Anatomo-biomekaniske egenskaber ved rygsøjlen

Rygsøjlen bør betragtes ud fra den anatomiske (biomekaniske) og funktionelle side.

Anatomisk set består rygsøjlen af 32, undertiden 33 individuelle ryghvirvler, der er forbundet med hinanden af intervertebrale skiver (art. intersomatica), som repræsenterer en synkondrose, og led (art. intervertebrales). Rygsøjlens stabilitet eller fasthed sikres af et kraftigt ligamentapparat, der forbinder ryghvirvlernes legemer (lig. longitudinale anterius et posterius) og kapslen af de intervertebrale led, ledbånd, der forbinder ryghvirvelbuerne (lig. flava), og ledbånd, der forbinder torntappene (lig. supraspinosum et intraspinosum).

Fra et biomekanisk synspunkt er rygsøjlen som en kinematisk kæde bestående af individuelle led. Hver ryghvirvel artikulerer med den tilstødende på tre punkter:

Ved de to intervertebrale led bagtil og ved kroppene (gennem intervertebrale disken) fortil.

Forbindelserne mellem ledprocesserne udgør ægte led.

Placeret oven på hinanden danner ryghvirvlerne to søjler - den forreste, der er bygget op af ryghvirvlernes kroppe, og den bageste, der er dannet af buerne og intervertebrale led.

Rygsøjlens mobilitet, dens elasticitet og modstandsdygtighed, evnen til at modstå betydelige belastninger, tilvejebringes til en vis grad af intervertebrale diske, som er i tæt anatomisk og funktionel forbindelse med alle de strukturer i rygsøjlen, der danner rygsøjlen.

Den intervertebrale disk spiller en ledende rolle i biomekanikken, da den er rygsøjlens "bevægelsessjæl" (Franceschilli, 1947). Da den er en kompleks anatomisk formation, udfører disken følgende funktioner:

• sammensmeltning af ryghvirvler,
• sikring af rygsøjlens mobilitet,
• beskyttelse af hvirvellegemer mod konstant traume (stødabsorberende rolle).

OBS! Enhver patologisk proces, der svækker diskusfunktionen, forstyrrer rygsøjlens biomekanik. Rygsøjlens funktionelle evner forstyrres også.

Det anatomiske kompleks bestående af en intervertebralskive, to tilstødende ryghvirvler med de tilsvarende led og det ligamentøse apparat på dette niveau kaldes et vertebralt bevægelsessegment (VMS).

Den intervertebrale disk består af to hyaline plader, der sidder tæt mod endepladerne på de tilstødende ryghvirvler, nucleus pulposus og den fibrøse ring (annulus fibrosus).

Nucleus pulposus, som er en rest af den dorsale rygstreng, indeholder:

• interstitiel substans chondrin;
• et lille antal bruskceller og sammenflettede kollagenfibre, der danner en slags kapsel og giver den elasticitet.

OBS! Midt i nucleus pulposus er der et hulrum, hvis volumen normalt er 1-1,5 ^cm3.

Den fibrøse ring i intervertebrale disken består af tætte bindevævsbundter, der er flettet sammen i forskellige retninger.

De centrale bundter af den fibrøse ring er løst placeret og passerer gradvist ind i kernens kapsel, mens de perifere bundter ligger tæt op ad hinanden og er indlejret i knoglens marginale kant. Ringens bageste halvcirkel er svagere end den forreste, især i lænde- og halshvirvelsøjlen. De laterale og forreste dele af intervertebrale disken stikker en smule ud over knoglevævet, da disken er noget bredere end de tilstødende ryghvirvlers kroppe.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]

Rygmarvsledbånd

Det forreste longitudinelle ligament, periosteum, er fast sammenvokset med ryghvirvlernes kroppe og passerer frit over disken.

Det bageste longitudinelle ligament, som deltager i dannelsen af rygmarvskanalens forvæg, ligger derimod frit udstrakt over overfladen af ryghvirvlerne og er sammenvokset med disken. Dette ligament er godt repræsenteret i hals- og brysthvirvelsøjlen; i lændehvirvelsøjlen er det reduceret til et smalt bånd, hvor der ofte kan observeres huller. I modsætning til det forreste longitudinelle ligament er det meget dårligt udviklet i lændehvirvelsøjlen, hvor diskusprolapser oftest observeres.

