The features of the intrafascicular structure of the thoracodorsal nerve trunk in terms of restoring afferent innervation in breast reconstruction
- Authors: Gorbunov NS1,2, Kober KV1, Kasparov EV2, Protasyuk EN1
-
Affiliations:
- Krasnoyarsk State Medical University named after V.F. Voino-Yasenecky
- Research Institute for Medical Problems in the North
- Issue: Vol 101, No 4 (2020)
- Pages: 519-523
- Section: Theoretical and clinical medicine
- URL: https://kazanmedjournal.ru/kazanmedj/article/view/33881
- DOI: https://doi.org/10.17816/KMJ2020-519
- ID: 33881
Cite item
Abstract
Aim. To study of anatomical and topographic features and the intrafascicular structure of the thoracodorsal nerve trunk in the brachial plexus.
Methods. The study was performed on the brachial plexus preparations of 80 male and female corpses. Short and long branches, secondary bundles, primary trunks, spinal nerves, anterior and posterior roots of the spinal cord were layer-by-layer anatomically prepared from brachial plexus. The angles of inclination from the arising site of the thoracodorsal nerve, the topography throughout and after entering the latissimus dorsi muscle were studied. The length and thickness of the thoracodorsal nerve, including the extramuscular and intramuscular parts, were measured. After isolation and fixation of the preparations, intrafascicular dissection of the thoracodorsal nerve was performed throughout the brachial plexus, by using microsurgical instruments and a binocular magnifier.
Results. The length of the thoracodorsal nerve consists of extramuscular and intramuscular parts and was equal to 17.9 cm, of which the extra-muscular part was three-quarters of the total length of the nerve. The nerve trunk dissection revealed that the thoracodorsal nerve consists of 1–4 nerve fascicles and most frequently, in 46.2% of preparations, the thoracodorsal nerve arises from the C7 nerve root. The presence of motor and sensory portions of nerve fibers in the thoracodorsal nerve was found. In 90.2% of the preparations, the motor portion was located in the posterior-lateral part of the nerve and sensory in the anterior-medial. In most cases, both the sensory and motor fascicles arose from C7, or motor fascicle from C7 and sensory from C8.
Conclusion. The intrafascicular dissection of the thoracodorsal nerve revealed microtopography of the sensitive and motor portions of nerve fibers in the nerve and along the entire length of the brachial plexus; in breast reconstruction, after mastectomy with thoracodorsal flap for the preservation of afferent innervation, it is recommended to cross only motor fibers of the thoracodorsal nerve.
Full Text
Актуальность. С развитием реконструктивной хирургии широко стали применять микрохирургические лоскуты (аутотрансплантаты) для замещения дефектов кожи и мягких тканей, в частности после радикальной мастэктомии по поводу рака молочной железы. Стало возможным восстановление объёма и симметрии реконструируемой груди, создание её эстетичной формы [1]. В настоящее время уделяют особое внимание восстановлению афферентной иннервации пересаженных лоскутов, поэтому активно ведут научные исследования по разработке анатомической основы и совершенствованию техники пересадки лоскутов [2, 3].
Торакодорсальный лоскут (TD-flap) на основе широчайшей мышцы спины (ШМС) остаётся одним из самых надёжных способов реконструкции молочной железы, поскольку при его использовании отмечают наименьшее количество осложнений в сравнении с другими лоскутами [4]. Лоскут в своём составе имеет кожу, подкожную жировую клетчатку, ШМС, а в случае несвободного лоскута ещё и сосудисто-нервную ножку, которая представлена грудоспинными сосудами и нервом.
По данным ряда исследований, грудоспинной нерв выполняет исключительно двигательную иннервацию мышцы и не имеет афферентной иннервации [5, 6]. По этой причине при переносе несвободного лоскута большинство хирургов пересекают ствол грудоспинного нерва, чтобы избежать в отдалённом периоде подёргивания мышцы, однако это приводит к денервации лоскута [7, 8]. Опубликованы сведения, в которых начата работа по интраоперационной верификации пучков грудоспинного нерва с целью селективного иссечения только двигательных волокон, иннервирующих ШМС, и выявления чувствительных волокон [9].
