Mugurkaula anatomiskās un biomehāniskās īpašības

Mugurkauls jāvērtē no anatomiskās (biomehāniskās) un funkcionālās puses.

Anatomiski mugurkauls sastāv no 32, dažreiz 33 atsevišķiem skriemeļiem, kurus savstarpēji savieno starpskriemeļu diski (Art. Intersomatica), kas pārstāv sinhronizāciju un locītavas (art. Intervertebrales). Mugurkaula stabilitāti vai stabilitāti nodrošina spēcīgs līkumainais aparāts, kas savieno mugurkaula (lig. Longitudinale anterius et posterius) un starpskriemeļu savienojumu kapsulu, saites, kas savieno mugurkaulus (lig. Flava), saites, kas savieno spinozos procesus (lig. Supraspinosum et intraspinusinusinusinusinusinusinusinusinusinusinusinus).

No biomehāniskā viedokļa mugurkauls ir līdzīgs kinemātiskai ķēdei, kas sastāv no atsevišķām saitēm. Katrs mugurkauls sakņojas ar kaimiņiem trīs punktos:

Divās starpskriemeļu locītavās mugurā un ķermenī (caur starpskriemeļu disku) priekšā.

Savienojumi starp locītavu procesiem ir patiesās locītavas.

Viena virs otra atrodas skriemeļi, kas veido divus pīlārus - priekšējo, kas veidota uz mugurkaula ķermeņu rēķina, un aizmuguri, kas veidojas no arkas un starpskriemeļu locītavām.

Mugurkaula kustību, elastību un elastību, spēju izturēt ievērojamas slodzes zināmā mērā nodrošina starpskriemeļu diski, kas ir cieši anatomiski un funkcionāli saistīti ar visām mugurkaula veidojošajām mugurkaula konstrukcijām.

Starpskriemeļu diskam ir vadošā loma biomehānikā, kas ir mugurkaula „dvēseles” (Franceschilli, 1947). Tā kā diskā ir sarežģīta anatomiskā forma, tā veic šādas funkcijas:

• savienojošie skriemeļi
• nodrošinot mugurkaula mobilitāti, \ t
• mugurkaula ķermeņu aizsardzība no pastāvīgas traumatizācijas (amortizācijas loma).

UZMANĪBU! Jebkurš patoloģisks process, kas vājina diska funkciju, pārkāpj mugurkaula biomehāniku. Samazinās arī mugurkaula funkcionālās spējas.

Anatomisko kompleksu, kas sastāv no viena starpskriemeļu diska, diviem blakus esošiem skriemeļiem ar atbilstošiem savienojumiem un rāmja aparātu šajā līmenī sauc par mugurkaula motoru segmentu (PDS).

Starpskriemeļu disks sastāv no divām hialīna plāksnēm, kas atrodas blakus blakus esošo skriemeļu korpusu gala plāksnēm, pulpulārais kodols (nucleus pulposus) un šķiedrains gredzens (gredzenveida fibrozs).

Plaušu kodols, kas ir muguras akorda paliekas, satur:

• intersticiāla viela chondrin;
• neliels skaits skrimšļa šūnu un savstarpēji saistītu kolagēna šķiedru, veidojot sava veida kapsulu un piešķirot tam elastību.

UZMANĪBU! Celulozes kodola vidū ir dobums, kura tilpums parasti ir 1-1,5 cm ³.

Starpskriemeļu diska šķiedrains gredzens sastāv no blīviem saistaudu saišķiem, kas savilkjas dažādos virzienos.

Šķiedru gredzena centrālie saišķi ir sakārtoti brīvi un pakāpeniski nonāk kodola kapsulā, savukārt perifērijas saišķi cieši savstarpēji savienojas un ir iestrādāti kaula malējā malā. Gredzena aizmugurējais pusaplis ir vājāks par priekšējo, īpaši jostas un kakla mugurkaula. Starpskriemeļu diska sānu un priekšējās daļas izvirzās nedaudz tālāk par kaulu audu robežām, jo disks ir nedaudz plašāks nekā blakus esošo skriemeļu korpusi.

