A gerinc anatómiai-biomechanikai jellemzői

A gerincoszlopot anatómiai (biomechanikai) és funkcionális oldalról kell figyelembe venni.

Anatómiailag a gerinc 32, néha 33 különálló csigolyából áll, amelyeket porckorongok (art. intersomatica) és ízületek (art. intervertebrales) kötnek össze. A gerinc stabilitását vagy szilárdságát a csigolyák testét (lig. longitudinale anterius et posterius) és a csigolyaközi ízületek tokját összekötő erős szalagrendszer, a csigolyaíveket összekötő szalagok (lig. flava), valamint a tövisnyúlványokat összekötő szalagok (lig. supraspinosum et intraspinosum) biztosítják.

Biomechanikai szempontból a gerinc egy kinematikus lánchoz hasonlít, amely különálló láncszemekből áll. Minden csigolya három ponton kapcsolódik a szomszédos csigolyához:

A két csigolyaközi ízületnél hátul, és a testeknél (a csigolyaközi porckorongon keresztül) elöl.

Az ízületi folyamatok közötti kapcsolatok alkotják az igazi ízületeket.

Az egymás felett elhelyezkedő csigolyák két oszlopot alkotnak - az elülsőt, amely a csigolyák testéből épül fel, és a hátsót, amely az ívekből és a csigolyaközi ízületekből áll.

A gerinc mobilitását, rugalmasságát és ellenálló képességét, a jelentős terhelések elviselésének képességét bizonyos mértékig az intervertebrális porckorongok biztosítják, amelyek szoros anatómiai és funkcionális kapcsolatban állnak a gerincoszlopot alkotó összes gerincszerkezettel.

A csigolyaközi porckorong vezető szerepet játszik a biomechanikában, mivel a gerinc „mozgásának lelke” (Franceschilli, 1947). Komplex anatómiai képződményként a porckorong a következő funkciókat látja el:

• csigolyák összeolvadása,
• a gerincoszlop mobilitásának biztosítása,
• a csigolyatestek védelme az állandó traumától (ütéscsillapító szerep).

FIGYELEM! Bármely kóros folyamat, amely gyengíti a porckorong működését, megzavarja a gerinc biomechanikáját. A gerinc funkcionális képességei is sérülnek.

Az egy csigolyaközi porckorongból, két szomszédos csigolyából és a hozzá tartozó ízületekből, valamint az ezen a szinten található szalagrendszerből álló anatómiai komplexumot csigolyamozgási szegmensnek (VMS) nevezzük.

A csigolyaközi porckorong két üveglemezből áll, amelyek szorosan illeszkednek a szomszédos csigolyák testének, a nucleus pulposusnak és a rostos gyűrűnek (annulus fibrosus) a véglemezeihez.

A nucleus pulposus, amely a dorzális notochorda maradványa, a következőket tartalmazza:

• intersticiális anyag, chondrin;
• kis számú porcsejt és összefonódó kollagénrostok, amelyek egyfajta kapszulát alkotnak és rugalmasságot biztosítanak.

FIGYELEM! A nucleus pulposus közepén egy üreg található, amelynek térfogata normálisan 1-1,5 ^cm3.

Az intervertebrális korong rostos gyűrűje sűrű kötőszöveti kötegekből áll, amelyek különböző irányokba fonódnak.

A rostos gyűrű központi kötegei lazán helyezkednek el, és fokozatosan átjutnak a mag kapszulájába, míg a perifériás kötegek szorosan egymás mellett helyezkednek el, és a csont marginális szélébe ágyazódnak. A gyűrű hátsó félköre gyengébb, mint az elülső, különösen az ágyéki és nyaki gerincben. Az intervertebrális porckorong oldalsó és elülső része kissé kiáll a csontszöveten, mivel a porckorong valamivel szélesebb, mint a szomszédos csigolyák teste.

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

Gerincszalagok

Az elülső hosszanti szalag, amely a csonthártya, szilárdan összenő a csigolyák testével, és szabadon áthalad a porckorongon.

