Anatomische en biomechanische kenmerken van de wervelkolom

De wervelkolom moet worden bekeken vanuit de anatomische (biomechanische) en functionele zijde.

Anatomisch gezien bestaat de rug uit 32, soms 33 afzonderlijke wervels, onderling verbonden door tussenwervelschijven (art Intersomatica), die synchondrose en gewrichten vertegenwoordigen (kunst Intervertebrale). De stabiliteit of stabiliteit van de wervelkolom wordt geleverd door een krachtige ligamenteuze inrichting die de wervellichamen verbindt (lig Longitudinale anterius et posterius), en de capsule van de tussenwervelgewrichten, de ligamenten die de wervelbogen verbinden (lig Flava), de ligamenten die de processus spinosus verbinden (lig Supraspinosum en intraspinusinusinusinusinusinusinusinusinusinusinusinus).

Vanuit een biomechanisch oogpunt is de ruggengraat vergelijkbaar met een kinematische ketting, bestaande uit individuele schakels. Elke wervel articuleert met het naburige op drie punten:

In twee tussenwervelgewrichten in de rug en lichamen (door de tussenwervelschijf) vooraan.

De gewrichten tussen de articulaire processen zijn de echte gewrichten.

De wervels bevinden zich boven elkaar en vormen twee pijlers - de voorste, gebouwd ten koste van de wervellichamen en de achterste, die wordt gevormd door de bogen en de tussenwervelgewrichten.

De beweeglijkheid van de wervelkolom, zijn elasticiteit en elasticiteit, het vermogen om in zekere mate bestand te zijn tegen aanzienlijke belastingen, wordt geleverd door de tussenwervelschijven, die in een nauw anatomische en functionele verbinding staan met alle structuren van de wervelkolom die de wervelkolom vormen.

De tussenwervelschijf speelt een leidende rol in de biomechanica, zijnde de "ziel van beweging" van de wervelkolom (Franceschilli, 1947). Omdat het een complexe anatomische formatie is, heeft de schijf de volgende functies:

• verbindende wervels
• zorgen voor de mobiliteit van de wervelkolom,
• bescherming van de wervellichamen tegen permanente traumatisering (afschrijvingsrol).

WAARSCHUWING! Elk pathologisch proces, verzwakt de functie van de schijf, schendt de biomechanica van de wervelkolom. Functionele vermogens van de wervelkolom zijn ook aangetast.

Het anatomische complex bestaande uit één tussenwervelschijf, twee aangrenzende wervels met de corresponderende gewrichten en ligamenten op dit niveau wordt het wervelmotorische segment (PDS) genoemd.

De tussenwervelschijf bestaat uit twee hyaliene platen, nauw grenzend aan de eindplaatplaten van de lichamen van aangrenzende wervels, de pulpelkern (nucleus pulposus) en de vezelige ring (annulus fibrosus).

Pulpous nucleus, een overblijfsel van het ruggenmerg, bevat:

• interstitiële substantie chondrin;
• een klein aantal kraakbeencellen en verstrengelde collageenvezels, die een soort capsule vormen en elasticiteit geven.

WAARSCHUWING! In het midden van de nucleus pulposus een holte waarvan het volume is gewoonlijk 1-1,5 cm ³.

De vezelige ring van een tussenwervelschijf bestaat uit dichte bindweefselbundels die in verschillende richtingen met elkaar verweven zijn.

De centrale bundels van de vezelige ring zijn los gerangschikt en passeren geleidelijk in de capsule van de kern, terwijl de perifere bundels dicht op elkaar aansluiten en zijn ingebed in de randrand van het bot. De achterste halve cirkel van de ring is zwakker dan de voorste halve cirkel, vooral in de lumbale en cervicale wervelkolom. De laterale en anterieure delen van de tussenwervelschijf steken enigszins uit voorbij de grenzen van het botweefsel, omdat de schijf iets breder is dan de lichamen van de aangrenzende wervels.

[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8]

Spinale ligamenten

Het voorste longitudinale ligament, dat het periosteum is, is stevig gehecht aan de wervellichamen en spreidt zich vrij over de schijf uit.

