脊椎及脊髓解剖
（一）脊柱解剖
1.脊柱的组成和生理弯曲 脊柱是由脊椎重叠而成。正常脊柱有四个生理弯曲，即颈曲、胸曲、腰曲和骶曲。颈曲与腰曲前突，胸曲与骶曲后突。曲度的大小有时可受病理因素的影响，如脊柱后凸后弯曲增大，妊娠妇女腰曲前突增大，还有病理性脊柱侧弯。正常脊柱当处于仰卧位时，其最高点位于第3腰椎和第3颈椎，最低点位于第5胸椎和骶部（图5-1）。
图5-1 脊柱生理弯曲示意图
脊柱的生理弯曲，在麻醉实践中，特别是脊椎麻醉时，对药液在蛛网膜下隙内的移动有重要影响，如患者仰卧位时，则重比重药液易集中在骶部或胸曲最低处。当侧卧时，由于两肩和骨盆宽度不等，而使脊柱稍有倾斜。因此，局麻药易向稍低侧移动，应予以注意。
2.脊椎的结构 标准的脊椎由椎体、后方的椎弓及由椎弓发出的棘突三部分组成。各椎体的连结主要支持全身体重。椎弓位于椎体后方呈半环形，椎弓与椎体相连接的部分较细，称椎弓根，其余部分称椎板（或椎弓板）。椎弓根的上、下缘分别称上、下切迹。相邻两个上、下椎弓根切迹之间围成一个孔，叫做椎间孔，脊神经根由此通过。位于上、下两个棘突之间的棘间孔略呈梯形。当脊柱弯曲时，能使棘间孔增大。棘间孔是脊椎及硬膜外麻醉的必经之路。棘突在颈椎和腰椎部位基本呈平行排列，胸椎部的棘突基本呈“叠瓦”状排列。
每个椎体与后方呈半环形的椎弓共同构成椎孔，上、下所有脊椎的椎孔连通在一起呈管状，即为椎管。骶管是椎管的延续，位于由5块骶椎融合而成的骶骨中央部，上自第2骶椎，下至骶骨裂孔。
椎体前方有一纵行贯穿整个脊椎的前纵韧带，椎体后方（椎管前壁）也有一纵行韧带，即后纵韧带，两韧带使脊椎的椎体和椎间盘连结。上、下椎弓间是坚韧而富有弹性的黄韧带连结。连结棘突间的棘间韧带较松软，连结所有椎体棘突尖端的棘上韧带非常坚韧，脊椎穿刺时，从外依次通过这三层韧带。
（二）脊髓的解剖
脊髓容纳在椎管内，为脊膜所包裹。脊膜从内向外分三层，即软膜、蛛网膜和硬膜。软膜覆盖着脊髓表面，与蛛网膜之间形成蛛网膜下隙。硬膜与椎管内壁之间构成硬膜外隙。硬膜与蛛网膜几乎贴在一起，两层之间的潜在腔隙即硬膜下隙（图5-2）。
图5-2 腰骶段椎管矢状面横式图
脊髓上端从枕大孔开始，在胚胎期充满整个椎管腔，发育到6个月时，脊髓终止于第1骶椎，新生儿终止于第3腰椎或第4腰椎。在成人一般终止于第2腰椎的上缘或第1腰椎。但个体差异较大，约有10%终止于第2腰椎以下。年龄越小，终止位置越低。脊髓平均长度，男性约为45cm，女性约为42cm，平均重量约30g。
因为脊髓比椎管短，所以，颈髓以下的脊神经根离开脊髓后在椎管内向下斜行才能从相应的椎间孔穿出，这种现象越接近末端越明显。在成人，第2腰椎以下的蛛网膜下隙只有脊神经根，即马尾神经。所以，在腰椎穿刺时多选择第2腰椎以下的间隙，以免损伤脊髓。
供应脊髓的动脉包括脊髓前动脉、脊髓后动脉和根动脉。脊髓前动脉供应脊髓腹侧2/3至3/4区域，其吻合支少而供应脊髓面积相对较大，故最易造成血流障碍引起运动功能损害。
（三）蛛网膜下隙的生理