A hátsó hosszanti szalag, amely részt vesz a gerinccsatorna elülső falának kialakításában, ezzel szemben szabadon vetül a csigolyatestek felszínére, és összenő a porckoronggal. Ez a szalag jól reprezentált a nyaki és a háti gerincben; az ágyéki régióban keskeny sávvá redukálódik, amely mentén gyakran hézagok figyelhetők meg. Az elülső hosszanti szalaggal ellentétben az ágyéki régióban, ahol a porckorong prolapszusa a leggyakrabban megfigyelhető, nagyon rosszul fejlett.

A sárga szalagok (összesen 23 szalag) szegmentálisan helyezkednek el, a C-csigolyától az S-csigolyáig. Ezek a szalagok látszólag benyúlnak a gerinccsatornába, ezáltal csökkentve annak átmérőjét. Mivel az ágyéki régióban a legfejlettebbek, kóros hipertrófiájuk esetén a lófarok összenyomódásának jelensége figyelhető meg.

Ezen szalagok mechanikai szerepe eltérő, és különösen fontos a gerincoszlop statikája és kinematikája szempontjából:

• fenntartják a nyaki és ágyéki lordózist, ezáltal erősítve a paravertebrális izmok működését;
• határozza meg a csigolyatestek mozgásirányát, amelynek amplitúdóját az intervertebrális korongok szabályozzák;
• közvetlenül a lemezek közötti tér lezárásával, közvetve pedig rugalmas szerkezetükön keresztül védik a gerincvelőt, aminek köszönhetően a törzs nyújtása során ezek a szalagok teljesen megnyúltak maradnak (feltéve, hogy összehúzódás esetén a redőik összenyomnák a gerincvelőt);
• a paravertebrális izmokkal együtt segítik a törzset a hasi hajlításból függőleges helyzetbe hozni;
• gátló hatással vannak a nucleus pulposusra, amelyek az interdiscális nyomás révén két szomszédos csigolyatestet igyekeznek egymástól elmozdítani.

A szomszédos csigolyák íveinek és folyamatainak összekapcsolását nemcsak a sárga, hanem az interspinous, supraspinous és intertransverse szalagok is végzik.

A porckorongokon és a hosszanti szalagokon kívül a csigolyákat két csigolyaközi ízület köti össze, amelyeket ízületi nyúlványok alkotnak, amelyek különböző szakaszokban mutatnak jellemzőket. Ezek a nyúlványok korlátozzák azokat a csigolyaközi nyílásokat, amelyeken keresztül az ideggyökerek kilépnek.

A gerincvelő rostos gyűrűjének, a hátsó hosszanti szalagnak, a csonthártyának, az ízületi toknak, az ereknek és a membránoknak a külső részeinek beidegzését a sinuvertebrális ideg (n. sinuvertebralis) végzi, amely szimpatikus és szomatikus rostokból áll. A felnőtt porckorong táplálása a hialinlemezeken keresztüli diffúzióval történik.

A felsorolt anatómiai jellemzők, valamint az összehasonlító anatómiából származó adatok lehetővé tették számunkra, hogy a csigolyaközi porckorongot félízületnek tekintsük (Schmorl, 1932), míg az ízületi folyadékot tartalmazó nucleus pulposus (Vinogradova TP, 1951) az ízületi üreghez hasonlítható; a csigolyák hialinporccal borított véglapjait az ízületi végekhez hasonlítjuk, a rostos gyűrűt pedig az ízületi toknak és a szalagrendszernek tekintjük.

A porckorong tipikus hidrosztatikai rendszer. Mivel a folyadékok gyakorlatilag összenyomhatatlanok, a magra ható bármilyen nyomás minden irányban egyenletesen alakul át. A rostos gyűrű rostjainak feszültségével megtartja a magot és elnyeli az energia nagy részét. A porckorong rugalmas tulajdonságainak köszönhetően a gerincbe, a gerincvelőbe és az agyba továbbított lökések és rázkódások jelentősen csökkennek futás, járás, ugrás stb. során.

