Анатомични и биомеханични особености на гръбначния стълб

Гръбначният стълб трябва да се разглежда от анатомичната (биомеханична) и функционална страна.

Анатомично, гръбначният път се състои от 32, понякога 33 отделни прешлени, свързани помежду си с междупрешленните дискове (art. Intersomatica), които представляват синхронза и ставите (art. Intervertebrales). Стабилността или стабилността на гръбначния стълб се осигурява от мощен свързващ апарат, който свързва гръбначните тела (lig. Longitudinale anterius et posterius), и капсулата на междупрешленните стави, връзките между прешлените (lig. Flava), връзките между спинозните процеси (lig. Supraspinosum et intraspinusinusinusinusinusinusinusinusinusinusinusinusinusinusinusinusinusinusinusinusinus).

От биомеханична гледна точка гръбначният стълб е подобен на кинематична верига, състояща се от отделни връзки. Всеки прешлен се събира в съседните три точки:

В две междупрешленни стави в гърба и телата (през междинното гърло) отпред.

Ставите между ставните процеси са истинските стави.

Разположени една над друга, прешлените образуват два стълба - преден, изграден за сметка на гръбначните тела, и задната част, образувана от арките и междупрешленните стави.

Подвижността на гръбначния стълб, нейната еластичност и еластичност, способността да издържат на значителни натоварвания до известна степен се осигуряват от междупрешленните дискове, които са в тясна анатомична и функционална връзка с всички структури на гръбначния стълб, които образуват гръбначния стълб.

Интервертебралният диск играе водеща роля в биомеханиката, тъй като е “душата на движението” на гръбначния стълб (Franceschilli, 1947). Като сложна анатомична форма, дискът изпълнява следните функции:

• свързващи прешлени
• осигуряване на подвижността на гръбначния стълб,
• защита на гръбначните тела от постоянна травматизация (амортизационна роля).

ВНИМАНИЕ! Всеки патологичен процес, отслабвайки функцията на диска, нарушава биомеханиката на гръбначния стълб. Функционалните възможности на гръбначния стълб също са нарушени.

Анатомичният комплекс, състоящ се от един междинно гръбначен диск, два съседни прешлени със съответните стави и съединителен апарат на това ниво се нарича вертебрален двигателен сегмент (PDS).

Междупрешленният диск се състои от две хиалинови пластинки, в непосредствена близост до крайните плочи на телата на съседните прешлени, пулпното ядро (nucleus pulposus) и фиброзния пръстен (annulus fibrosus).

Пулпусното ядро, което е остатък от гръбначния мозък, съдържа:

• интерстициално вещество хондрин;
• малък брой хрущялни клетки и преплитащи се колагенови влакна, които образуват вид капсула и му придават еластичност.

ВНИМАНИЕ! В средата на пулпо-зус ядрото има кухина, чийто обем е обикновено 1-1.5 cm ³.

Фиброзният пръстен на междупрешленния диск се състои от плътни връзки на съединителната тъкан, преплитащи се в различни посоки.

Централните снопчета на влакнестия пръстен са разположени свободно и постепенно преминават в капсулата на ядрото, докато периферните снопове плътно прилягат един към друг и са вградени в костния край. Задният полукръг на пръстена е по-слаб от предния, особено в лумбалния и шийния прешлен. Страничните и предните секции на междупрешленния диск леко излизат извън границите на костната тъкан, тъй като дискът е малко по-широк от телата на прилежащите прешлени.

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

Спинални връзки

Предният надлъжен лигамент, който е периост, е здраво прикрепен към гръбначните тела и свободно се разпространява върху диска.

Задните надлъжни лигаменти, които участват в образуването на предната стена на гръбначния канал, напротив, свободно се разпространяват по повърхността на гръбначните тела и се съединяват с диска. Този лигамент е добре представен в шийката на гръбначния стълб и гръдния кош; в лумбалната част тя се свежда до тясна лента, по време на която често могат да се наблюдават дори пролуки. За разлика от предната надлъжна връзка, тя е много слабо развита в лумбалната област, при която най-често се забелязва пролапс на диска.