Gule ledbånd (i alt 23 ledbånd) er placeret segmenteret, startende fra C-hvirvelen til S-hvirvelen. Disse ledbånd synes at stikke ud i rygmarvskanalen og dermed reducere dens diameter. På grund af det faktum, at de er mest udviklede i lænderegionen, kan der i tilfælde af deres patologiske hypertrofi observeres fænomener med kompression af hestens hale.

Den mekaniske rolle af disse ledbånd er forskellig og er især vigtig set fra rygsøjlens statik og kinematik:

• de opretholder cervikal og lumbal lordose og styrker dermed paravertebrale musklers virkning;
• bestemme bevægelsesretningen af hvirvellegemerne, hvis amplitude styres af intervertebrale diske;
• beskytte rygmarven direkte ved at lukke mellemrummet mellem pladerne og indirekte gennem deres elastiske struktur, hvorved disse ledbånd forbliver fuldt strakte under strækning af kroppen (forudsat at hvis de trækker sig sammen, vil deres folder komprimere rygmarven);
• sammen med de paravertebrale muskler hjælper de med at bringe kroppen fra ventral fleksion til en lodret position;
• har en hæmmende effekt på nucleus pulposus, som gennem interdiskalt tryk har tendens til at bevæge to tilstødende hvirvellegemer fra hinanden.

Forbindelsen mellem buerne og processerne i tilstødende ryghvirvler udføres ikke kun af den gule, men også af de interspinøse, supraspinøse og intertransverse ledbånd.

Ud over diskus og længdeledbånd er ryghvirvlerne forbundet af to intervertebrale led dannet af artikulære processer, der har træk i forskellige sektioner. Disse processer begrænser de intervertebrale åbninger, hvorigennem nerverødderne udgår.

Innervationen af de ydre dele af den fibrøse ring, det bageste longitudinelle ligament, periosteum, ledkapsel, kar og membraner i rygmarven udføres af sinuvertebralnerven (n. sinuvertebralis), der består af sympatiske og somatiske fibre. Ernæring af disken hos en voksen sker ved diffusion gennem de hyaline plader.

De anførte anatomiske træk, såvel som data fra sammenlignende anatomi, tillod os at betragte den intervertebrale disk som et halvled (Schmorl, 1932), mens nucleus pulposus, der indeholder synovialvæske (Vinogradova TP, 1951), sammenlignes med ledhulen; ryghvirvlernes endeplader, dækket af hyalinbrusk, sammenlignes med ledender, og den fibrøse ring betragtes som ledkapsel og ligamentapparat.

Den intervertebrale disk er et typisk hydrostatisk system. Da væsker praktisk talt er ukomprimerbare, transformeres ethvert tryk, der virker på cellekernen, ensartet i alle retninger. Den fibrøse ring holder, med spændingen fra dens fibre, cellekernen og absorberer det meste af energien. På grund af diskens elastiske egenskaber afbødes stød og hjernerystelser, der overføres til rygsøjlen, rygmarven og hjernen, betydeligt, når man løber, går, hopper osv.

Kernens turgor varierer betydeligt: når belastningen falder, øges den, og omvendt. Et betydeligt tryk på kernen kan bedømmes ved, at efter at have været i vandret position i flere timer, forlænger udretningen af diskerne rygsøjlen med mere end 2 cm. Det er også kendt, at forskellen i menneskets højde i løbet af dagen kan nå op på 4 cm.

Hvirvellegemerne i forskellige dele af rygsøjlen har deres egne karakteristiske anatomiske og funktionelle træk.

[ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ]

Cervikal rygsøjle

I overensstemmelse med de funktionelle støtteopgaver øges størrelsen af hvirvellegemerne gradvist fra cervikalregionen til lænderegionen og når deres største størrelse i S-hvirvlerne;