A törzs turgora jelentősen változik: amikor a terhelés csökken, akkor növekszik, és fordítva. A törzsre nehezedő jelentős nyomást az jelzi, hogy több órás vízszintes helyzetben tartózkodás után a porckorongok kiegyenesedése több mint 2 cm-rel megnyújtja a gerincet. Az is ismert, hogy az emberi magasságkülönbség a nap folyamán elérheti a 4 cm-t.

A gerinc különböző részein található csigolyatesteknek saját jellegzetes anatómiai és funkcionális jellemzőik vannak.

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

Nyaki gerinc

A támasztás funkcionális feladataival összhangban a csigolyatestek méretei fokozatosan növekednek a nyaki régióktól az ágyéki régiókig, legnagyobb méretüket az S csigolyákban érik el;

• A nyakcsigolyák, ellentétben az alattuk elhelyezkedőkkel, viszonylag alacsony, ellipszoid alakú testtel rendelkeznek;
• A nyakcsigolyák testeit nem választja el egymástól teljes hosszukban egy korong. A csigolyatestek ezen megnyúlt felső-oldalsó szélei, amelyeket félhold alakú vagy horog alakú nyúlványoknak (processus uncinatus) neveznek, a felettük fekvő csigolyák testeinek alsó-oldalsó szögleteivel összekapcsolódva alkotják az úgynevezett Luschka-ízületet, vagy Troland terminológiája szerint az uncovertebrális artikulációt. A processus uncinatus és a felső csigolya fazettája között 2-4 mm-es uncovertebrális rés található;
• Az uncovertebrális ízületi felszíneket ízületi porc borítja, az ízületet pedig kívülről egy tok veszi körül. Ebben a régióban a porckorong oldalsó felszínén található annulus fibrosus függőleges rostjai elágaznak, és a nyílással párhuzamosan kötegekben futnak; a porckorong azonban nem csatlakozik közvetlenül ehhez az ízülethez, mivel az uncovertebrális fissura felé közeledve fokozatosan eltűnik;
• A nyakcsigolyák anatómiai jellemzője a harántnyúlványok tövében található nyílások jelenléte, amelyeken keresztül az a. vertebralis áthalad;
• _{A C5,} C6 _és C7 csigolyaközi nyílások háromszög _alakúak. A metszetben a nyílás tengelye ferde síkban halad. Így létrejönnek a feltételek a nyílás szűküléséhez és a gyökér összenyomásához a fedetlen kinövések esetén;
• a nyakcsigolyák tövisnyúlványai (a C7 kivételével ₎ kettéhasadnak és lesüllyednek;
• az ízületi folyamatok viszonylag rövidek, ferde helyzetben vannak a frontális és a vízszintes sík között, ami jelentős mennyiségű hajlító-nyújtó mozgást és némileg korlátozott oldalirányú dőlést határoz meg;
• a forgómozgásokat főként a felső nyakcsigolyák végzik, mivel az odontoid folyamat hengeres artikulációval rendelkezik a C1 csigolya ízületi felületével;
• _{a C 7} tövisnyúlványa maximálisan kiáll és könnyen tapintható;
• a nyaki gerincet mindenféle mozgás jellemzi (hajlítás-nyújtás, jobbra és balra hajlítás, forgás) és a legnagyobb térfogatban;
• az első és a második nyaki gyökér az atlantooccipitalis és atlantoaxiális ízületek mögött ered, és ezeken a területeken nincsenek csigolyaközi porckorongok;
• A nyaki régióban az intervertebrális korongok vastagsága a megfelelő csigolya magasságának 1/4-e.

A nyaki gerinc kevésbé erős és mozgékonyabb, mint az ágyéki gerinc, és általában kisebb terhelésnek van kitéve. A nyaki porckorong 1 cm2-ére jutó terhelés azonban ^nem kisebb, sőt nagyobb, mint az ágyéki gerinc 1 cm2-ére jutó ^terhelés (Mathiash). Ennek eredményeként a nyakcsigolyák degeneratív elváltozásai ugyanolyan gyakoriak, mint az ágyéki gerincben.