Жълтите връзки (общо 23 лигамента) са сегментирани, вариращи от прешлените С до S прешлените. Тези връзки действат като в гръбначния канал и по този начин намаляват неговия диаметър. Поради факта, че те са най-развити в лумбалната област, при патологична хипертрофия могат да се наблюдават явления на компресия на хвощ.

Механичната роля на тези връзки е различна и особено важна от гледна точка на статиката и кинематиката на гръбначния стълб:

• те запазват цервикалната и лумбалната лордоза, като по този начин засилват действието на паравертебралните мускули;
• определят посоката на движение на гръбначните тела, чиято амплитуда се контролира от междупрешленните дискове;
• защита на гръбначния стълб директно чрез затваряне на пространството между плочите и индиректно чрез тяхната еластична структура, благодарение на което по време на удължаването на тялото тези връзки остават напълно опънати (при условие, че ако те бъдат намалени, техните гънки биха стиснали гръбначния мозък);
• заедно с паравертебралните мускули допринасят за привеждане на тялото от вентралната флексия в изправено положение;
• Те имат инхибиторен ефект върху пулпалните ядра, които чрез натискане на интердиска са склонни да отдалечават две съседни гръбначни тела.

Връзката между дръжките и процесите на прилежащите прешлени се извършва не само в жълто, но и между интестростазите, ипостазите и междупреходните връзки.

В допълнение към дисковете и надлъжните връзки, прешлените са свързани с две междупрешленни стави, образувани от ставни процеси с характеристики в различни части. Тези процеси ограничават междупрешленните отвори, през които излизат нервните корени.

Иннервацията на външните деления на фиброзния пръстен, задната надлъжна лигамента, периоста, капсулата на ставите, съдовете и мембраните на гръбначния мозък се извършва от синусо-вертебралния нерв (n. Sinuvertebralis), състоящ се от симпатични и соматични влакна. Храненето на диска при възрастен се осъществява чрез дифузия през хиалинови пластини.

Изброените анатомични особености, както и сравнителни анатомични данни, позволяват да се вземе предвид междупрешленният диск като полу-став (Schmorl, 1932), докато пулпалното ядро, съдържащо синовиалната течност (Виноградова Т.П., 1951) се сравнява с кухината на ставата; гръбначният край, покрит с хиалинен хрущял, се оприличава на ставните краища, а влакнестият пръстен се разглежда като ставна капсула и лигаментна апаратура.

Интервертебралният диск е типична хидростатична система. Поради факта, че течностите са практически несвиваеми, всяко налягане, действащо върху ядрото, се преобразува равномерно във всички посоки. Влакнестият пръстен, чрез активиране на неговите влакна, държи сърцевината и абсорбира по-голямата част от енергията. Поради еластичните свойства на диска, треморите и треперенето, предавани към гръбначния стълб, гръбначния мозък и мозъка, са значително омекотени при движение, ходене, скачане и др.

Ядровият тургор се променя в значителни граници: с намаляващ товар той се повишава и обратно. Значителен натиск на ядрото може да се прецени от факта, че след като е бил в хоризонтално положение в продължение на няколко часа, изправянето на дисковете удължава гръбнака с повече от 2 cm.

Гръбначните тела в различни части на гръбначния стълб имат свои отличителни анатомични и функционални характеристики.

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

Шийните прешлени

Според функционалните задачи на опората, размерите на гръбначните тела постепенно се увеличават от цервикалната към лумбалната, достигайки максималния размер в S прешлените;