• Halshvirvlerne har, i modsætning til dem, der er placeret nedenfor, relativt lave, ellipsoideformede legemer;
• Halshvirvlernes legemer er ikke adskilt fra hinanden af en disk langs hele deres længde. Disse aflange øvre-laterale kanter af hvirvellegemerne, kaldet halvmåneformede eller krogformede processer (processus uncinatus), der er forbundet med de nedre-laterale vinkler på de overliggende hvirvlers legemer, danner det såkaldte Luschka-led eller den ikke-vertebrale artikulation, ifølge Trolands terminologi. Mellem processus uncinatus og facetten af den øvre hvirvel er der et ikke-vertebrale mellemrum på 2-4 mm;
• De ikke-vertebrale ledflader er dækket af ledbrusk, og leddet er omgivet på ydersiden af en kapsel. I dette område divergerer de vertikale fibre i annulus fibrosus på diskens laterale overflade og løber i bundter parallelt med åbningen; disken støder dog ikke direkte op til dette led, da den gradvist forsvinder, når den nærmer sig den ikke-vertebrale fissure;
• Et anatomisk træk ved halshvirvlerne er tilstedeværelsen af åbninger ved bunden af de tværgående processer, hvorigennem a. vertebralis passerer;
• De intervertebrale åbninger C5 _, C6 _og C7 _har en trekantet form. Åbningens akse i snittet går i et skråt plan. Dermed skabes der betingelser for indsnævring af åbningen og kompression af roden med ikke-dækvertebrale vækster;
• Torntakkene i halshvirvlerne (undtagen C7 ₎ er delt og sænket;
• De artikulære processer er relativt korte, de er i en skrå position mellem frontal- og vandrette planer, hvilket bestemmer et betydeligt volumen af fleksions-ekstensionsbevægelser og noget begrænsede laterale hældninger;
• Rotationsbevægelser udføres hovedsageligt af de øvre halshvirvler på grund af den cylindriske artikulation af den odontoide processus med den artikulære overflade af C1-hvirvlen;
• _C7 's torntappen rager maksimalt frem og er let at palpere;
• Den cervikale rygsøjle er karakteriseret ved alle typer bevægelser (fleksion-ekstension, bøjning til højre og venstre, rotation) og i det største volumen;
• Den første og anden cervikale rod kommer frem bag atlantooccipital- og atlantoaxialleddene, og der er ingen intervertebrale skiver i disse områder;
• I den cervikale region er tykkelsen af intervertebrale diske 1/4 af højden af den tilsvarende ryghvirvel.

Halshvirvelsøjlen er mindre kraftfuld og mere mobil end lændehvirvelsøjlen og er generelt udsat for mindre belastning. Belastningen på 1 cm2 ^af halshvirvelskiven er dog ikke mindre, og endda større, end på 1 cm2 ^af lændehvirvelsøjlen (Mathiash). Som følge heraf er degenerative læsioner i halshvirvlerne lige så almindelige som i lændehvirvelsøjlen.

R. Galli et al. (1995) viste, at det ligamentøse apparat giver meget lille mobilitet mellem hvirvellegemerne: vandrette forskydninger af tilstødende hvirvler overstiger aldrig 3-5 mm, og vinkelhældninger - 11°.

Instabilitet af PDS bør forventes, når der er en afstand på mere end 3-5 mm mellem de tilstødende ryghvirvlers legemer, og når vinklen mellem ryghvirvlernes legemer øges med mere end 11°.

[ 10 ], [ 11 ], [ 12 ], [ 13 ]

Thoraxrygsøjlen

I brystregionen, hvor rygsøjlens bevægelsesområde er relativt lille, er ryghvirvlerne højere og tykkere end de cervikale. Fra Th ₅ til Th 12 brysthvirvler øges deres tværgående størrelse gradvist og nærmer sig størrelsen af de øvre lændehvirvler; intervertebrale diske i brystregionen er mindre end i lænde- og cervikalregionen; tykkelsen af intervertebrale diske er 1/3 af højden af den tilsvarende ryghvirvel; intervertebrale åbninger i brystregionen er smallere end i cervikalregionen; rygmarvskanalen er også smallere end i lænderegionen; tilstedeværelsen af et stort antal sympatiske fibre i brystrødderne forårsager ikke kun en ejendommelig vegetativ farvning af thoraxradikulopatier, men kan også forårsage udvikling af visceral smerte og dyskinesi; relativt massive, fortykkede i enderne, tværgående processer af brysthvirvlerne hælder noget bagud, og torntappene hælder skarpt nedad; Ribbens tuberkel støder op til den forreste overflade af den fortykkede frie ende af den tværgående processus og danner et ægte costotransversalt led; en anden artikulation dannes mellem ribbenshovedet og den laterale overflade af ryghvirvelens krop på diskens niveau.

Disse led styrkes af stærke ledbånd. Når rygsøjlen roterer, følger ribbenene og de laterale overflader af hvirvellegemerne med tværgående processer rygsøjlen og drejer sig om den lodrette akse som en enkelt enhed.

Brysthvirvelsøjlen har to karakteristiske træk:

• normal kyphotisk kurve i modsætning til lordotisk kurve i hals- og lændehvirvelsøjlen;
• artikulation af hver ryghvirvel med et par ribben.