R. Galli és munkatársai (1995) kimutatták, hogy a szalagrendszer nagyon csekély mobilitást biztosít a csigolyatestek között: a szomszédos csigolyák vízszintes elmozdulása soha nem haladja meg a 3-5 mm-t, a szögelhajlás pedig a 11°-ot.

A PDS instabilitására akkor kell számítani, ha a szomszédos csigolyák testei között 3-5 mm-nél nagyobb a távolság, és ha a csigolyák testei közötti szög több mint 11°-kal nő.

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

Mellkasi gerinc

A mellkasi régióban, ahol a gerinc mozgástartománya viszonylag kicsi, a csigolyák magasabbak és vastagabbak, mint a nyaki csigolyák. A Th5-től _a Th12-ig terjedő mellkasi csigolyákig a harántméretük fokozatosan növekszik, megközelítve a felső ágyéki csigolyák méretét; a mellkasi régióban a csigolyaközi porckorongok kisebbek, mint az ágyéki és nyaki régióban; a csigolyaközi porckorongok vastagsága a megfelelő csigolya magasságának 1/3-a; a mellkasi régióban a csigolyaközi nyílások keskenyebbek, mint a nyaki régióban; a gerinccsatorna szintén keskenyebb, mint az ágyéki régióban; a mellkasi gyökerekben található nagyszámú szimpatikus rost jelenléte nemcsak a mellkasi radikulopátiák sajátos vegetatív színeződését okozza, hanem zsigeri fájdalom és diszkinézia kialakulását is okozhatja; a mellkasi csigolyák viszonylag masszív, a végein megvastagodott harántnyúlványai kissé hátrafelé dőlnek, a tövisnyúlványok pedig élesen lefelé dőlnek; A borda tuberkuluma a harántnyúlvány megvastagodott szabad végének elülső felületéhez csatlakozik, valódi kostotranszverzális ízületet képezve; egy másik ízület alakul ki a borda feje és a csigolya testének oldalsó felszíne között a porckorong szintjén.

Ezeket az ízületeket erős szalagok erősítik. Amikor a gerinc forog, a bordák és a csigolyatestek oldalsó felszínei a harántnyúlványokkal együtt követik a gerincet, egyetlen egységként fordulnak el a függőleges tengely körül.

A háti gerincnek két jellegzetes jellemzője van:

• normális kyfotikus görbület a nyaki és ágyéki gerinc lordózisos görbületével szemben;
• minden csigolya artikulációja egy pár bordával.

A háti gerinc stabilitása és mobilitása

A fő stabilizáló elemek a következők: a) a bordaváz; b) csigolyaközi porckorongok; c) rostos gyűrűk; d) szalagok (elülső és hátulsó hosszanti szalagok, radiális szalag, kostotranszverzális szalag, intertranszverzális szalagok, sárga szalag, inter- és supraspinatus szalagok).

A szalagos készülékkel ellátott bordák elegendő stabilitást biztosítanak, és ugyanakkor korlátozzák a mobilitást mozgások során (hajlítás - nyújtás, oldalirányú hajlítás és forgatás).

FIGYELEM! A mellkasi régióban történő mozgás során a rotáció a legkevésbé korlátozott.

A csigolyaközi porckorongok a rostos gyűrűvel együtt a párnázás mellett stabilizáló funkciót is ellátnak: ebben a szakaszban a porckorongok kisebbek, mint a nyaki és ágyéki szakaszokon, ami minimalizálja a csigolyatestek közötti mobilitást.

A szalagrendszer állapota határozza meg a háti gerinc stabilitását.

Számos szerző (Heldsworth, Denis, Jcham, Taylor stb.) igazolta a hárompont-stabilitás elméletét.

A kulcsszerepet a hátsó komplexum kapja: integritása a stabilitás elengedhetetlen feltétele, a hátsó és középső tartószerkezetek károsodása pedig klinikai instabilitásban nyilvánul meg.

Fontos stabilizáló elem az ízületi tok, és az ízületek anatómiája biztosítja a struktúrák épségét is.

