位其具体责任位置的,除了影像学检查,很多时候需要神经根阻滞、椎间盘造影或阻滞、小关节、骶髂关节阻滞等等一系列方法进行排除诊断,受限于医生个人经验、患者慢性疼痛的复杂性,这些诊断方法假阳性、假阴性率也是值得关注的,导致明确疼痛来源更加扑朔迷离。就好比侦探破案,需要经验,需要思考,需要知识储备。因此,慢性疼痛远比你想象中的复杂。

对于慢性疼痛的治疗,首选的仍是保守治疗。很多患者问我,有没有好办法,只能回答你,保守治疗就那些方法,老师写的教科书和最新的文献基本统一的。一种不行,就试试另一种。疼痛了可以口服止痛药,止痛药不是不能吃,而是不能长期吃,要关注它的利与弊,需在医师指导下吃。另外,我常建议患者进行休息、理疗、功能锻炼等方法,其中理疗和功能锻炼配合起来可能更好。至于按摩推拿、针灸、瑜伽等我不太了解,不予以评论,要清楚有些患者是禁忌按摩推拿的。但是,所有保守治疗的前提是改变不良的生活和工作方式。没有这个前提,其他的治疗都很难起效,或者起效了,很容易再发。

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图:比如西游记里,师徒四人均存在不良的生活习惯

对于保守治疗无效的患者,或者有效但频繁发作严重影响生活质量,则需要进行有创的造影或阻滞,明确疼痛位置,必要时也可采取神经射频消融或手术治疗。有些大咖说,椎间盘源性腰痛或者慢性间盘源性颈痛是不能融合的,融合本身会导致疼痛,但是AO Spine教程书里专门有相关的融合病例介绍,同时文献中也有不少相关报道,患者确实有获益。现在微创技术的快速进展,创伤越来越小,且融合术后引起的疼痛很多通过保守治疗能改善的。学术观点仁者见仁智者见智,关键是要充分了解这些问题和充分的有效沟通。慢性疼痛虽不要命,但久痛得不到有效缓解,尤其年轻人,很容易出现心理问题,恶性循环,有待进一步研究,期待未来更好的治疗方法。

声明:本文来源于Spine 脊柱,作者李永超,仅用于学习交流!

作者介绍:

李永超

李永超


李永超
同济大学附属东方医院博士生
师从谭军教授和彭宝淦教授。

 
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