• шийните прешлени, за разлика от тези, разположени по-долу, имат относително ниски елипсовидни тела;
• телата на цервикалните прешлени са отделени един от друг с диск не навсякъде. Тези удължени горни ръбове на гръбначните тела, наречени полулунни или закачени процеси (processus uncinatus), свързващи се с долните странични ъгли на телата на горните прешлени, образуват т.нар. Между processus uncinatus и фасетата на горния прешлен се наблюдава разкрита бълбукална цепка 2-4 mm;
• некристалните съчленени повърхности са покрити със ставния хрущял, а извън ставата е заобиколен от капсула. В тази област, вертикалните влакна на фиброзния пръстен на страничната повърхност на диска се разминават и се движат в снопчета успоредно на дупката; в същото време дискът не е непосредствено свързан с тази става, тъй като при наближаването си до разкриващата се фиброза, тя постепенно изчезва;
• Анатомична характеристика на шийните прешлени е наличието на дупки в основата на напречните процеси, при които a. Vertebralis;
• междупрешленните форамен C ₅, С ₆ и С ₇ са с триъгълна форма. Оста на отвора в участъка преминава в наклонена равнина. По този начин се създават условия за стесняване на отвора и компресиране на гръбначния стълб по време на разкриването на бълбука;
• спинозните процеси на шийните прешлени (с изключение на С ₇ ) се разделят и спускат надолу;
• ставни процеси са сравнително къси, те са в наклонено положение между челните и хоризонталните равнини, което определя значително количество движения на сгъване и удължаване и донякъде ограничени странични наклонности;
• въртеливи движения се извършват главно от горните шийни прешлени, дължащи се на цилиндричната става на зъбообразния процес със ставната повърхност на прешлен С1;
• спинозния процес С ₇ се подава максимално и лесно осезаем;
• всички видове движения (флексия-удължаване, накланяне на дясно и ляво, въртеливо) и в най-голяма степен са характерни за шийните прешлени;
• първият и вторият цервикален корен се простират зад атланто-тилната и атланто-аксиалната стави и в тези области няма интервертебрални дискове;
• в шийните прешлени, дебелината на междупрешленните дискове е 1/4 от височината на съответния прешлен.

Шийните прешлени са по-малко мощни и по-мобилни от лумбалните и обикновено са подложени на по-малко стрес. Въпреки това, натоварването на 1 cm ² на шийката на диска не е по-малко, но дори по-голямо от 1 cm ^{2 на} лумбалната област (Mathiash). В резултат на това, дегенеративни лезии на шийните прешлени се появяват толкова често, колкото в лумбалната област.

R.Galli et al. (1995) показват, че лигаментният апарат осигурява много малка подвижност между гръбначните тела: хоризонталните измествания на съседните прешлени никога не превишават 3-5 мм, а ъгловият наклон е 11 °.

Нестабилността на PDS трябва да се очаква, ако има разстояние от повече от 3-5 mm между междинните пространства на прилежащите прешлени и с увеличаване на ъгъла между телата на прешлените повече от 11 °. 

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

Гръден кош

В областта на гръдния кош, където обемът на гръбначните движения е сравнително малък, прешлените са по-високи и по-дебели от шийните. От Th ₅ до TH12 на гръдния прешлен, техният напречен размер постепенно се увеличава, приближавайки се до размера на горните лумбални прешлени; междупрешленните дискове в гръдната област имат по-ниска височина, отколкото в областите на лумбалната и цервикалната област; дебелина на междупрешленния диск е 1/3 от височината на съответния прешлен; междупрешленните отвори в гръдната област по-тесни, отколкото в цервикалния; гръбначният канал също е по-тесен, отколкото в лумбалната област; присъствието в корените на гръдния кош на голям брой симпатични влакна не само предизвиква особен вегетативен цвят на гръдната радикулопатия, но може също да предизвика развитие на висцерална болка и дискинезии; сравнително масивни, удебелени в краищата, напречните процеси на гръдните прешлени са наклонени донякъде назад и спинозните процеси са рязко наклонени надолу; горният край на реброто се присъединява към предната повърхност на удебеления свободен край на напречния процес, като образува истинско крайбрежно съединение; друга част се образува между главата на ребрата и страничната повърхност на тялото на гръбначния стълб на нивото на диска.

Тези стави са подсилени със силни връзки. Когато гръбначният вик се върти, ребрата и страничните повърхности на гръбначните тела с напречни процеси следват гръбначния стълб, обръщайки се около вертикалната ос като цяло.

Гръдният кош се отличава с две характеристики:

• нормален кифотичен завой, за разлика от лордовия завой на шийните и лумбалните области;
• съчленяване на всеки прешлен с двойка ребра.