Het achterste longitudinale ligament, dat deelneemt aan de vorming van de voorste wand van het wervelkanaal, daarentegen, spreidt zich vrij over het oppervlak van de wervellichamen uit en wordt met de schijf gesplitst. Dit ligament is goed vertegenwoordigd in de cervicale en thoracale wervelkolom; in het lendegedeelte wordt het gereduceerd tot een smal lint, waarbij zelfs gaten vaak worden waargenomen. In tegenstelling tot het voorste longitudinale ligament, is het zeer slecht ontwikkeld in het lumbale gebied, waarin de discopropapse het vaakst wordt opgemerkt.

De gele ligamenten (in totaal 23 ligamenten) zijn gesegmenteerd, variërend van wervel C tot S wervel. Deze ligamenten werken als in het wervelkanaal en verminderen daardoor de diameter. Vanwege het feit dat ze het meest ontwikkeld zijn in het lumbale gebied, kunnen in geval van hun pathologische hypertrofie verschijnselen van compressie in de paardenstaart worden waargenomen.

De mechanische rol van deze ligamenten is anders en vooral belangrijk vanuit het oogpunt van de statica en kinematica van de wervelkolom:

• ze behouden de cervicale en lumbale lordose en versterken zo de werking van de paravertebrale spieren;
• bepalen van de bewegingsrichting van de wervellichamen, waarvan de amplitude wordt gecontroleerd door tussenwervelschijven;
• bescherm het ruggenmerg direct door de ruimte tussen de platen te sluiten en indirect door hun elastische structuur, dankzij welke tijdens de verlenging van het lichaam deze ligamenten volledig uitgerekt blijven (op voorwaarde dat als ze werden verkleind, hun plooien in het ruggenmerg zouden knijpen);
• samen met de paravertebrale spieren bijdragen om het lichaam van de ventrale flexie in een rechtopstaande positie te brengen;
• Ze hebben een remmend effect op de pulpalkiemen, die door middel van interdisk-druk de neiging hebben om twee aangrenzende wervellichamen te verwijderen.

De verbinding van de handgrepen en processen van de aangrenzende wervels wordt niet alleen geel uitgevoerd, maar ook tussen de interostasen, de hypostasen en de intertransversale ligamenten.

Naast de schijven en de longitudinale ligamenten, zijn de wervels verbonden door twee tussenwervelgewrichten, gevormd door articulaire processen met kenmerken in verschillende delen. Deze processen beperken het voorvertebrale foramen waardoor de zenuwwortels verlaten.

De innervatie van de buitenste delen van de vezelige ring, het achterste longitudinale ligament, het periosteum, de capsule van de gewrichten, de vaten en de membranen van het ruggenmerg wordt uitgevoerd door de sinus-wervelzenuw (N. Sinuvertebralis), bestaande uit sympathische en somatische vezels. De voeding van de schijf bij een volwassene vindt plaats door diffusie door hyaline platen.

De opgesomde anatomische kenmerken, evenals de vergelijkende anatomiegegevens, lieten de tussenwervelschijf zien als een half gewricht (Schmorl, 1932), terwijl de pulpale kern die synoviale vloeistof bevat (Vinogradova TP, 1951) wordt vergeleken met de gewrichtsholte; de vertebrale eindplaat, bedekt met hyalien kraakbeen, wordt vergeleken met de gewrichtskoppen, en de vezelige ring wordt beschouwd als een gewrichtskapsel en een ligamend apparaat.

De tussenwervelschijf is een typisch hydrostatisch systeem. Vanwege het feit dat vloeistoffen praktisch niet-samendrukbaar zijn, wordt elke druk die op de kern inwerkt gelijkmatig in alle richtingen getransformeerd. De vezelige ring houdt de kern vast en absorbeert het grootste deel van de energie door de vezels ervan te activeren. Vanwege de elastische eigenschappen van de schijf worden tremoren en trillingen die doorgegeven worden aan de wervelkolom, het ruggenmerg en de hersenen aanzienlijk verzacht tijdens lopen, lopen, springen, enz.