Цель. Учитывая актуальность вопросов, связанных с использованием грудоспинного нерва в реконструктивной хирургии, неоднозначностью исследований и отсутствием полной информации о внутриствольном строении, нами была поставлена цель — изучить анатомо-топографические особенности и внутриствольное строение грудоспинного нерва в составе плечевого сплетения.
Материал и методы исследования. Исследование проведено на препаратах плечевого сплетения 80 трупов мужского (52 трупа, 65%) и женского (28 трупов, 35%) пола. Причиной смерти во всех случаях были общесоматические заболевания без повреждений верхних конечностей, грудной клетки, шеи и головы.
Анатомическое препарирование плечевого сплетения проводили с послойным выделением коротких и длинных ветвей, вторичных пучков, первичных стволов, спинномозговых нервов, передних и задних корешков спинного мозга. Исследовали угол наклона от места формирования грудоспинного нерва, топографию на протяжении и после вхождения в ШМС. Проводили детальное последовательное измерение длины и толщины грудоспинного нерва, в том числе внемышечной и внутримышечной частей. При наличии деления нерва на ветви до мышцы учитывали длину нерва в совокупности до и после ветвления. После выделения и фиксации в 10% растворе нейтрального формалина плечевое сплетение помещали в 10% раствор уксусной кислоты для дальнейшего внутриствольного препарирования грудоспинного нерва. Выделение пучков грудоспинного нерва на всём протяжении плечевого сплетения осуществляли с использованием микрохирургического набора инструментов и бинокулярной лупы Carl Zeiss ×2,5.
Статистическая обработка проведена с использованием программного пакета Statistica 10. Нормальность распределения определяли на основе критерия Колмогорова–Смирнова. Характеристика количественных признаков с непараметрическим распределением представлена с помощью медианы (Me) и межквартильного интервала [P25; P75].
Этические принципы и нормы при проведении исследования были соблюдены в полном объёме (выписка из протокола заседания локального этического комитета ФГБОУ ВО КрасГМУ №91 от 11.09.2018).
Результаты. Общая длина грудоспинного нерва состоит из внемышечной (77,9%) и внутримышечной (22,1%) частей и составляет 17,9 см, с колебаниями от 15,3 до 20,5 см в пределах межквартильного интервала Р25; 75. Длина внемышечной части грудоспинного нерва составляет 13,6 см с колебаниями от 12,0 до 15,2 см в пределах межквартильного интервала Р25; 75, а толщина в проксимальном отделе — 1,6 [1, 6; 1, 9] мм, в дистальном — 2,1 [1, 8; 2, 4] мм. Различия по толщине значимы (p <0,001).
Первоначально грудоспинной нерв располагается позади подмышечной вены, ниже он становится поверхностнее и медиальнее грудоспинной артерии (латерально) и вены (центрально). Далее происходит перекрёст, и грудоспинной нерв располагается латерально, а артерия и вена — медиально. В дальнейшем происходит разделение грудоспинного нерва на самостоятельные ветви.
В 58% случаев грудоспинной нерв разделяется на две ветви: центральную и латеральную. Центральная ветвь длиной 4,0 [2, 9; 4, 4] см является продолжением нерва, а латеральная длиной также 4,0 [3, 2; 4, 8] см отходит в боковую сторону под углом 30–50°. В 30,4% случаев грудоспинной нерв не разделяется на ветви, имеет длину 11,0 [10, 2; 12, 5] см и проникает в ШМС одним стволом.
В 7,5% случаев грудоспинной нерв распадается на три ветви: латеральная длиной 4,3 [3, 5; 6, 0] см, центральная — 4,3 [3, 5; 6, 0] см, медиальная — 4,3 [3, 4; 5, 5] см. В 4,1% случаев он распадается на четыре ветви: латеральная длиной 4,8 [4, 0; 5, 2] см, латеральная промежуточная — 4,8 [4, 0; 5, 2] см, центральная — 4,8 [4, 0; 5, 2] см, медиальная — 4,8 [4, 0; 5, 2] см (рис. 1). Общая длина внемышечной части грудоспинного нерва значимо (p=0,021) тем длиннее, чем больше ветвей от него отходит.
