颈脊神经是脊神经前、后根汇合形成的，连续地附着在脊髓的侧面。颈脊神经共有 8 对，第 1～7 颈脊神经是通过相应椎骨上方的椎间孔出椎管，第 8颈脊神经走行于第 7 颈椎和第 1 胸椎之间。第 1 颈脊神经离开椎管是在枕骨和寰椎之间，常被称为枕下神经。每对神经借前后根与脊髓相连，每个后根有 1 个脊神级节（背根神经节）。
颈脊神经节是颈脊神经后根中大量神经元的集合处，为椭圆形、淡红色，其大小与神经根有关。脊神经节通常位于椎间孔内神经根穿经硬脊膜外侧。第 1 颈脊神经节可能缺如，若存在常位于寰椎侧弓上；第 2 颈脊神经节位于寰枢关节外侧的后方，它包含支配寰枢关节、颈部和头皮大部分的感觉纤维的细胞体，从枕后区延伸到头顶，有时甚至延伸到颅骨冠状缝。在上位颈脊神经后根，有的脊神经节和脊髓之间可出现异常的小神经节。
颈脊神经根的大小和方向各不相同。从第 1～6 颈脊神经根逐渐增大，第 7、8 对颈脊神经根与第 1对胸神经大小相似。上 4 对颈脊神经根很小，下 4 对很大。颈脊神经后根与前根的厚度比为 3∶1，比其他部位的比例大，但第 1 颈脊神经后根是个特例，它比前根要小，而且有时会缺失。通常认为第 1、2 颈脊神经根非常短，几乎平行穿出椎管。第 3～8 颈脊神经根开始斜向下走行，神经根在脊髓附着处和椎管穿出处的距离不会超过 1 个椎体的高度，但倾斜度和长度会逐渐增加。
除第 1 颈脊神经外，每个颈脊神经后支都分成内侧支和外侧支分别支配相应肌肉。通常，只有第 2～4 颈脊神经的内侧支支配皮肤，有的第 5颈脊神经的内侧支也支配皮肤。第 6～8 颈脊神经后支通常无皮肤分支。 第 1、2 颈脊神经后支外，每个颈脊神经的后支都向后绕过关节突关节到横突根部，至横突间肌内侧并支配该肌。
第 1 颈脊神经后支，即枕下神经，比前支大。它出现在第 1 颈椎后弓的上方、椎动脉的下部，进入枕下三角，支配头后大直肌、头后小直肌、头上斜肌、头下斜肌和头半棘肌。从后支发出细的分支，斜向下行加入第 2 颈脊神经后支。有的枕下神经发出皮支与枕动脉伴行至头皮，并与枕大、枕下神经相连，也可与副神经相交通。
第 2 颈脊神经后支比其前支及所有其他的颈脊神经后支都稍大。它走行在枢椎椎板和头下斜肌之间，在头下斜肌下方分为大的内侧支和小的外侧支。内侧支接受第 1 颈脊神经后支交通支，该交通支穿经和围绕在头下斜肌周围。第 2 颈脊神经后支下降的交通支通过第 2～3 颈椎关节突关节与第 3 颈脊神经后支连接。第 2 颈脊神经后支的内侧支又称枕大神经，在半棘肌深面横跨并发出分支支配头下斜肌，在头下斜肌起始部，枕大神经呈喙状弯曲。沿头后大直肌走行，在向后穿过头半棘肌之前与来自第 3颈脊神经后支内侧支的交通支连接，在斜方肌和胸锁乳突肌之间穿出斜方肌枕骨附着处附近的腱膜后至枕部皮肤。枕大神经与枕动脉一起上升，分支与枕小神经相连，支配耳后、枕部皮肤，甚至向前可达头顶的皮肤。有的第 2 颈脊神经后支的外侧支支配头夹肌、头长肌以及头半棘肌，并发出交通支与第 3颈脊神经后支的外侧支相连。上颈椎疾病由于枕大神经或第 2 颈脊神经节的刺激，可引起头痛。刺激神经或神经节的原因包括枕后直接损伤、颈肌损伤或强直性脊柱炎颈肌之间的卡压，特别是头半棘肌炎以及枕动脉的血管搏动，颈部过伸性损伤，尤其是旋转时，可压迫第 2 颈脊神经节引起头痛。