De kern turgor is binnen aanzienlijke grenzen variabel: met afnemende belasting stijgt hij en vice versa. Een significante druk van de kern kan worden beoordeeld door het feit dat het rechttrekken van de schijven na een paar uur in horizontale positie langer zijn dan 2 cm, het is ook bekend dat het verschil in de hoogte van een persoon gedurende een dag 4 cm kan bereiken.

De wervellichamen in verschillende delen van de wervelkolom hebben hun eigen kenmerkende anatomische en functionele kenmerken.

[9], [10], [11], [12], [13], [14], [15], [16], [17]

Cervicale wervelkolom

Volgens de functionele taken van de ondersteuning nemen de maten van de wervellichamen geleidelijk toe van de cervicale naar de lumbale en bereiken ze de maximale grootte in S-wervels;

• cervicale wervels hebben, in tegenstelling tot die zich onder bevinden, relatief lage ellipsoïdale lichamen;
• de lichamen van de halswervels worden van elkaar gescheiden door een schijf die niet helemaal over is. Deze langwerpige bovenste zijranden van de wervellichamen, de semilunaire of haakvormige processen (processus uncinatus) genoemd, verbinden zich met de lagere laterale hoeken van de lichamen van de bovenliggende wervels, vormen het zogenaamde Lyushka-gewricht, of uncovertebral articulatie, volgens de terminologie van Troland. Tussen de uncinatus processus en het facet van de bovenste wervel bevindt zich een uncondtebrale spleet van 2-4 mm;
• uncovertebral gelede oppervlakken zijn bedekt met gewrichtskraakbeen, en buiten het gewricht is omgeven door een capsule. In dit gebied divergeren de verticale vezels van de annulus fibrosus op het laterale oppervlak van de schijf en lopen ze in bossen evenwijdig aan het gat; tegelijkertijd grenst de schijf niet direct aan dit gewricht, omdat het, als het de uncondtebrale spleet nadert, geleidelijk verdwijnt;
• Anatomisch kenmerk van de halswervels is de aanwezigheid van gaten aan de basis van de dwarse processen, waarbij a. Vertebralis;
• tussenwervelgaten C ₅, C ₆ en C ₇ hebben een driehoekige vorm. De as van het gat in de sectie passeert in een schuin vlak. Zo worden condities gecreëerd voor het versmallen van de opening en het samendrukken van de wervelkolom tijdens uncovertebral gezwellen;
• de processus spinosus van de halswervels (behalve C ₇ ) worden gespleten en neergelaten;
• de gewrichtsprocessen zijn relatief kort, ze bevinden zich in een hellende positie tussen de frontale en horizontale vlakken, hetgeen een aanzienlijke hoeveelheid flexie-extensiebewegingen en enigszins beperkte laterale neigingen bepaalt;
• rotatiebewegingen worden voornamelijk uitgevoerd door de bovenste halswervels als gevolg van de cilindrische verbinding van het tandachtige proces met het gewrichtsvlak van wervel C1;
• spinsus proces C ₇ lijkt maximaal en gemakkelijk gepalpeerd;
• alle typen bewegingen (flexie-extensie, kantelen naar rechts en links, rotatie) en voor het grootste deel kenmerkend voor de cervicale wervelkolom;
• de eerste en tweede cervicale wortels strekken zich uit achter de atlanto-occipitale en atlanto-axiale gewrichten, en er zijn geen tussenwervelschijven in deze gebieden;
• in de cervicale wervelkolom is de dikte van de tussenwervelschijven 1/4 van de hoogte van de overeenkomstige wervel.

De cervicale wervelkolom is minder krachtig en mobieler dan de lendewervel, en over het algemeen onderhevig aan minder stress. De belasting op een 1 cm ² schijf van de cervicale wervelkolom niet minder maar zelfs groter dan 1 cm ² van de lumbale (Mathiash). Dientengevolge komen degeneratieve laesies van de cervicale wervels zo vaak voor als in het lumbale gebied.