Рис. 1. Формирование вне- и внутримышечных ветвей грудоспинного нерва (вариант деления на четыре ветви): 1 — грудоспинной нерв; 2 — внемышечная (медиальная) ветвь грудоспинного нерва; 3 — внемышечная (центральная) ветвь; 4 — внемышечная (латеральная промежуточная) ветвь; 5 — внемышечная (латеральная) ветвь; 6 — (препарированные) внутримышечные ветви к наружному отделу широчайшей мышцы спины (ШМС); 7 — (препарированные) внутримышечные ветви к внутреннему отделу ШМС; 8 — ШМС
Внутримышечная часть грудоспинного нерва представлена его ветвями первого и второго порядка, которые отходят либо от его главных ветвей (75,7%), либо от одного ствола (24,3%). Количество внутримышечных ветвей первого и второго порядка колеблется от двух до семи. Внутримышечные ветви имеют общую толщину 4,2 [3, 5; 4, 7] мм, длину — 4,6 [3, 2; 6, 5] см, оканчиваются в собственной фасции. Следовательно, толщина грудоспинного нерва значимо (р <0,001) меньше, чем общая толщина его ветвей первого и второго порядка. Тонкое препарирование внутримышечных ветвей позволило определить площадь иннервации ШМС грудоспинным нервом, которая составляет 159,4 см2, с колебаниями от 117,8 до 201,0 см2 в пределах межквартильного интервала Р25; 75.
При внутриствольном препарировании выявлено, что наиболее часто, в 46,2% случаев (37 сплетений), формирование грудоспинного нерва происходит из одного спинномозгового нерва С7, в 37,5% (30 сплетений) — из двух (С7, С8), в 7,5% (6 сплетений) — из одного (С8), в 5,0% (4 сплетения) — из двух (С6, С7), в 3,8% (3 сплетения) — из трёх (С6, С7, С8).
Препарирование пучков грудоспинного нерва на протяжении вторичных пучков, первичных стволов и спинномозговых нервов плечевого сплетения выявило особенности формирования этого нерва. Во-первых, грудоспинной нерв состоит из 1–4 пучков нервных волокон: в 72,5% случаев из двух пучков, в 23,8% — из трёх, в 2,5% — из одного, в 1,2% — из четырёх. Во-вторых, установлено, что при двухпучковом строении один тонкий пучок является только чувствительным, а другой толстый — двигательным. При трёхпучковом строении один толстый является двигательным, а остальные два тонких — чувствительными. При четырёхпучковом строении также один толстый пучок является двигательным, три тонких — чувствительными. При однопучковом строении грудоспинного нерва (в 2,5% случаев) в связи с внутрипучковым переплетением нервных волокон идентифицировать чувствительные и двигательные волокна не представляется возможным.
Вариабельно и формирование пучков грудоспинного нерва. Наиболее часто, в 68% случаев, формирование чувствительного и двигательного пучков происходит из С7, или двигательного из С7, а чувствительного из С8. В 24,7% случаев при многопучковом строении грудоспинного нерва двигательная порция всегда соответствует преимущественно С7 и только в 7,3% чувствительная и двигательная порция — одному С8.
Тонкое внутриствольное пучковое препарирование грудоспинного нерва на всём протяжении позволило выявить микротопографию чувствительной и двигательной порций нервных волокон в нерве, в заднем вторичном пучке, первичных стволах, спинномозговых нервах С6–С8 плечевого сплетения, а также в спинальных ганглиях, переднем и заднем корешках спинного мозга (рис. 2).
