Gambaran anatomis dan biomekanik tulang belakang

Tulang belakang harus dilihat dari sisi anatomi (biomekanik) dan fungsional.

Secara anatomis, tulang belakang terdiri dari 32, kadang-kadang 33 vertebra terpisah, saling berhubungan oleh cakram intervertebralis (art. Intersomatica), yang mewakili synchondrosis, dan sendi (art. Intervertebrales). Stabilitas atau stabilitas tulang belakang disediakan oleh alat ligamentum kuat yang menghubungkan tubuh vertebral (lig. Longitudinale anterius et posterius), dan kapsul sendi intervertebralis, ligamen yang menghubungkan lengkung tulang belakang (lig. Flava), ligamen yang menghubungkan proses-proses intrasus (ligusin).

Dari sudut pandang biomekanik, tulang belakang ini mirip dengan rantai kinematik, yang terdiri dari hubungan individu. Setiap vertebra berartikulasi dengan tetangga di tiga titik:

Di dua sendi intervertebralis di belakang dan tubuh (melalui disk intervertebralis) di depan.

Sendi antara proses artikular adalah sendi yang benar.

Terletak satu di atas yang lain, vertebra membentuk dua pilar - anterior, dibangun dengan mengorbankan tubuh vertebral, dan posterior, yang terbentuk dari lengkungan dan sendi intervertebralis.

Mobilitas tulang belakang, elastisitas dan elastisitasnya, kemampuan untuk menahan beban yang signifikan sampai batas tertentu disediakan oleh cakram intervertebralis, yang memiliki hubungan anatomis dan fungsional yang erat dengan semua struktur tulang belakang yang membentuk kolom tulang belakang.

Disk intervertebralis memainkan peran utama dalam biomekanik, menjadi “jiwa gerakan” tulang belakang (Franceschilli, 1947). Menjadi formasi anatomi yang kompleks, disk melakukan fungsi-fungsi berikut:

• menghubungkan vertebra
• memastikan mobilitas tulang belakang,
• perlindungan tubuh vertebra dari trauma permanen (peran penyusutan).

PERHATIAN! Setiap proses patologis, melemahkan fungsi disk, melanggar biomekanik tulang belakang. Kemampuan fungsional tulang belakang juga terganggu.

Kompleks anatomi yang terdiri dari satu disk intervertebralis, dua vertebra yang berdekatan dengan sendi yang sesuai dan peralatan ligamen pada level ini disebut segmen motor vertebral (PDS).

Diskus intervertebralis terdiri dari dua lempeng hialin, berdekatan erat dengan lempeng endplate dari tubuh vertebra yang berdekatan, nukleus pulpa (nukleus pulposus) dan cincin berserat (annulus fibrosus).

Inti pulpa, yang merupakan sisa dari akord tulang belakang, mengandung:

• zat interstitial chondrin;
• sejumlah kecil sel tulang rawan dan jalinan serat kolagen, membentuk semacam kapsul dan memberikannya elastisitas.

PERHATIAN! Di tengah nukleus pulposus memiliki rongga yang volumenya biasanya 1-1,5 cm ³.

Cincin berserat dari diskus intervertebralis terdiri dari bundel jaringan ikat padat yang terjalin dalam arah yang berbeda.

Bundel sentral dari cincin berserat disusun secara longgar dan bertahap masuk ke dalam kapsul nukleus, sedangkan bundel perifer saling berdekatan dan tertanam di tepi marginal tulang. Setengah lingkaran posterior cincin lebih lemah dari yang anterior, terutama di tulang belakang lumbar dan serviks. Bagian lateral dan anterior disc intervertebral sedikit menonjol melampaui batas jaringan tulang, karena disc agak lebih luas daripada badan vertebra yang berdekatan.

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

Ligamen tulang belakang

Ligamentum longitudinal anterior, sebagai periosteum, melekat kuat pada badan vertebra dan menyebar bebas ke disk.

Ligamentum longitudinal posterior, yang berpartisipasi dalam pembentukan dinding anterior kanal tulang belakang, sebaliknya, secara bebas menyebar ke permukaan tubuh vertebra dan disambungkan dengan disk. Ligamentum ini terwakili dengan baik di tulang belakang leher dan dada; di bagian pinggang, direduksi menjadi pita sempit, di mana bahkan celah sering dapat diamati. Berbeda dengan ligamentum longitudinal anterior, ligamen anterior sangat berkembang di daerah lumbar, di mana prolaps disk paling sering dicatat.

Ligamen kuning (total 23 ligamen) tersegmentasi, mulai dari vertebra C ke S vertebra. Ligamen-ligamen ini bertindak seolah-olah ke dalam kanal tulang belakang dan dengan demikian mengurangi diameternya. Karena fakta bahwa mereka paling berkembang di daerah lumbar, dalam kasus hipertrofi patologis mereka, fenomena kompresi ekor kuda dapat diamati.