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

Muguras saites

Priekšējā garenvirziena saite, kas ir periosteums, ir stingri pievienota mugurkaula ķermeņiem un brīvi izplatās pa disku.

Aizmugurējā garenvirziena saite, kas piedalās muguras kanāla priekšējās sienas veidošanā, gluži pretēji, brīvi izplatās pāri mugurkaula virsmai un ir savienota ar disku. Šī saites ir labi attēlotas kakla un krūšu mugurkaulā; jostas daļā tā tiek samazināta līdz šaurai lentei, kuras laikā bieži var novērot pat spraugas. Atšķirībā no priekšējās gareniskās saites, tā ir ļoti vāji attīstīta jostas daļā, kurā visbiežāk tiek atzīmēts diska prolapss.

Dzeltenās saites (kopā 23 saites) ir segmentētas, sākot no mugurkaula C līdz S skriemelim. Šīs saites ir mugurkaula kanālā un tādējādi samazina tā diametru. Sakarā ar to, ka tie ir visvairāk attīstīti jostas daļā, patoloģiskas hipertrofijas gadījumā var novērot horsetail saspiešanas parādības.

Šo saišu mehāniskā loma ir atšķirīga un īpaši svarīga no mugurkaula statikas un kinemātikas viedokļa:

• tie saglabā kakla un jostas lordozi, tādējādi stiprinot paravertebrālo muskuļu darbību;
• noteikt mugurkaula ķermeņa kustības virzienu, kura amplitūdu kontrolē starpskriemeļu diski;
• aizsargāt muguras smadzenes tieši, aizverot atstarpi starp plāksnēm un netieši caur to elastīgo struktūru, pateicoties kurai ķermeņa paplašināšanas laikā šīs saites ir pilnībā izstieptas (ar nosacījumu, ka, ja tās ir samazinātas, to krokās saspiež muguras smadzenes);
• kopā ar paravertebrālajiem muskuļiem veicina ķermeņa atveseļošanos no vēdera liekuma vertikālā stāvoklī;
• Viņiem ir inhibējošs efekts uz pulpulārajiem kodoliem, kas, izmantojot interdisk spiedienu, mēdz atlikt divus blakus esošos mugurkaula ķermeņus.

Blakus esošo skriemeļu rokturu un procesu savienojums tiek veikts ne tikai dzeltenā, bet arī starp starpstāžu, hiperazāžu un starpsavienojumu saites.

Papildus diskiem un gareniskajām saites, skriemeļi ir savienoti ar divām starpskriemeļu locītavām, ko veido locītavu procesi ar iezīmēm dažādās daļās. Šie procesi ierobežo starpskriemeļu foramenu, caur kuru iziet nervu saknes.

Šķiedru gredzena ārējo nodalījumu, aizmugurējās gareniskās saites, periosteum, locītavu kapsulas, muguras smadzeņu un membrānu iedzimšanu veic sinusa-mugurkaula nervs (n. Sinuvertebralis), kas sastāv no simpātiskām un somatiskām šķiedrām. Diska uzturs pieaugušajā notiek ar difūziju caur hialīnām plāksnēm.

Norādītās anatomiskās īpašības, kā arī salīdzinošie anatomijas dati ļāva aplūkot starpskriemeļu disku kā pusi locītavu (Schmorl, 1932), bet pulpulārais kodols, kas satur sinoviālu šķidrumu (Vinogradova TP, 1951), ir salīdzināts ar locītavas dobumu; mugurkaula gala plāksni, kas pārklāta ar hialālu skrimšli, pielīdzina locītavu galiem, un šķiedrains gredzens tiek uzskatīts par locītavu kapsulu un saišu aparātu.

Starpskriemeļu disks ir tipiska hidrostatiska sistēma. Sakarā ar to, ka šķidrumi ir praktiski nesaspiežami, jebkurš spiediens, kas iedarbojas uz serdi, vienmērīgi pārveidojas visos virzienos. Šķiedrains gredzens, enerģējot tās šķiedras, tur kodolu un absorbē lielāko daļu enerģijas. Sakarā ar disku elastību, trīce un trīce, kas tiek pārnesta uz mugurkaulu, muguras smadzenēm un smadzenēm, ir ievērojami mīkstināta, braucot, staigājot, lecot utt.