Стабилност и подвижност на гръдния кош

Основните стабилизиращи елементи са: а) гръден кош; б) междупрешленните дискове; c) влакнести пръстени; г) сухожилия (предни и задни надлъжни връзки, лъчева връзка, реберно-напречна връзка, между напречни връзки, жълти лигаменти, между- и супраспинозни връзки).

Ребрата с лигаментна апаратура осигуряват достатъчна стабилност и в същото време ограничават подвижността по време на движенията (сгъване - разширение, странични наклони и ротация).

ВНИМАНИЕ! По време на движенията в областта на гръдния кош, въртенето е най-малко ограничено.

В допълнение към обезценяването, междупрешленните дискове с влакнести пръстени изпълняват стабилизираща функция: в този участък дисковете са по-малки, отколкото в цервикалните и лумбалните области, което намалява мобилността между гръбначните тела.

Състоянието на сухожилния апарат определя стабилността на гръдния кош.

Редица автори (Хелдсуърт, Денис, Джам, Тейлър и др.) Обосновават теорията за стабилността с три подкрепления.

Ключова роля играе задният комплекс: неговата цялост е необходимо условие за стабилност, а увреждането на задните и средните поддържащи структури се проявява с клинична нестабилност.

Важен стабилизиращ елемент са ставните торби, а анатомията на фугите също осигурява целостта на структурите.

Фугите са ориентирани във фронталната равнина, което ограничава сгъването-удължаване и страничните наклони; следователно, в областта на гръдния кош, субуляциите и дислокациите на ставите са изключително редки.

ВНИМАНИЕ! Най-нестабилната област е зоната Th10-L1 поради относително стабилните гръдни и по-подвижни лумбални области.

Лумбосакрален гръбначен стълб

В лумбалния отдел на гръбначния стълб, който подкрепя тежестта на лекуващия отдел:

• гръбначни тела широки, напречни и ставни процеси масивни;
• предната повърхност на телата на лумбалните прешлени е леко вдлъбната в сагиталната посока; тялото на L прешлен в предната част е малко по-високо, отколкото в гърба, което определя анатомично образуването на лумбалната лордоза. При условия на лордоза, оста на натоварване се измества назад. Това улеснява въртеливото движение около вертикалната ос на тялото;
• напречните процеси на лумбалните прешлени обикновено са разположени фронтално; вентралните части на напречните процеси на лумбалните прешлени са недоразвити остатъци от съответните лумбални ребра, затова те се наричат реберни процеси (processus costarii vertebrae lumbalis). В основата на процесите на ребра има по-малки инкрементални процеси (processus accessorius);
• стативните процеси на лумбалните прешлени изпъкват на видно място, а техните ставни повърхности са под ъгъл към сагиталната равнина;
• гръбначните процеси са удебелени и задни почти хоризонтални; има малък коничен мастоиден процес (processus mamillaris) на задния-страничен ръб на всеки по-висш шарнирен процес отдясно и вляво;
• Интервертебралните отвори в лумбалния отдел на гръбначния стълб са доста широки. Въпреки това, в условията на деформация на гръбначния стълб, дегенеративни процеси, статични нарушения в тази секция най-често се появява болки радикуларен синдром;
• съответно лумбалните дискове, изпълнени с най-голям товар, са с най-голяма височина - 1/3 от височината на тялото;
• най-честото локализиране на издатини и пролапси на диска съответства на най-претоварените участъци: разстоянието между L ₄ и L _s и малко по-рядко между C и S1;
• пулпното ядро се намира на границата на задната и средната трета на диска. Влакнестият пръстен в тази област е много по-дебел в предната част, където е поддържан от плътна предна надлъжна връзка, която е най-силно развита в лумбалната област. Гърбът на фиброзния пръстен е по-тънък и се отделя от гръбначния канал с тънък и по-слабо развит задни надлъжен лигамент, който е по-здраво свързан с междупрешленните дискове, отколкото с гръбначните тела. С последния, този лигамент е свързан с разхлабена съединителна тъкан, в която е положен венозен сплит, което създава допълнителни условия за образуването на издатини и пролапси в лумена на гръбначния канал.