Az ízületek a frontális síkban helyezkednek el, ami korlátozza a flexiót-nyújtást és az oldalirányú hajlítást; ezért az ízületek szubluxációi és ficamai rendkívül ritkák a mellkasi régióban.

FIGYELEM! A leginstabilabb terület a Th10-L1 zóna a viszonylag stabil háti és a mozgékonyabb ágyéki régiók miatt.

Ágyéki-keresztcsonti gerinc

Az ágyéki gerincben, amely a felette lévő szakasz súlyát tartja:

• a csigolyák teste a legszélesebb, a keresztirányú és ízületi folyamatok hatalmasak;
• Az ágyéki csigolyatestek elülső felszíne sagittális irányban enyhén homorú; az L csigolya teste elöl kissé magasabban helyezkedik el, mint hátul, ami anatómiailag meghatározza az ágyéki lordózis kialakulását. Lordózis esetén a terhelési tengely hátrafelé tolódik. Ez megkönnyíti a test függőleges tengelye körüli forgó mozgásokat;
• Az ágyéki csigolyák harántnyúlványai normális esetben frontálisan helyezkednek el; az ágyéki csigolyák harántnyúlványainak ventrális részei a megfelelő ágyéki bordák fejletlen maradványai, ezért bordanyúlványoknak (processus costarii vertebrae lumbalis) nevezik őket. A bordanyúlványok tövében kisebb járulékos nyúlványok (processus accessorius) helyezkednek el;
• az ágyéki csigolyák ízületi folyamatai észrevehetően kiállnak, ízületi felületeik pedig a sagittális síkhoz képest szögben helyezkednek el;
• a tövisnyúlványok megvastagodtak és majdnem vízszintesen hátrafelé irányulnak; a jobb és bal oldalon található mindkét felső ízületi nyúlvány posterolaterális szélén egy kis kúpos nyúlvány (processus mamillaris) található;
• Az ágyéki régióban a csigolyaközi nyílások meglehetősen szélesek. Gerincdeformáció, degeneratív folyamatok és statikai rendellenességek esetén azonban a radikuláris fájdalom szindróma leggyakrabban ebben a régióban jelentkezik;
• az ágyéki porckorongok a legnagyobb terhelésnek megfelelően a legnagyobb magassággal rendelkeznek - a testmagasság 1/3-ával;
• A porckorong proprolapsusainak és süllyedésének leggyakoribb lokalizációja a leginkább túlterhelt szakaszoknak felel meg: az L4 _és Ls közötti térnek, _és valamivel ritkábban a C és S1 közötti térnek;
• A nucleus pulposus a porckorong hátsó és középső harmadának határán található. A rostos gyűrű ezen a területen elöl lényegesen vastagabb, ahol egy sűrű elülső hosszanti szalag támasztja alá, amely a legerősebben fejlődik ki az ágyéki régióban. Hátul a rostos gyűrű vékonyabb, és egy vékony és kevésbé fejlett hátsó hosszanti szalag választja el a gerinccsatornától, amely szorosabban kapcsolódik a porckorongokhoz, mint a csigolyatestekhez. Ez a szalag laza kötőszövettel kapcsolódik az utóbbihoz, amelybe a vénás plexus beágyazódik, ami további feltételeket teremt a gerinccsatorna lumenébe történő kiemelkedések és süllyedések kialakulásához.

A gerincoszlop egyik jellemző vonása a sagittális síkban elhelyezkedő négy úgynevezett fiziológiai görbület jelenléte:

• _{nyaki lordózis, amelyet az összes nyaki és felső háti csigolya alkot; a legnagyobb konvexitás a C5} és _C6 szintjén található;
• _{mellkasi kyphosis; a maximális konkávitás a Th6} - Th7 _szinten van;
• _{ágyéki lordózis, amelyet az utolsó háti és az összes ágyéki csigolya alkot. A legnagyobb görbület az L 4} test szintjén található;
• sacrococcygealis kyphosis.