Stabilitet og mobilitet i brysthvirvelsøjlen

De vigtigste stabiliserende elementer er: a) ribbestrukturen; b) intervertebrale diske; c) fibrøse ringe; d) ledbånd (anteriore og posteriore longitudinale ledbånd, radiale ledbånd, costotransversale ledbånd, intertransversale ledbånd, gule ledbånd, inter- og supraspinøse ledbånd).

Ribbenene med det ligamentøse apparat giver tilstrækkelig stabilitet og begrænser samtidig mobiliteten under bevægelser (fleksion - ekstension, lateral bøjning og rotation).

OBS! Ved bevægelse i thoraxregionen er rotationen mindst begrænset.

Intervertebrale diske udfører sammen med den fibrøse ring, udover at støddæmpe, en stabiliserende funktion: i denne sektion er diskene mindre end i cervikal- og lumbalsektionerne, hvilket minimerer mobiliteten mellem hvirvellegemerne.

Tilstanden af det ligamentøse apparat bestemmer stabiliteten af den thorakale rygsøjle.

En række forfattere (Heldsworth, Denis, Jcham, Taylor osv.) har underbygget teorien om trepunktsstabilitet.

Nøglerollen tildeles det posteriore kompleks: dets integritet er en væsentlig betingelse for stabilitet, og skader på de posteriore og midterste støttestrukturer manifesterer sig ved klinisk ustabilitet.

Et vigtigt stabiliserende element er ledkapslen, og leddenes anatomi sikrer også strukturernes integritet.

Leddene er orienteret i frontalplanet, hvilket begrænser fleksion-ekstension og lateral bøjning; derfor er subluksationer og dislokationer af led ekstremt sjældne i den thorakale region.

OBS! Det mest ustabile område er Th10-L1-zonen på grund af den relativt stabile thorakale region og den mere mobile lænderegion.

Lumbosakral rygsøjle

I lændehvirvelsøjlen, som bærer vægten af den overliggende sektion:

• ryghvirvlernes kroppe er de bredeste, de tværgående og artikulære processer er massive;
• Den forreste overflade af lændehvirvellegemerne er let konkav i sagittal retning; venstrehvirvels krop er lidt højere foran end bagved, hvilket anatomisk bestemmer dannelsen af lumbal lordose. Under lordose forskydes belastningsaksen bagud. Dette letter rotationsbevægelser omkring kroppens lodrette akse;
• Lændehvirvlernes tværgående processer er normalt placeret frontalt; de ventrale dele af lændehvirvlernes tværgående processer er underudviklede rester af de tilsvarende lænderibben, hvilket er grunden til, at de kaldes ribprocesser (processus costarii vertebrae lumbalis). Ved bunden af ribprocesserne er der mindre accessoriske processer (processus accessorius);
• Lændehvirvlernes artikulære processer stikker mærkbart ud, og deres artikulære overflader er placeret i en vinkel i forhold til sagittalplanet;
• Torntappene er fortykkede og rettet bagud næsten vandret; på den posterolaterale kant af hver øvre artikulær processus superior er der til højre og venstre en lille konisk mammillar processus (processus mamillaris);
• De intervertebrale åbninger i lænderegionen er ret brede. Ved rygsøjlesdeformation, degenerative processer og statiske lidelser optræder radikulært smertesyndrom dog oftest i denne region;
• lændeskiverne har, i overensstemmelse med den største belastning, den største højde - 1/3 af kropshøjden;
• Den hyppigste lokalisering af diskusprotrusioner og prolapser svarer til de mest overbelastede sektioner: rummet mellem L4 _og Ls _og, noget sjældnere, mellem C og S1;
• Nucleus pulposus er placeret på grænsen af den bageste og midterste tredjedel af disken. Den fibrøse ring i dette område er betydeligt tykkere foran, hvor den støttes af et tæt forreste longitudinalt ligament, der er stærkest udviklet i lænderegionen. Bagved er den fibrøse ring tyndere og er adskilt fra rygmarvskanalen af et tyndt og mindre udviklet bageste longitudinalt ligament, der er mere fast forbundet med intervertebrale diske end med hvirvellegemerne. Dette ligament er forbundet med sidstnævnte via løst bindevæv, hvori den venøse plexus er indlejret, hvilket skaber yderligere betingelser for dannelsen af fremspring og prolapser i rygmarvskanalens lumen.