R.Galli et al. (1995) toonde aan dat het ligamenteuze apparaat zeer weinig mobiliteit verschaft tussen de wervellichamen: de horizontale verplaatsingen van de aangrenzende wervels nooit groter dan 3-5 mm, en de hoekinclinatie is 11 °.

De instabiliteit van de PDS moet worden verwacht als er een afstand van meer dan 3-5 mm is tussen de tussenruimten van aangrenzende wervels en met een toename van de hoek tussen de wervellichamen meer dan 11 °. 

[18], [19], [20], [21], [22], [23], [24]

Thoracale wervelkolom

In het thoracale gebied, waar het volume van spinale bewegingen relatief klein is, zijn de wervels hoger en dikker dan de cervicale. Van Th ₅ tot TH12 van de thoracale wervel neemt hun transversale afmeting geleidelijk toe, in de buurt van de grootte van de bovenste lendewervels; tussenwervelschijven in het thoracale gebied hebben een lagere hoogte dan in de lumbale en cervicale gebieden; de tussenwervelschijfdikte is 1/3 van de hoogte van de overeenkomstige wervel; tussenwervelgaten in het thoracale gebied smaller dan in de cervicale; het wervelkanaal is ook smaller dan in het lumbale gebied; de aanwezigheid in de borstwortels van een groot aantal sympathische vezels veroorzaakt niet alleen een eigenaardige vegetatieve kleur van thoracale radiculopathie, maar kan ook de ontwikkeling van viscerale pijn en dyskinesieën veroorzaken; relatief massief, verdikt aan de uiteinden, de transversale processen van de thoracale wervels zijn iets naar achteren geneigd en de processus spinosus is scherp naar beneden gericht; de heuvel van de rib sluit aan op het voorste oppervlak van het verdikte vrije uiteinde van het transversale proces, waardoor een echte ribben-dwarsverbinding wordt gevormd; een ander gewricht wordt gevormd tussen de kop van de rib en het laterale oppervlak van het wervellichaam ter hoogte van de schijf.

Deze gewrichten zijn versterkt met sterke gewrichtsbanden. Wanneer de wervelkolom roteert, volgen de ribben en zijoppervlakken van de wervellichamen met transversale processen de wervelkolom en draaien ze als een geheel rond de verticale as.

De thoracale wervelkolom onderscheidt zich door twee kenmerken:

• normale kyfotische buiging in tegenstelling tot de lordal bend van de cervicale en lumbale regio's;
• articulatie van elke wervel met een paar ribben.

Stabiliteit en mobiliteit van de thoracale wervelkolom

De belangrijkste stabiliserende elementen zijn: a) ribbenkast; b) tussenwervelschijven; c) vezelige ringen; d) ligamenten (longitudinale en posterieure longitudinale ligamenten, stralende ligament, ribaal dwarsliggend ligament, inter-transversale ligamenten, gele ligament, inter- en supraspinale ligamenten).

De ribben met ligamenteuze apparatuur bieden voldoende stabiliteit en beperken tegelijkertijd de mobiliteit tijdens bewegingen (flexie - extensie, laterale inclinaties en rotatie).

WAARSCHUWING! Tijdens bewegingen in het thoracale gebied is de rotatie het minst beperkt.

De tussenwervelschijven, samen met de vezelring, vervullen naast de afschrijving een stabiliserende functie: in deze sectie zijn de schijven kleiner dan in de cervicale en lumbale gebieden, wat de mobiliteit tussen de wervellichamen minimaliseert.

De conditie van het ligamenteuze apparaat bepaalt de stabiliteit van de thoracale wervelkolom.

Een aantal auteurs (Heldsworth, Denis, Jcham, Taylor en anderen) onderbouwde de theorie van de stabiliteit van drie dragers.

De belangrijkste rol wordt gespeeld door het achterste complex: de integriteit ervan is een onmisbare voorwaarde voor stabiliteit en schade aan de achterste en middelste ondersteunende structuren komt tot uiting door klinische instabiliteit.

Een belangrijk stabiliserend element zijn gewrichtzakken, en de anatomie van de gewrichten zorgt ook voor de integriteit van de structuren.