Рис. 2. Формирование пучков грудоспинного нерва, их микротопография в спинномозговых нервах (вид сзади): 1 — грудоспинной нерв; 2 — спинномозговой нерв С4; 3 — С5; 4 — С6; 5 — С7; 6 — С8; 7 — Th1; 8 — спинномозговой узел; 9 — чувствительный пучок грудоспинного нерва в заднем корешке спинномозгового нерва С8; 10 — двигательный пучок грудоспинного нерва в переднем корешке спинномозгового нерва С7; 11 — чувствительный пучок грудоспинного нерва в заднем корешке спинномозгового нерва С7; 12 — спинной мозг; 13 — задний корешок спинного мозга; 14 — передний корешок спинного мозга
Так, в 90,2% случаев межпучковое взаимоотношение волокон в грудоспинном нерве представлено следующим образом: двигательная порция располагается в заднелатеральной части, чувствительная — в переднемедиальной. В 7,3% случаев двигательная порция нервных волокон располагается в заднемедиальной части, а чувствительные — в переднелатеральной. В 2,5% случаев определить локализацию чувствительных и двигательных пучков не удалось.
В заднем вторичном пучке чувствительные и двигательные порции грудоспинного нерва в 87,6% случаев локализуются в задненижней части, в 7,4% — в передненижней, в 5,0% — в среднезадней. В первичных стволах плечевого сплетения чувствительные и двигательные пучки грудоспинного нерва расположены неодинаково. Чаще, в 46,2% случаев, они располагаются в задненижней части среднего первичного ствола, в 37,5% — в задненижней части среднего и задневерхней части нижнего первичного стволов. Реже чувствительные и двигательные пучки имеют другую локализацию в первичных стволах плечевого сплетения: в 7,5% — в задневерхней части нижнего ствола, в 5,0% — в задненижней части верхнего и среднего стволов, в 3,8% — в задненижней части верхнего и среднего стволов и задневерхней части нижнего ствола.
В спинномозговых нервах С6, С7, С8 двигательные и чувствительные пучки соответствуют локализации в верхнем, среднем и нижнем первичных стволах соответственно. Далее двигательный пучок направляется в передний корешок, а чувствительный — в спинномозговой узел и задний корешок. Внутри корешков определить локализацию нервных волокон грудоспинного нерва не представляется возможным из-за плотного переплетения нервных волокон.
Обсуждение. В результате проведённого исследования выявлены анатомические особенности грудоспинного нерва с позиции использования его при пересадке торакодорсального лоскута с целью реконструкции груди после радикальной мастэктомии. Известно, что одним из главных преимуществ торакодорсального лоскута считают наименьшее количество осложнений [4, 10]. Из них чаще всего в послеоперационном периоде хирурги сталкивались с двигательной мышечной активностью в области реконструированной груди при отведении руки, что вызывало дискомфорт у пациенток, поэтому они стали пересекать ствол грудоспинного нерва при пересадке торакодорсального лоскута. Однако денервация лоскута приводит к потере его первоначального объёма.
Согласно результатам исследования, в грудоспинном нерве присутствуют двигательные и чувствительные нервные волокна. Следует отметить, что в научной литературе ранее отсутствовала подобная информация, тем не менее, встречались суждения о чувствительной функции грудоспинного нерва [9]. По нашим данным, необходимо частично сохранить грудоспинной нерв при пересадке лоскута: учитывая различия по количеству, толщине и микротопографии чувствительной и двигательной порций нервных волокон в грудоспинном нерве, при возможности используя электронейромиографию, верифицировать пучки нервных волокон и пересечь двигательную порцию после деления нерва на ветви и как можно ближе к ШМС.
В свете необходимости сохранения грудоспинного нерва исследовали длину его внемышечной части, которая составляет 13,6 см. Этой длины достаточно для перемещения кожно-мышечного лоскута в область реконструируемой груди без натяжения. Площадь иннервации ШМС грудоспинным нервом составляет 159,4 см2, что позволяет использовать большой объём кожно-мышечного лоскута для реконструкции груди с сохранением афферентной чувствительности.
Выводы
- Внутриствольное препарирование грудоспинного нерва позволило выявить микротопографию чувствительной и двигательной порций нервных волокон в нерве и на всём протяжении плечевого сплетения.
- При реконструкции груди после мастэктомии торакодорсальным лоскутом для сохранения афферентной иннервации рекомендовано пересекать только двигательные волокна грудоспинного нерва как можно ближе к широчайшей мышце спины.