Et af de karakteristiske træk ved rygsøjlen er tilstedeværelsen af fire såkaldte fysiologiske krumninger placeret i sagittalplanet:

• cervikal lordose, dannet af alle cervikale og øvre thorakale ryghvirvler; den største konveksitet er på niveau med _C5 og _C6;
• thorakal kyfose; den maksimale konkavitet er på niveau med Th ₆ - Th ₇;
• lumbal lordose, dannet af den sidste brysthvirvel og alle lændehvirvler. Den største krumning er placeret på kroppens niveau _L4;
• sakrococcygeal kyfose.

De vigtigste typer af funktionelle lidelser i rygsøjlen udvikler sig enten ved typen af udglatning af fysiologiske kurver eller ved typen af deres stigning (kyfose). Rygsøjlen er et enkelt aksialt organ, dets opdeling i forskellige anatomiske sektioner er betinget, derfor kan der ikke være hyperlordose, for eksempel i halshvirvelsøjlen med udglatning af lordose i lænden og omvendt.

I øjeblikket er de vigtigste typer af funktionelle lidelser i udglattede og hyperlordotiske varianter af ændringer i rygsøjlen blevet systematiseret.

1. Når rygsøjlens fysiologiske kurver udglattes, udvikles der en fleksionstype af funktionelle lidelser, der er karakteriseret ved en tvungen position af patienten (i en fleksionsposition) og omfatter:

• begrænset mobilitet i de motoriske segmenter af den cervikale rygsøjle, herunder i området omkring hovedleddene;
• inferior oblique capitis syndrom;
• læsioner i de dybe fleksormuskler i nakken og sternocleidomastoidmusklen;
• anterior scalene syndrom;
• skulderbladsregionens syndrom (levator scapulae syndrom);
• forreste brystvægssyndrom;
• i nogle tilfælde - scapulohumeralt periarthritis syndrom;
• i nogle tilfælde - lateral albue epikondylose syndrom;
• begrænset mobilitet af det første ribben, i nogle tilfælde - I-IV ribben, kravebensleddene;
• lumbal lordose-fladningssyndrom;
• paravertebral muskelsyndrom.

Begrænsning af mobilitet i de motoriske segmenter af lændehvirvelsøjlen og den nedre thorakale rygsøjle: i lændehvirvelsøjlen - fleksion og nedre thorakale rygsøjle - ekstension:

• begrænset mobilitet i sacroiliacleddet;
• adduktorsyndrom;
• iliopsoas syndrom.

2. Med en stigning i fysiologiske kurver i rygsøjlen udvikles en strækningstype af funktionelle lidelser, karakteriseret ved en rettet "stolt" gangart hos patienten og begrænset strækning i lænde- og cervikalhvirvelsøjlen under manifestationen af kliniske manifestationer af sygdommen. Det omfatter:

• begrænset mobilitet i motorsegmenterne af den midterste cervikale og cervikothorakale rygsøjle;
• cervikalgi i nakkestrækmusklerne;
• i nogle tilfælde - intern albue epikondylose syndrom;
• begrænset mobilitet i de motoriske segmenter af brysthvirvelsøjlen.
• lumbal hyperlordose syndrom;
• begrænsning af ekstension i lændehvirvelsøjlens motoriske segmenter: L1-L2 og L2 L3 _, i nogle tilfælde - _L3 - _L4;
• hamstring syndrom;
• hofteabduktorsyndrom;
• piriformis syndrom;
• coccydynia syndrom.

Når symmetrien i den aktive indsats forstyrres, selv under normale fysiologiske forhold, sker der således en ændring i rygsøjlens konfiguration. På grund af fysiologiske kurver kan rygsøjlen modstå en aksial belastning, der er 18 gange større end en betonsøjle af samme tykkelse. Dette er muligt, fordi belastningskraften i tilfælde af kurver fordeles jævnt i hele rygsøjlen.

Rygsøjlen omfatter også dens faste del - korsbenet og den let mobile haleben.

Korsbenet og den femte lændehvirvel er grundlaget for hele rygsøjlen, der giver støtte til alle dens overliggende sektioner og oplever den største belastning.

Rygsøjlens dannelse og udviklingen af dens fysiologiske og patologiske kurver er betydeligt påvirket af positionen af IV og V lændehvirvler og korsbenet, dvs. forholdet mellem korsbenet og de overliggende dele af rygsøjlen.

Normalt er korsbenet i en vinkel på 30° i forhold til kroppens lodrette akse. En udtalt hældning af bækkenet forårsager lumbal lordose for at opretholde balancen.

[ 14 ], [ 15 ], [ 16 ], [ 17 ]