De verbindingen zijn gericht in het frontale vlak, wat de flexie-extensie en laterale kantelingen beperkt; daarom zijn subluxaties en dislocaties van de gewrichten in het thoracale gebied uiterst zeldzaam.

WAARSCHUWING! Het meest onstabiele gebied is de Th10-L1-zone vanwege de relatief stabiele thoracale en meer mobiele lendegebieden.

Lumbosacrale wervelkolom

In de lumbale wervelkolom, die de ernst van de bovenliggende afdeling ondersteunt:

• wervellichamen breed, transversaal en articulaire processen enorm;
• het voorste oppervlak van de lichamen van de lumbale wervels is enigszins concaaf in de sagittale richting; het lijf van de L-wervel aan de voorkant is iets hoger dan aan de achterkant, wat de anatomische vorming van lumbale lordose bepaalt. Bij lordose-omstandigheden wordt de belastingsas naar achteren verplaatst. Dit vergemakkelijkt rotatiebewegingen rond de verticale as van het lichaam;
• transversale processen van de lumbale wervels bevinden zich normaal gesproken frontaal; ventrale delen van de transversale processen van de lumbale wervels zijn de onderontwikkelde overblijfselen van de overeenkomstige lumbale ribben, daarom worden ze de ribprocessen genoemd (processus costarii wervels lumbalis). Aan de basis van de ribprocessen zijn er kleinere incrementele processen (processus accessorius);
• de gewrichtsprocessen van de lendenwervels steken prominent uit, en hun gewrichtsvlakken zijn onder een hoek geplaatst met het sagittale vlak;
• processus spinosus is verdikt en aan de achterkant bijna horizontaal; er is een klein conisch mastoïde proces (processus mamillaris) aan de achterste-laterale rand van elk superieur gewrichtsproces aan de rechter- en aan de linkerkant;
• tussenwervelgaten in de lumbale wervelkolom zijn vrij breed. Echter, in condities van spinale deformiteit, degeneratieve processen, statische stoornissen in deze sectie verschijnt het pijnradicaal syndroom het vaakst;
• lumbale schijven, uitgevoerd met de grootste belasting, hebben de grootste hoogte - 1/3 van de lichaamslengte;
• de meest voorkomende plaats wipe-zy hernia en komt overeen met de overbelaste divisies interval tussen L ₄ en L _s en enigszins minder - tussen U en S1;
• pulpal nucleus bevindt zich op de rand van het achterste en middelste derde deel van de schijf. De vezelige ring in dit gebied is veel dikker aan de voorkant, waar het wordt ondersteund door een dicht voorste longitudinale ligament, dat het sterkst is ontwikkeld in het lumbale gebied. De achterkant van de vezelige ring is dunner en is gescheiden van het ruggengraatkanaal door een dunne en slecht ontwikkelde achterste longitudinale band, die steviger is verbonden met de tussenwervelschijven dan met de wervellichamen. Bij de laatste is dit ligament verbonden door een los bindweefsel, waarin een veneuze plexus wordt gelegd, wat extra voorwaarden creëert voor de vorming van uitsteeksels en verzakkingen in het lumen van het wervelkanaal.

Een van de kenmerkende eigenschappen van de wervelkolom is de aanwezigheid van vier zogenaamde fysiologische krommingen in het sagittale vlak:

• cervicale lordose, gevormd door alle cervicale en bovenste borstwervels; de grootste uitstulping bevindt zich op niveau C ₅ en C ₆;
• thoracale kyfose; maximale concaviteit is op het niveau van Th ₆ - Th ₇;
• lumbale lordose, die wordt gevormd door de laatste thoracale en alle lumbale wervels. Meest kromming op het niveau van het lichaam L ₄;
• sacrococcygeale kyfose.

De belangrijkste soorten functionele stoornissen in de wervelkolom ontwikkelen zich volgens het type gladheid van fysiologische curven, of volgens het type van hun toename (kyfose). De wervelkolom is een enkelvoudig axiaal orgaan dat het op voorwaardelijke wijze in verschillende anatomische delen verdeelt, daarom kan er geen hyperlordose zijn, bijvoorbeeld in de cervicale wervelkolom met de gladheid van lordose in de lumbale en vice versa.