Galvenais turgors ir mainīgs ievērojamās robežās: samazinoties slodzei, tas pieaug un otrādi. Nozīmīgu kodolspiediena spiedienu var spriest pēc fakta, ka pēc vairāku stundu horizontālas novietošanas disku iztaisnošana pagarina mugurkaulu vairāk nekā par 2 cm, kā arī zināms, ka cilvēka augstuma atšķirība dienas laikā var sasniegt 4 cm.

Skriemeļu ķermeņiem dažādās mugurkaula daļās ir savas atšķirīgās anatomiskās un funkcionālās iezīmes.

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

Dzemdes kakla mugurkaula

Saskaņā ar atbalsta funkcionālajiem uzdevumiem mugurkaula izmēri pakāpeniski palielinās no kakla uz jostasvietu, sasniedzot maksimālo izmēru S mugurkaulā;

• dzemdes kakla skriemeļiem, atšķirībā no tiem, kas atrodas zemāk, ir salīdzinoši zemi elipsoīdie ķermeņi;
• kakla skriemeļu ķermeņi ir atdalīti viens no otra ar visu disku. Šie garenisko mugurkaula augšējo malu malas, ko sauc par semilunāriem vai saliektiem procesiem (processus uncinatus), savienojot ar augšējo skriemeļu korpusu apakšējiem sāniem, veido tā saukto Lyushka locītavu vai bezkontakta artikulāciju saskaņā ar Troland terminoloģiju. Starp procesu uncinatus un augšējā skriemeļa sienu ir atklāts šķērsgriezums 2-4 mm;
• bezkontakta locītavas virsmas ir pārklātas ar locītavu skrimšļiem, un ārpus locītavas ieskauj kapsula. Šajā jomā diska sānu virsmas vertikālās šķiedras šķiedras fibrozs atšķiras un darbojas ķekaros paralēli caurumam; tajā pašā laikā disks tieši nepievienojas šai locītavai, jo, tā kā tas ir tuvu neierobežotam lūzumam, tas pakāpeniski pazūd;
• Dzemdes kakla skriemeļu anatomiskā iezīme ir caurumu klātbūtne šķērsenisko procesu pamatā, kuros a. Vertebralis;
• starpskriemeļu atvārsne C ₅, C ₆ un C ₇ ir trīsstūra forma. Atveres ass šķērsgriezumā šķērso slīpi. Tādējādi tiek radīti apstākļi apertūras sašaurināšanai un mugurkaula saspiešanai bezmugurkaula augšanas laikā;
• kakla skriemeļu spainie procesi (izņemot C ₇ ) ir sadalīti un nolaisti;
• locītavu procesi ir samērā īsi, tie atrodas slīpā stāvoklī starp priekšējām un horizontālām plaknēm, kas nosaka ievērojamu elastības pagarinājuma kustību un nedaudz ierobežotu sānu slīpumu;
• rotācijas kustības galvenokārt veic augšdaļas kakla skriemeļi, jo zobu līdzīga cilindriskā savienība ir ar skriemeļa C1 locītavu virsmu;
• mugurizauguma process C ₇ izvirzās maksimāli un viegli taustāms;
• visu veidu kustības (liekšanas pagarinājums, slīpums pa labi un pa kreisi, rotācija) un vislielākajā mērā raksturīgas kakla mugurkaulam;
• pirmais un otrais dzemdes kakla saknes stiepjas aiz atlanto-occipital un atlanto-axial locītavām, un šajās jomās nav starpskriemeļu disku;
• kakla mugurkaulā starpskriemeļu disku biezums ir 1/4 no attiecīgā skriemeļa augstuma.

Dzemdes kakla mugurkauls ir mazāk spēcīgs un mobilāks par jostasvietu, un parasti tam ir mazāk stresa. Tomēr slodze uz 1 cm ² dzemdes kakla diska nav mazāka, bet pat lielāka par 1 cm ² jostasvietas (Mathiash). Tā rezultātā dzemdes kakla skriemeļu deģeneratīvie bojājumi notiek tik bieži kā jostas daļā.