蛛网膜下隙除脊髓外，还充满着脑脊液（CSF）。脑脊液主要由侧脑室及第三、四脑室的脉络丛分泌。脑室内的脑脊液经正中孔和外侧孔进入小脑延髓池，由此流向蛛网膜下隙，分布在脑及脊髓的表面，马尾神经浸浴在脑脊液中。脑脊液分泌速度较快，在正常脑脊液压力下，每天可生成12mL。如在人工引流的情况下，分泌速度明显加快，如丢失20～30mL脑脊液，在1小时内即可补足。成人脑脊液总量为120～150mL，但在蛛网膜下隙仅占25～30mL。从第2骶椎算起，每升高一个椎体约增加1mL脑脊液。一般达第3腰椎约有5mL，达第6胸椎约有15mL，而在枕部的膨大部位可达25mL左右。
脑脊液压力正常人在侧卧位时为6.87～16.67kPa（70～170mm H2O），坐位时为19.61～29.42kPa（200～300mm H2O）。此压力可因静脉压增高而升高，脱水时和老年人压力较低。另外，脑脊液压力也受血中二氧化碳分压及渗透压变化的影响。
脑脊液无色透明，酸碱值接近血浆（7.35），比重1.003～1.009，男性较女性稍高，糖尿病患者可达1.010以上。脑脊液中含葡萄糖2.5～4.5mmol/L，蛋白质0.2～0.45g/L，氯化物120～130mmol/L。含糖量是决定脑脊液比重的重要因素，而氯化物对维持渗透压的平衡有重要意义。
（四）硬膜外隙及骶管的解剖和生理
1.硬膜外隙解剖 颅腔内硬膜称硬脑膜，仅在静脉窦处分为两层，其他部位两层密切地融合在一起。椎管内的硬膜是硬脑膜的延续，称为硬脊膜。硬脊膜在枕大孔边缘与枕骨骨膜紧密愈着，从枕大孔以下开始分为内、外两层。外层与椎管内壁的骨膜和黄韧带融合在一起，内层形成包裹脊髓的硬脊膜囊，抵止于第2骶椎。因此，通常所说的硬脊膜实际是硬脊膜的内层。硬脊膜内、外两层之间即为硬膜外隙，该腔隙在枕大孔处闭合，所以与颅内不直接交通。
硬膜外隙是一环绕硬脊膜囊的潜在腔隙，内有疏松的结缔组织和脂肪组织，并有极为丰富且较粗的静脉丛，纵行排列在两侧，在其中间有较细的静脉丛连结。因静脉丛血管壁菲薄，所以注入硬膜外隙的药液易被迅速吸收。当穿刺或置入硬膜外导管时，有可能损伤静脉丛而出血。因此在操作时要轻柔，有出血倾向的患者更易引起血肿。
硬膜外隙前方较窄，硬脊膜与椎管壁相附着，而后方较宽，其宽度自颈段至腰段逐渐变宽，在颈段约为1～1.5mm，上胸段为2.5～3.0mm，下胸段为4～5mm，腰段为5～6mm。各段硬脊膜厚度也不同，从颈段至腰段逐渐变薄，如颈段为2.0～1.5mm，上、下胸段约为1.0mm，腰段为0.66～0.33mm。硬膜外隙总容积约为100mL，其中骶部约占2530mL。在妊娠末期，硬膜外隙的静脉丛呈怒张状态，硬膜外隙相对变小。硬膜外隙内的结缔组织纤维在中线处交织致密成膜样，似将硬膜外隙左右分隔开，这种现象在颈段及上胸段较为明显，有时使注入的药液扩散偏于一侧。
包绕脊髓的硬脊膜也包绕着脊神经根（鞘膜管），经相应的椎间孔穿出椎管。一般鞘膜管终止于椎间孔内，偶尔有沿神经根出椎间孔数厘米者。在椎间孔的神经鞘膜远比在椎管内的神经鞘膜薄，能被一定浓度的局麻药浸透，而使神经根麻痹（图5-3）。
图5-3 椎管横断面图