第 3 颈脊神经后支的大小介于第 2、4 颈脊神经后支之间。它绕过第 3 颈椎的关节突关节向后走行，在后横突间肌的内侧，分为内侧支和外侧支。外侧支走行于头最长肌和头夹肌表面，穿过头半棘肌后并支配该肌。第 3 颈脊神经后支接受第 2 颈脊神经后支外侧支的交通支，并且发出 1 个相似的交通支汇入第 4 颈脊神经后外侧支。内侧深支在终止于多裂肌之前围绕着关节突走行，发出关节支支配第3～4 颈椎关节突关节，也可能发出 1 支支配头半棘肌。内侧浅支又称第 3 枕神经，围绕并支配第 2～3颈椎关节突关节的后外侧，持续向深面横向走行，支配半棘肌，并发出 1 个交通支连接枕大神经。在第 2颈椎棘突上方，第 3 枕神经转向背侧，支配上项线以下的一小部分皮肤；发出交通支连接枕大神经和枕小神经的皮支。第 3 枕神经病变认为是颈椎骨关节炎引起头痛的原因。第 3 枕神经穿过后颈部肌肉时受压，也是患者头痛的原因之一。
第 4～8 颈脊神经后支向后弯曲绕行至颈椎关节突关节后方分为内侧支和外侧支。外侧支支配颈长肌、颈夹肌及颈髂肋肌。颈脊神经内侧支向后绕行至相应节段的关节突关节的后方至半棘肌深面。它们在进入和支配多裂肌之前发出关节支支配其上、下方的关节突关节。终支进入相应节段的棘突之间。皮支通常来自第 4～6 颈脊神经和第 8 颈脊神经后支的内侧支，很少有来自第 7 颈脊神经后支的内侧支。这些分支穿过或跨过多裂肌或颈半棘肌后转向背侧，围着头半棘肌内侧缘，进而穿过颈夹肌和斜方肌到达皮肤。
脊膜神经返支也称窦椎神经，出现在每个脊髓节段。它包含感觉神经和交感神经。在颈段，交感神经的灰交通支形成窦椎神经。每个颈脊神经发出的返支在椎间孔内沿脊神经的腹侧进入椎管，然后分为横支、升支和降支。上 3 个节段的颈脊膜支向上穿过枕骨大孔进入颅后窝，分布于斜坡处的硬脑膜；沿途也分布于正中寰枢关节和周围韧带。
超声引导下注射
患者取仰卧位，头转向健侧，在胸椎上部和颈椎之间垫一薄枕，以突出颈椎。首先扫描确定 C7横突（无前结节），然后逐步向上扫描，到达根据患者疼痛部位及相关影像学资料确定的阻滞节段。穿刺针由后外向前内实时引导下进针，进针过程中避免穿刺入血管及神经，最终针尖定位于神经根与横突后结节靠近椎间孔的位置。超声还可以观察阻滞药液的扩散范围。
急慢性疼痛疾病阻滞治疗有效性标准
(1)治疗后 2 h 内 疼 痛 消 失 或 明 显 减 轻（VAS 下 降50％以上）；
(2) 治疗后 1 个月内疼痛持续改善，由中、重度疼痛转为轻度或无痛（或 VAS 下降 30％以上）；
(3) 疗效具有可重复性，3 次治疗中有 2 次以上有效 ；
(4) 在治疗成功后的 6 个月内疼痛消失或减轻，无需服用或减少镇痛药物使用，有效改善生活质量。
急慢性疼痛疾病选择性颈脊神经根阻滞治疗疗程
每周 1 次，一个疗程最多 3 次，或当主观症状改善 90% 以上时，可停止治疗。