- При сохранении чувствительной порции нервных волокон длина грудоспинного нерва позволяет выполнить пересадку несвободного торакодорсального лоскута без натяжения.
Участие авторов. Н.С.Г. — научное руководство работой, окончательное утверждение для публикации рукописи; К.В.К. и Е.Н.П. — проведение исследования; Н.С.Г. и Э.В.К. — сбор и анализ данных.
Источник финансирования. Исследование не имело спонсорской поддержки.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов по представленной статье.
About the authors
N S Gorbunov
Krasnoyarsk State Medical University named after V.F. Voino-Yasenecky; Research Institute for Medical Problems in the North
Email: gorbunov_ns@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4809-4491
ResearcherId: W-4527-2017
Russian Federation, Krasnoyarsk, Russia; Krasnoyarsk, Russia
K V Kober
Krasnoyarsk State Medical University named after V.F. Voino-Yasenecky
Author for correspondence.
Email: k-kober@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5209-182X
ResearcherId: D-9666-2019
Russian Federation, Krasnoyarsk, Russia
E V Kasparov
Research Institute for Medical Problems in the North
Email: rsimpn@scn.ru
Russian Federation, Krasnoyarsk, Russia
E N Protasyuk
Krasnoyarsk State Medical University named after V.F. Voino-Yasenecky
Email: demonschire@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1204-7821
Russian Federation, Krasnoyarsk, Russia
References
- Champaneria M.C., Wong W.W., Hill M.E., Gupta S.C. The evolution of breast reconstruction: a historical perspective. World J. Surg. 2012; 36 (4): 730–742. doi: 10.1007/s00268-012-1450-2.
- Beugels J., Cornelissen A.J.M., Spiegel A.J. et al. Sensory recovery of the breast after innervated and non-innervated autologous breast reconstructions: A systematic review. J. Plast. Reconstr. Aesthet. Surg. 2017; 70 (9): 1229–1241. doi: 10.1016/j.bjps.2017.05.001.
- Kober K.V., Gorbunov N.S., Sindeeva L.V., Сhikun V.I. Macro-anatomic and intrainal structure of the thoracodorsal nerve. Modern problems of science and education. 2019; (3): 133. (In Russ.)
- Fracol M., Grim M., Lanier S.T., Fine N.A. Vertical skin paddle orientation for the latissimus dorsi flap in breast reconstruction. Plast. Reconstr. Surg. 2018; 141 (3): 598–601. doi: 10.1097/prs.0000000000004103.
- Potter S.M., Ferris S.I. Vascularized thoracodorsal to suprascapular nerve transfer, a novel technique to restore shoulder function in partial brachial plexopathy. J. Front. Surg. 2016; 3: 17. doi: 10.3389/fsurg.2016.00017.
- Zin T., Maw M., Oo S. et al. How I do it: Simple and effortless approach to identify thoracodorsal nerve on axillary clearance procedure. Ecancer Med. Sci. 2012; 6: 255. doi: 10.3332/ecancer.2012.255.
- Paolini G., Longo B., Laporta R. et al. Permanent latissimus dorsi muscle denervation in breast reconstruction. Ann. Plastic Surg. 2013; 71 (6): 639–642. doi: 10.1097/sap.0b013e31825c0840.
- Hwang M.J., Sterne G. Thoracodorsal nerve division in latissimus dorsi breast reconstruction to avoid unwanted breast animation: a safe and simple technique to ensure division of all branches. J. Plast. Reconstr. Aesthet. Surg. 2015; 68 (2): e43–e44. doi: 10.1016/j.bjps.2014.09.051.
- Baitinger V.F., Silkina K.A. Sensitive innervation of microsurgical flaps which are used in reconstructive mammoplasty. Voprosy rekonstruktivnoy i plasticheskoy khirurgii. 2014; (2): 11–19. (In Russ.)
- Sood R., Easow J.M., Konopka G., Panthaki Z.J. Latissimus dorsi flap in breast reconstruction: recent innovations in the workhorse flap. Cancer Control. 2018; 25 (1): 1–7. doi: 10.1177/1073274817744638.
Supplementary files