Една от характерните черти на гръбначния стълб е наличието на четири така наречени физиологични криви, разположени в сагиталната равнина:

• цервикална лордоза, образувана от всички шийни и горни гръбначни прешлени; най-голямата издатина е на ниво C ₅ и C ₆;
• гръдна кифоза; максималната вдлъбнатост е на нивото на Th ₆ - Th ₇;
• лумбална лордоза, която се образува от последния гръден кош и всички лумбални прешлени. Най кривина е на нивото на тялото L ₄;
• сакрокоциезна кифоза.

Основните видове функционални нарушения в гръбначния стълб се развиват или според вида на гладкост на физиологичните криви, или според вида на тяхното увеличаване (кифоза). Гръбначният стълб е единичен аксиален орган, който условно се разделя на различни анатомични деления, затова не може да има хиперлордоза, например в шийните прешлени с гладкост на лордозата в лумбалната област и обратно.

В момента се систематизират основните типове функционални нарушения с изгладени и хиперлордотични варианти на промени в гръбначния стълб.

1. При заглаждане на физиологичните изкривявания на гръбначния стълб се развива функционално разтягащо разстройство, характеризиращо се с принудително положение на пациента (в положение на огъване) и включващо:

• ограничаване на подвижността в двигателните сегменти на шийните прешлени, включително в областта на ставите на главата;
• синдром на долния наклонен мускул на главата;
• лезии на дълбоките флексори на мускулите на шията и стерилно-клетъчния мускул;
• синдром на предния скален мускул;
• синдром на горната част на фисурата (синдром на мускула, който повдига лопатката);
• синдром на предната гръдна стена;
• в някои случаи - синдром на химерокапуларен периартрит;
• в някои случаи, синдром на външната ултранозна епикондилоза;
• ограничаване на подвижността на първото ребро, в някои случаи - I-IV ребра, ключични стави;
• синдром на гладкост на лумбалната лордоза;
• синдром на паравертебралния мускул.

Ограничаване на подвижността в двигателните сегменти на лумбалната и долната гръбнака на гръбначния стълб: в лумбалната флексия и долната гръдна - разширение:

• ограничена подвижност в сакроилиачната става;
• синдром на надбъбречния мускул;
• синдром на илео-лумбалния мускул.

2. С увеличаване на физиологичните завои в гръбначния стълб се развива гъвкав тип функционално увреждане, характеризиращо се с изправена "горда" походка на пациента и ограничаване на разширяването в лумбалния и шийния прешлен по време на проявата на клиничните прояви на заболяването. Тя включва:

• ограничаване на подвижността в двигателните сегменти на средно-шийните и шийните яйчници на гръбначния стълб;
• цервикалгия на мускулите - екстензори на шията;
• в някои случаи, синдромът на вътрешната елиминарна епикондилоза;
• ограничаване на подвижността в двигателните сегменти на гръдния кош.
• синдром на лумбалната хиперлордоза;
• граница разширение на сегментите на лумбалните движение: клеми L1- L2 и L ₂ -L ₃, в някои случаи - L ₃ - L ₄;
• синдром на бедрена мускулна група;
• синдром на освобождаване на феморалния мускул;
• синдром на пириформис;
• синдром на коциклодиния.

Така, когато симетрията на активните сили е нарушена дори при нормални физиологични условия, се променя конфигурацията на гръбначния стълб. Благодарение на физиологичните криви гръбначният стълб може да издържи 18 пъти по-голямо от аксиално натоварване от една и съща дебелина. Това е възможно благодарение на факта, че при наличие на завои силата на натоварване се разпределя равномерно по цялата гръбнака.

Гръбначният стълб също включва фиксираното му разделение, сакрума и бавно движещата се опашна кост.

Сакрумът и петият лумбален прешлен са в основата на целия гръбначен стълб, които осигуряват подкрепа за всички негови горни отдели и изпитват най-голямо напрежение.

Образуването на гръбначния стълб и формирането на неговите физиологични и патологични завои са силно повлияни от позицията на IV и V лумбалните прешлени и сакрума, т.е. Съотношението между сакралната и горната част на гръбначния стълб.

Обикновено сакрумът спрямо вертикалната ос на тялото е под ъгъл от 30 °. Изявеният наклон на таза причинява лумбалната лордоза, за да се поддържа баланс.

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