R.Galli et al. (1995) parādīja, ka līkumainais aparāts nodrošina ļoti mazu mobilitāti starp mugurkaulniekiem: blakus esošo skriemeļu horizontālās nobīdes nekad nepārsniedz 3-5 mm, un leņķa slīpums ir 11 °.

PDS nestabilitāte ir sagaidāma, ja starp blakus esošajiem skriemeļiem ir vairāk nekā 3-5 mm attālums ar leņķa palielināšanos starp mugurkaulniekiem, kas pārsniedz 11 °. 

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

Krūšu kurvja mugurkauls

Krūškurvja rajonā, kur mugurkaula kustību apjoms ir salīdzinoši neliels, skriemeļi ir augstāki un biezāki nekā kakla. No krūšu skriemeļa ₅ līdz TH12 to šķērsvirziena lielums pakāpeniski palielinās, tuvojoties augšējās jostas skriemeļu izmēram; starpskriemeļu diskiem krūšu rajonā ir mazāks augstums nekā jostas un kakla reģionos; starpskriemeļu disku biezums ir 1/3 no attiecīgā skriemeļa augstuma; starpskriemeļu caurumi krūšu rajonā ir šaurāki nekā kakla daļā; mugurkaula kanāls ir arī šaurāks nekā jostas daļā; daudzu simpātisku šķiedru klātbūtne krūtīs izraisa ne tikai krūšu radikulopātijas īpašo veģetatīvo krāsu, bet var izraisīt arī iekšējo sāpju un diskinēziju attīstību; salīdzinoši masīvs, galos sabiezināts, krūšu skriemeļu šķērseniskie procesi ir nedaudz aiz muguras, un spinālie procesi ir strauji lejupvērsti; ribas pakāpe šķērso šķērsprocesa sabiezētā brīvā gala priekšējo virsmu, veidojot patiesu piekrastes-šķērsgriezumu; starp ribas galvu un mugurkaula sānu virsmu izveidojas cits locītava diska līmenī.

Šie savienojumi tiek stiprināti ar spēcīgām saišu līnijām. Kad mugurkauls pagriežas, mugurkaula virskrūves un mugurkaula skriemeļu virsmu ribas seko mugurkaulam, pagriežot ap vertikālo asi kopumā.

Krūškurvja mugurkaulu izceļas ar divām īpašībām:

• normāls kyhotiskais līkums pretstatā dzemdes kakla un jostas reģiona lordālajam līkumam;
• katra mugurkaula locītava ar ribām.

Krūškurvja mugurkaula stabilitāte un mobilitāte

Galvenie stabilizējošie elementi ir: a) ribas; b) starpskriemeļu diski; c) šķiedru gredzeni; d) saites (priekšējās un aizmugurējās gareniskās saites, izstarojošās saites, piekrastes-šķērsvirziena saites, šķērsvirzienu saites, dzeltenās saites, starp- un virsmas saites).

Ribas ar līmējošām ierīcēm nodrošina pietiekamu stabilitāti un vienlaikus ierobežo kustību kustību laikā (līkumu pagarināšana, sānu slīpums un rotācija).

UZMANĪBU! Kustību laikā krūšu rajonā, rotācija ir vismazāk ierobežota.

Starpskriemeļu diski kopā ar šķiedru gredzenu papildus amortizācijai veic stabilizējošu funkciju: šajā sadaļā diski ir mazāki nekā dzemdes kakla un jostas rajonos, kas samazina mobilitāti starp mugurkaulniekiem.

Lokšņu aparāta stāvoklis nosaka krūšu mugurkaula stabilitāti.

Vairāki autori (Heldsworth, Denis, Jcham, Taylor uc) pamatoja trīs atbalsta stabilitātes teoriju.

Galveno lomu ieņem aizmugurējais komplekss: tā integritāte ir neaizstājams nosacījums stabilitātei, un aizmugurējo un vidējo atbalsta struktūru bojājumi izpaužas kā klīniskā nestabilitāte.

Svarīgs stabilizējošs elements ir locītavu somas, un savienojumu anatomija arī nodrošina konstrukciju integritāti.