A gerincoszlop funkcionális rendellenességeinek fő típusai vagy a fiziológiai görbületek simításának típusa, vagy azok növekedésének típusa (kyphosis) szerint alakulnak ki. A gerinc egyetlen tengelyirányú szerv, különböző anatómiai szakaszokra való felosztása feltételes, ezért nem fordulhat elő hiperlordózis például a nyaki gerincben, az ágyéki lordózis simításával, és fordítva.

Jelenleg a gerincben bekövetkező változások simított és hiperlordotikus változataiban a funkcionális zavarok fő típusait rendszerezték.

1. Amikor a gerinc fiziológiai görbületei kisimulnak, flexiós típusú funkcionális zavarok alakulnak ki, amelyeket a beteg kényszerhelyzete (flexiós helyzetben) jellemez, és amely magában foglalja:

• korlátozott mobilitás a nyaki gerinc motoros szegmenseiben, beleértve a fejízületek területét is;
• inferior oblique capitis szindróma;
• a nyak mély hajlítóizmainak és a sternocleidomastoid izomnak az elváltozásai;
• elülső scalén szindróma;
• lapocka-régió szindróma (levator scapulae szindróma);
• elülső mellkasfal szindróma;
• egyes esetekben - scapulohumeralis periarthritis szindróma;
• egyes esetekben - oldalirányú könyök epicondylosis szindróma;
• az 1. borda korlátozott mobilitása, egyes esetekben - az I-IV bordák, kulcscsont ízületek;
• ágyéki lordózis ellaposodási szindróma;
• paravertebrális izom szindróma.

A mozgásképesség korlátozása az ágyéki és az alsó háti gerinc motoros szegmenseiben: az ágyéki - hajlítás és az alsó háti - nyújtás szakaszban:

• korlátozott mobilitás a sacroiliacalis ízületben;
• adduktor szindróma;
• iliopsoas szindróma.

2. A gerinc fiziológiai görbületeinek növekedésével egy kiterjesztett típusú funkcionális zavarok alakulnak ki, amelyeket a beteg kiegyenesített "büszke" járása és az ágyéki és nyaki gerinc korlátozott kiterjedése jellemez a betegség klinikai tüneteinek megnyilvánulása során. Ez magában foglalja:

• korlátozott mobilitás a középső nyaki és nyak-háti gerinc motoros szegmenseiben;
• a nyakfeszítő izmok cervikális fájdalma;
• egyes esetekben - belső könyök epicondylosis szindróma;
• korlátozott mobilitás a háti gerinc motoros szegmenseiben.
• ágyéki hiperlordózis szindróma;
• az ágyéki gerinc motoros szegmenseiben a nyúlás korlátozása: L1-L2 és L2 L3 _, egyes esetekben - _L3 - _L4;
• combhajlító szindróma;
• csípőeltávolító szindróma;
• piriformis szindróma;
• coccydynia szindróma.

Így, amikor az aktív erőfeszítések szimmetriája normális fiziológiai körülmények között is megzavarodik, a gerinc konfigurációjában változás következik be. A fiziológiai görbületek miatt a gerincoszlop 18-szor nagyobb axiális terhelést képes elviselni, mint egy azonos vastagságú betonoszlop. Ez annak köszönhető, hogy görbületek jelenlétében a terhelési erő egyenletesen oszlik el a gerincben.

A gerinchez tartozik a rögzített szakasza is - a keresztcsont és a kissé mozgékony farkcsont.

A keresztcsont és az ötödik ágyéki csigolya alkotja a teljes gerincoszlop alapját, amely minden felette lévő szakaszt támogat, és a legnagyobb terhelést viseli.

A gerinc kialakulását, fiziológiai és kóros görbületeinek fejlődését jelentősen befolyásolja a IV és V ágyéki csigolyák, valamint a keresztcsont helyzete, azaz a gerinc keresztcsonti és felette lévő részeinek kapcsolata.

Normális esetben a keresztcsont 30°-os szöget zár be a test függőleges tengelyével. A medence kifejezett dőlése ágyéki lordózist okoz az egyensúly fenntartása érdekében.

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