家猫骶髂关节(SIJ)神经支配与形态变异：L7和S1脊神经背侧支及耳状面五型分类

《Journal of Anatomy》：The feline sacroiliac joint: An overview of its innervation and morphology

　　

骶髂关节(sacroiliac joint, SIJ)在所有物种动物中作为后肢向中轴骨骼传递力的中心界面。其特化形态反映这一功能需求，包括平滑的耳状面(auricular surface)和被骨间韧带(interosseous ligaments)覆盖的粗糙粗隆(tuberosity)。在人类和马医学中，SIJ被公认为多种背痛的主要来源。尽管具有生物力学和临床意义，小动物医学中关于SIJ结构、神经支配和临床相关性的数据非常有限。本研究调查家猫(Felis catus)SIJ的形态变异和神经支配。对40个标本进行关节神经支配的大体评估，并对20条背侧骶髂韧带(dorsal sacroiliac ligaments)进行显微镜分析以检测神经组织。此外，对关节各组成部分进行三维扫描和测量。随后将耳状面归类为不同形态类型。当前研究揭示，第七腰(L₇)和第一骶(S₁)脊神经的背侧支在背侧骶髂韧带内向背侧走行，并经显微镜确认。对关节面大小和形状的分析显示，耳状面可分为五种不同形态类型。未检测到性二态性(sexual dimorphism)证据。然而，观察到特定关节组成部分大小的个体间变异。这些发现为更好理解家猫SIJ提供了初步解剖学基础。这种增强的理解可帮助优化小动物医学中的诊断或治疗方法。因此，结果可能为未来临床研究提供初步框架。

家猫骶髂关节（sacroiliac joint, SIJ；连接骶骨和髂骨的滑膜和纤维软骨联合）的神经支配与形态学研究解读

研究背景：SIJ连接骶骨和髂骨，连接脊柱和骨盆，承担后肢至中轴骨骼的力传递并具减震功能。家猫跳跃、攀爬和奔跑等行为对SIJ配置提出要求。兽医解剖通常描述SIJ由光滑无韧带耳状面（auricular surface）和覆骨间韧带（interosseous ligaments）的粗糙粗隆（tuberosity）组成。马研究识别三种主要耳状面形状，并可随年龄或病理变化；猫科研究曾识别六种形状类型，归因于体重、狩猎行为和生物力学需求。人类SIJ功能障碍可致下背痛和牵涉痛，马SIJ功能障碍表现为跛行、椎旁肌紧张和触诊疼痛。人类SIJ神经支配来源存在分歧；大鼠SIJ神经支配可传递伤害性信号；猫中Sakamoto et al.发现SIJ区域存在潜在伤害性神经组织。然而，小动物医学尤其家猫缺乏SIJ详细形态和神经解剖信息。因此，研究人员旨在记录家猫SIJ形态变异并识别其神经支配。研究对40只成年家猫进行解剖，对20条背侧骶髂韧带（dorsal sacroiliac ligaments）行组织学分析，并对关节组件行三维扫描和测量。结论是背侧骶髂韧带由第七腰（L₇）和第一骶（S₁）脊神经背侧支支配，耳状面可分为五型，未发现性二态，但存在个体间关节组件大小变异。该研究为理解家猫SIJ提供初步解剖基础，可帮助优化小动物医学诊断或治疗，并为未来临床研究提供初步框架。

关键技术方法：研究使用40只成年家猫标本，包括17只绝育雌、3只未绝育雌和20只去势雄；平均体重4.74 kg，平均冠臀长（crown-rump-length, CRL）40.74 cm。标本来自莱比锡兽医诊所捐赠，伦理批准为EK 7/2021。关键技术包括：大体解剖与神经追踪，部分猫暴露椎管以确定神经起源；对10只猫的20条背侧骶髂韧带行组织学检查，采用苏木精-伊红（hematoxylin and eosin, H&E）和picrosirius red according to Constantin染色识别神经组织；使用Artec Spider 3D扫描仪对关节组件行三维扫描，测量总关节面（total joint surface, TJ）和耳状面并分类；统计分析采用Shapiro-Wilk检验、配对和独立样本t检验、Spearman和Pearson相关及对称指数（Symmetry Index, SI）。