Savienojumi ir vērsti frontālā plaknē, kas ierobežo līkumu pagarināšanu un sānu slīpumu; tādēļ krūšu daļā ir ļoti reti sastopamas locītavu subluksācijas un izkliedes.

UZMANĪBU! Nenoteiktākā teritorija ir Th10-L1 zona relatīvi stabilu krūšu un vairāk kustīgo jostasvietu dēļ.

Lumbosakralais mugurkauls

Jostas mugurkaulā, kas atbalsta augšējās nodaļas smagumu:

• mugurkaula ķermeņi plaši, šķērsvirzienā un locītavu procesos;
• jostas skriemeļu korpusu priekšējā virsma sagittālajā virzienā ir nedaudz ieliekta; L skriemeļa korpuss priekšpusē ir nedaudz augstāks nekā aizmugurē, kas nosaka jostas lordozes anatomisko veidošanos. Lordozes apstākļos slodzes ass pārvietojas atpakaļ. Tas atvieglo rotācijas kustības ap ķermeņa vertikālo asi;
• jostas skriemeļu šķērseniskie procesi parasti atrodas priekšpusē; jostas skriemeļu šķērsenisko procesu vēdera daļas ir nepietiekami attīstīto attiecīgo jostas ribu paliekas, tāpēc tās sauc par ribu procesiem (processus costarii vertebrae lumbalis). Ribu procesu pamatā ir mazāki inkrementālie procesi (processus accessorius);
• jostas skriemeļu locītavu procesi skaidri izceļas, un to locītavu virsmas ir vērstas pret sagitālo plakni;
• spinozie procesi ir sabiezināti un posteriori gandrīz horizontāli; katras labākās un kreisās locītavas procesa aizmugurējā-sānu malā ir neliels konusveida mastoids process (processus mamillaris);
• starpskriemeļu caurumi jostas mugurā ir diezgan plaši. Tomēr mugurkaula deformācijas apstākļos deģeneratīvie procesi, šajā sadaļā biežāk parādās sāpju radikālais sindroms;
• jostas diskiem, kas veica lielāko slodzi, ir vislielākais augstums - 1/3 no ķermeņa augstuma;
• visbiežāk atrašanās noslaucīt-ZY disku prolapss un atbilst pārslogoti sadalīšanai: intervāls starp L ₄ un L _s un nedaudz mazāk - starp U un S1;
• pulpālais kodols atrodas diska aizmugurējās un vidējās trešdaļas robežās. Šķiedrains gredzens šajā zonā ir daudz biezāks priekšā, kur to atbalsta blīva priekšējā garenvirziena saite, kas ir visstiprāk attīstīta jostas daļā. Šķiedru gredzena aizmugure ir plānāka un atdalīta no mugurkaula kanāla ar plānu un slikti attīstītu aizmugurējo garenisko saišu, kas ir ciešāk savienota ar starpskriemeļu diskiem nekā mugurkaula ķermeņiem. Ar pēdējo šo saišu savieno ar brīvu saistaudu, kurā ir ielikts venozs pinums, kas rada papildu apstākļus izvirzījumu un prolapsu veidošanai mugurkaula kanālā.

Viena no mugurkaula raksturīgākajām iezīmēm ir četru tā saucamo fizioloģisko izliekumu klātbūtne sagitālā plaknē:

• dzemdes kakla lordoze, ko veido visi kakla un augšējā krūšu skriemeļi; lielākais izliekums ir C ₅ un C _{6 līmenī};
• krūšu kurvja; maksimālais ieliekums ir Th ₆ - Th _{7 līmenī};
• jostas lordoze, ko veido pēdējais krūšu kurvja un visu jostas skriemeļu. Most izliekums ir par līmeni ķermeņa L ₄;
• sacrococcygeal kyphosis.

Galvenie funkcionālo traucējumu veidi mugurkaulā attīstās vai nu atkarībā no fizioloģisko līkņu gluduma, vai atkarībā no to pieauguma veida (kyphosis). Mugurkauls ir viens aksiāls orgāns, sadalot to dažādos anatomiskos sadalījumos nosacīti, tāpēc nevar būt hiperlordoze, piemēram, kakla mugurkaulā ar lordozes gludumu jostas daļā un otrādi.

