乳腺受躯体神经支配。感觉神经包括乳房内侧支、乳房外侧支及锁骨上神经的分支。乳房内侧支和乳房外侧支分别来自第四至第六助间神经的前皮支和外侧皮支。此外，有交感神经纤维随胸部外侧动脉及肋间动脉至乳房，分布于血管、乳头及乳晕的平滑肌与乳腺组织。
值得临床注意的是肋间臂神经，即第二助间神经的外侧皮支，于锁骨中线附近由第二肋间隙穿出跨过背阔肌肌区，分布于上臂的尺侧及背侧皮肤，司感觉。乳腺癌根治术中分离胸壁与胸小肌时，应将此神经确认与分来，避免与血管一起被结扎。否则常出现患侧上臂疼痛。此外，术中亦应避免将各肋间神经的外侧皮神经支与血管一起结扎，否则易引起外侧皮肤疼痛。
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