研究结果：
3.1 背侧骶髂韧带神经支配
3.1.1 宏观检查：所有检查猫中均检测到SIJ韧带装置内神经分支，重点为L₇和S₁脊神经背侧支。L₇背侧支出椎间孔后沿SIJ颅侧缘背侧走行于疏松结缔组织，到达背侧骶髂韧带后可在浅层或深层横向走行，深层到达臀中肌并延伸为颅臀皮神经，尾部分布可变。S₁背侧支从第一背侧骶孔出来，在背侧韧带装置中走行，细支进入背侧骶髂韧带，浅层越过该韧带并经尾背侧横突间肌至皮肤，作为中臀皮神经。L₇和S₁背侧支之间持续观察到吻合。变异包括右侧5只仅S₁支配、2只仅L₇、1只无；左侧4只仅S₁、3只L₇、2只无；部分S₁皮支分两支；三例双侧L₇和S₁在皮肤分布前汇合为共同干。
3.1.2 微观检查：组织学显示致密结缔组织夹杂疏松血管化结缔组织、肌肉和脂肪组织。20个样本中16个检测到神经，横切和纵切均可见，所有检查神经纤维均髓鞘化（myelinated），并可见郎飞结（Ranvier nodes）。3个左侧和1个右侧样本未明确验证神经结构。
3.2 关节大小统计分析：髂骨平均耳状面和总关节面在两侧均超过骶骨。CRL与表面积呈弱正相关（r ≤ 0.33）；骶骨与相应髂骨表面积呈强正相关（r ≥ 0.878）。体重与总关节面或耳状面面积无相关。左右侧平均耳状面或总关节面面积无统计学显著差异，但个体水平存在侧间差异；SI均值范围为5.56至10.78。男性和女性猫平均关节尺寸无显著差异。
3.3 关节形态：骶骨和髂骨耳状面分为背侧肢和腹侧肢，共识别五种形状类型。Type 1（“auricular-shaped”）背侧肢明显更宽更突出，占58.13%；Type 2（“crescent-shaped”）腹侧和背侧肢宽度约相同，呈C形，占28.13%；Type 3（“spatula-shaped”）无肢、轮廓不规则，占0.63%；Type 4（“bifoliate-shaped”）完全分为两部分，占8.13%；Type 5（“straight-shaped”）无弯曲或凹陷、无肢，占5%。多数标本中髂骨耳状面形态与骶骨面紧密对应，左右无差异。

讨论总结：讨论指出，宏观和微观发现表明背侧骶髂韧带主要由L₇和S₁背侧支支配，腰骶脊神经背侧支间吻合是常见解剖发现。与人类、大鼠等研究存在异同：Steinke et al.显示神经未达SIJ，L₅至S₁分支穿内骶髂韧带，S₁至S₄分支穿外骶髂韧带；大鼠SIJ支配来自L₄或L₅至S₂，与人类相似；Sakamoto et al.曾用电生理证明猫SIJ及周围组织含机械敏感传入单位，起源于L₄至L₆脊神经。变异原因可能包括种间腰骶椎数目差异和方法差异。髓鞘纤维可传递机械、热和伤害性信号，郎飞结存在提示小束髓鞘神经纤维。未检测到神经的样本可能与组织学取材局限、纤维低于光镜分辨率或需免疫组化有关。Sakamoto et al.将SIJ及邻近神经分类为高阈值Group III，提示伤害性功能，但本研究缺乏伤害性纤维的确证。SIJ疼痛牵涉痛区可能因节段多样性而广泛异质，解剖识别为未来研究提供结构基础。形态方面，人类耳状面有三种主要形状，兽医教材描述为耳状或新月形，马有三种主要类型；本研究显示家猫形状多样，与Pallandre et al.描述相似。原文提出差异可能与捕食行为、运动模式影响机械负荷和形态发育有关，也可能与年龄或病理相关，如马老年和跛行个体异常轮廓，Jesse et al.提出形状与下背痛或SIJ病理可能关联，但本研究动物生活条件、年龄和病史未知，评估需谨慎。大小方面，CRL与SIJ大小弱相关，马和人类数据提示SIJ表面不一定与体型相关。无性二态与人类不同，可能因家猫多在4至6月龄绝育，减少青春期激素影响。左右平均面积无显著差异，但个体水平不对称，SI范围宽；低SI表示高度双侧对称，高SI表示不对称，可能提示代偿或单侧退变，也可能为正常功能适应或过去损伤后果。髂骨关节面略大于骶骨，可能因骶骨悬于髂骨翼间活动度大及韧带广泛附着。局限性包括年龄、生活方式、病史未知，主要为绝育动物；手工制备可能漏检细神经；缺乏电生理或免疫组化确认；皮支终止点位置可能偏差；形态分类主观且未评估观察者误差；组织学基于代表性样本而非完整连续切片。

结论翻译：总之，本研究对家猫SIJ结构理解有两个主要贡献。它表明背侧骶髂韧带由第七腰（L₇）和第一骶（S₁）脊神经支配。此外，它记录了耳状面宏观形状的相当大变异。男性和女性猫耳状面或总关节大小未观察到显著差异。然而，必须承认形态学发现不直接提供临床疾病、关节功能或疼痛证据。相反，它们旨在作为谨慎的描述性解剖基础，指导和告知未来关于小动物兽医学SIJ功能障碍影响的免疫组化、功能和临床研究。