Pašlaik sistematizēti galvenie funkcionālo traucējumu veidi ar izlīdzinātiem un hiperlordotiskiem mugurkaula izmaiņu variantiem.

1. Kad mugurkaula fizioloģiskās izliekumi ir izlīdzināti, attīstās funkcionālo traucējumu veida locīšana, ko raksturo pacienta piespiedu stāvoklis (līkuma stāvoklī) un ietver:

• mobilitātes ierobežojums dzemdes kakla mugurkaula segmentos, arī galvas locītavu rajonā;
• galvas sliktākā slīpā muskuļa sindroms;
• kakla un sternocleidomastoidu muskuļu dziļu līkumu bojājumi;
• priekšējā skalēna muskuļu sindroms;
• augšējā šķelšanās reģiona sindroms (muskuļu sindroms, kas palielina lāpstiņu);
• priekšējā krūšu kurvja sindroms;
• dažos gadījumos - humeroskopiskā periartrīta sindroms;
• dažos gadījumos ārējais ulnar epicondylosis sindroms;
• 1. Ribas mobilitātes ierobežojums, dažos gadījumos - I-IV ribas, asinsvadu locītavas;
• jostas lordozes gluduma sindroms;
• paravertebrālo muskuļu sindroms.

Mobilitātes ierobežojums jostas un apakšējās krūšu mugurkaula mugurkaula segmentos: mugurkaula jostas daļā un apakšējā krūšu kurvja pagarinājumā:

• ierobežota mobilitāte sacroilijas locītavā;
• virsnieru muskuļu sindroms;
• ileo-jostas muskulatūras sindroms.

2. Palielinoties mugurkaula fizioloģiskajam līkumam, attīstās elastīga funkcionālo traucējumu veida raksturs, ko raksturo taisnīga pacienta gaita un mugurkaula jostas un mugurkaula pagarinājuma ierobežošana slimības klīnisko izpausmju izpausmes laikā. Tas ietver:

• mobilitātes ierobežojums mugurkaula vidus kakla un dzemdes kakla olnīcu segmentos;
• muskuļu dzemdes kakla kakla sāpes;
• dažos gadījumos iekšējās ulnar epicondylosis sindroms;
• mobilitātes ierobežojums krūšu mugurkaula mehāniskajos segmentos.
• jostas hiperlordozes sindroms;
• paplašināšanās ierobežojums jostas daļas mugurkaula motorizētajos segmentos: L1-L2 un L _2- L ₃, dažos gadījumos - L ₃ - L ₄;
• augšstilba muguras muskuļu grupas sindroms;
• augšstilba muskuļu izdalīšanās sindroms;
• piriformis sindroms;
• kokcigodinijas sindroms.

Tādējādi, ja aktīvo spēku simetrija tiek traucēta pat normālos fizioloģiskos apstākļos, mainās mugurkaula konfigurācijas izmaiņas. Fizioloģisko līkņu dēļ mugurkaula var izturēt 18 reizes lielāku aksiālo slodzi nekā betona kolonna ar vienādu biezumu. Tas ir iespējams tāpēc, ka līkumu klātbūtnē slodzes spēks vienmērīgi sadalās visā mugurkaulā.

Mugurkaulā ietilpst arī tās fiksētais sadalījums, krusts un lēni kustīgais kauss.

Krusts un piektais jostas skriemeļa pamatā ir visa mugurkaula, kas nodrošina atbalstu visiem tās galvenajiem departamentiem un piedzīvo vislielāko spriedzi.

Mugurkaula veidošanos un tās fizioloģisko un patoloģisko līkumu veidošanos lielā mērā ietekmē IV un V jostas skriemeļu un krustu stāvoklis, t.i. Attiecība starp sakrālo un mugurkaula virsējo daļu.

Parasti krusts attiecībā pret ķermeņa vertikālo asi ir 30 ° leņķī. Izteiktā iegurņa slīpums izraisa jostas lordozi, lai saglabātu līdzsvaru.

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