Momenteel worden de belangrijkste typen functionele stoornissen met afgevlakte en hyperlordotische varianten van veranderingen in de wervelkolom gesystematiseerd.

1. Wanneer de fysiologische krommingen van de wervelkolom worden afgevlakt, ontwikkelt zich een flexietype van functionele stoornissen, gekenmerkt door de gedwongen positie van de patiënt (in de flexiepositie) en inclusief:

• beperking van mobiliteit in de motorsegmenten van de cervicale wervelkolom, inclusief in het gebied van de hoofdgewrichten;
• syndroom van de inferieure schuine spier van het hoofd;
• laesies van de diepe buigers van de spieren van de nek en sternocleidomastoïde spieren;
• anterior scalene-spiersyndroom;
• syndroom van het bovenste fissuurgebied (syndroom van de spier die de scapula verhoogt);
• anterieure thoraxwandsyndroom;
• in sommige gevallen - het syndroom van humeroscapular periarthritis;
• in sommige gevallen, extern ulnaire epicondylosissyndroom;
• beperking van de mobiliteit van de 1e rib, in sommige gevallen - I-IV ribben, sleutelbeengewrichten;
• lumbale lordose-gladheidssyndroom;
• paravertebrale spier syndroom.

Beperking van mobiliteit in de motomsegmenten van de lumbale en onderste thoracale wervelkolom: in de lumbale flexie en de onderste thoracale extensie:

• beperkte mobiliteit in het sacro-iliacale gewricht;
• bijnierspiersyndroom;
• ileo-lumbaalspiersyndroom.

2. Met een toename van fysiologische bochten in de wervelkolom ontstaat er een buigingstype van functionele beperkingen, gekenmerkt door een rechtgetrokken 'trots' looppatroon van de patiënt en beperking van extensie in de lumbale en cervicale wervelkolom tijdens de manifestatie van de klinische manifestaties van de ziekte. Het omvat:

• beperking van mobiliteit in de motorsegmenten van de midden cervicale en cervicale eierstokken van de wervelkolom;
• cervicalgia van de spieren - nekextensoren;
• in sommige gevallen het syndroom van interne ulnaire epicondylose;
• beperking van mobiliteit in de motorsegmenten van de thoracale wervelkolom.
• lumbaal hyperlordose syndroom;
• beperking van extensie in de motorsegmenten van de lumbale wervelkolom: L1-L2 en L ₂ -L ₃, in sommige gevallen - L ₃ - L ₄;
• femorale rugspiergroepsyndroom;
• femoral muscle discharge syndrome;
• piriformis syndroom;
• coccygodynie syndroom.

Dus, als de symmetrie van actieve krachten wordt verstoord, zelfs onder normale fysiologische omstandigheden, verandert een spinale configuratie. Door fysiologische curven kan de wervelkolom een axiale belasting weerstaan die 18 keer groter is dan een betonnen kolom van dezelfde dikte. Dit is mogelijk vanwege het feit dat in de aanwezigheid van bochten de belastingkracht gelijkmatig over de wervelkolom wordt verdeeld.

De wervelkolom omvat ook de vaste verdeling, het sacrum en het langzaam bewegende staartbeen.

Het heiligbeen en de vijfde lendenwervel vormen de basis van de gehele wervelkolom, die ondersteuning bieden voor al zijn bovenliggende afdelingen en de grootste belasting ervaren.

De vorming van de ruggengraat en de vorming van zijn fysiologische en pathologische bochten worden sterk beïnvloed door de positie van de lumbale wervels IV en V en het sacrum, d.w.z. De verhouding tussen het sacrale en het daarboven liggende deel van de wervelkolom.

Normaal gesproken staat het heiligbeen ten opzichte van de verticale as van het lichaam onder een hoek van 30 °. De uitgesproken helling van het bekken zorgt ervoor dat de lumbale lordose de balans behoudt.

[25], [26], [27], [28], [29]