2.硬膜外隙的压力 在硬膜外隙穿刺时呈现的负压，并非生理负压，所以，在重新穿刺或出现负压后再继续进针，可出现二次负压现象，出现率可达95.9%。产生负压的因素很多，一般认为在极度前屈体位时，使硬膜外隙增大而产生负压；也可能是穿刺针进入硬膜外隙后，针尖将硬脊膜推向前方，使间隙增大而产生负压现象。由于胸段硬膜外隙狭窄，穿刺时针尖推动硬脊膜的机会较多，所以胸段负压发生率可高达90%以上，而腰段硬膜外隙较宽，针尖接触的机会较少，故负压现象发生率不到50%。骶管穿刺时，穿刺针与硬脊膜无接触机会，很少有负压现象。
最近还认为行硬膜外穿刺时，针尖迫使黄韧带凹陷，硬膜外间隙中的物质被排挤至压力低的部分，当刺破黄韧带出现落空感时，黄韧带弹性回缩，即可出现负压现象。
另外，胸膜腔内负压，可能通过椎间孔或椎旁静脉系统传导产生负压，但所测得硬膜外隙的负压有时大于正常胸膜腔负压，所以很难说是由胸膜腔传来，但在临床实践中确实观察到用水柱测硬膜外隙的负压时，可随呼吸运动时呈现波动现象。
在临床中可以观察到年轻人因前屈位幅度大，呼吸功能良好，所以硬膜外隙负压现象明显。而老年人因韧带硬化等因素，脊柱前屈受限或呼吸功能不良，如肺气肿、哮喘等患者胸腔内负压很小甚至消失，所以，硬膜外隙产生负压现象几率少且不明显。
在胸腰段，硬膜外隙负压亦不同，在前屈位时，下腰段硬膜外隙负压约为-0.049kPa（-0.5cm H2O），上腰段约为-0.098kPa（-1.0cm H2O），而胸段为-0.294kPa～-0.098kPa（-3.0～-1.0cm H2O），平均约为-0.196kPa（-2.0cm H2O）。
3.骶管解剖 骶管呈长二角形，从第2骶椎开始向下逐渐变窄小。从骶裂孔至硬脊膜囊长度在成人约为47mm。但因骶裂孔个体差异较大，骶管长度有所不同，约有47%的病例骶裂孔在第4骶椎以上，甚至在第3骶椎。所以骶管长度明显短于47mm，在骶管穿刺时应注意，勿超过髂后上棘连线（图5-4），以免刺破硬脊膜囊进入蛛网膜下隙。骶裂孔是骶管麻醉时的穿刺部位，正常人该裂孔呈“V”或“U”形，女性有1%无骶裂孔，是临床上骶管麻醉穿刺失败的主要原因之一。骶管腔内也含有疏松的结缔组织、脂肪组织及丰富的静脉丛，其容积占整个硬膜外隙的25%～30%。
图5-4 骶管穿刺的三角区与硬脊膜囊的关系
（五）脊神经根及体表分布
脊神经根分为前根和后根。前根是从脊髓前角发出，由运动神经纤维和交感神经传出纤维所组成；后根是脊髓后角发出，由感觉神经纤维和交感神经传入纤维所组成。在蛛网膜下隙的神经根是裸露的，而在硬膜外隙的神经根是由硬脊膜包裹着，因此，局麻药在不同腔内神经根的渗透性不同，前者渗透较后者容易。
按神经根发出的脊髓节段不同，而称为颈段、胸段、腰段和骶段。T6以上又称上胸段，T8以下称下胸段。骶段在脊椎麻醉时，称“鞍区”麻醉；而在硬膜外麻醉时，又称骶管麻醉。各神经节段在体表的分布结合体表的解剖标志，将躯干部皮肤的脊神经支配区依其上界做如下记述，以便记忆：甲状软骨部皮肤是C2神经支配；胸骨柄上缘是T2神经支配；两侧乳头连线是T4神经支配；剑突下是T5神经支配；季肋部肋缘是T8神经支配；平脐是T10神经支配；耻骨联合部是T12神经支配；大腿前面是L1～3。神经支配；小腿前面和足背是L4～5神经支配；足底、小腿及大腿后面、骶部及会阴部是骶神经分布；上肢是C5～T1神经分布（图5-5）。
图5-5 脊神经在体表的节段分布
C=颈；T=胸；L=腰；S=骶