Peran mekanis dari ligamen ini berbeda dan terutama penting dari sudut pandang statika dan kinematika dari tulang belakang:

• mereka mempertahankan lordosis serviks dan lumbar, sehingga memperkuat aksi otot paravertebral;
• menentukan arah pergerakan tubuh vertebral, amplitudo yang dikendalikan oleh diskus intervertebralis;
• melindungi sumsum tulang belakang secara langsung dengan menutup ruang antara pelat dan secara tidak langsung melalui struktur elastisnya, berkat yang selama perpanjangan tubuh ligamen ini tetap terentang penuh (asalkan jika dikurangi, lipatannya akan menekan sumsum tulang belakang);
• bersama dengan otot paravertebral berkontribusi untuk membawa tubuh dari fleksi ventral ke posisi tegak;
• Mereka memiliki efek penghambatan pada nuklei pulpa, yang, melalui tekanan interdisk, cenderung menunda dua badan vertebral yang berdekatan.

Koneksi gagang dan proses vertebra yang berdekatan dilakukan tidak hanya kuning, tetapi juga antara interostase, hypostase, dan ligamen intertransverse.

Selain disk dan ligamen longitudinal, vertebra dihubungkan oleh dua sendi intervertebralis, dibentuk oleh proses artikular dengan fitur di bagian yang berbeda. Proses-proses ini membatasi foramen intervertebralis tempat akar saraf keluar.

Persarafan bagian luar dari cincin fibrosa, ligamentum longitudinal posterior, periosteum, kapsul sendi, pembuluh dan membran sumsum tulang belakang dilakukan oleh saraf sinus-vertebral (n. Sinuvertebralis), yang terdiri dari serat simpatik dan somatik. Nutrisi diskus pada orang dewasa terjadi melalui difusi melalui lempeng hialin.

Fitur anatomi yang terdaftar, serta data anatomi komparatif, diizinkan untuk mempertimbangkan diskus intervertebralis sebagai setengah-sendi (Schmorl, 1932), sedangkan nukleus pulpa yang mengandung cairan sinovial (Vinogradova TP, 1951) dibandingkan dengan rongga sendi; endplate vertebral, ditutupi dengan tulang rawan hialin, disamakan dengan ujung artikular, dan cincin fibrosa dianggap sebagai kapsul sendi dan peralatan ligamen.

Disk intervertebralis adalah sistem hidrostatik yang khas. Karena kenyataan bahwa cairan praktis tidak dapat dimampatkan, segala tekanan yang bekerja pada inti ditransformasikan secara seragam ke segala arah. Cincin berserat, dengan memberi energi pada seratnya, menahan inti dan menyerap sebagian besar energinya. Karena sifat elastis dari cakram, tremor dan tremor yang ditransmisikan ke tulang belakang, sumsum tulang belakang, dan otak sangat melunak ketika berlari, berjalan, melompat, dll.

Turgor inti adalah variabel dalam batas yang cukup besar: dengan menurunnya beban meningkat dan sebaliknya. Tekanan signifikan dari nukleus dapat dinilai dengan fakta bahwa setelah berada dalam posisi horizontal selama beberapa jam, meluruskan cakram memperpanjang tulang belakang lebih dari 2 cm.

Badan vertebral di bagian tulang belakang yang berbeda memiliki ciri anatomi dan fungsional yang berbeda.

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

Tulang belakang leher

Menurut tugas fungsional pendukung, ukuran tubuh vertebra secara bertahap meningkat dari serviks ke lumbar, mencapai ukuran maksimum pada vertebra S;

• vertebra serviks, berbeda dengan yang terletak di bawah, memiliki badan ellipsoidal yang relatif rendah;
• tubuh vertebra serviks dipisahkan satu sama lain oleh disk yang tidak semuanya. Tepi sisi atas memanjang ini dari tubuh vertebral, yang disebut semilunar atau proses bengkok (processus uncinatus), menghubungkan dengan sudut lateral bawah dari tubuh vertebra atasnya, membentuk apa yang disebut sendi Lyushka, atau artikulasi terbuka, menurut terminologi Troland. Antara processus uncinatus dan facet dari vertebra atas terdapat fisura terbuka 2-4 mm;
• permukaan artikulasi terbuka ditutupi dengan tulang rawan artikular, dan di luar sendi dikelilingi oleh kapsul. Di daerah ini, serat vertikal annulus fibrosus pada permukaan lateral disk berbeda dan berjalan dalam tandan paralel dengan lubang; pada saat yang sama, disk tidak secara langsung berdampingan dengan sambungan ini, karena, ketika mendekati celah fisura terbuka, disk secara bertahap menghilang;
• Ciri anatomi vertebra serviks adalah adanya lubang di dasar proses transversal, di mana a. Vertebralis;
• intervertebralis foramen C ₅, C ₆ dan C ₇ yang berbentuk segitiga. Sumbu lubang di bagian lewat di bidang miring. Dengan demikian, kondisi diciptakan untuk mempersempit aperture dan mengompresi tulang belakang selama pertumbuhan yang tidak tertutup;
• proses spinosus vertebra serviks (kecuali C ₇ ) dibagi dan diturunkan ke bawah;
• proses artikular relatif singkat, mereka berada dalam posisi miring antara bidang frontal dan horizontal, yang menentukan sejumlah besar gerakan ekstensi-fleksi dan kecenderungan lateral yang agak terbatas;
• gerakan rotasi dilakukan terutama oleh vertebra serviks atas karena sambungan silindris dari proses seperti gigi dengan permukaan artikular vertebra C1;
• proses spinosus C ₇ tampak maksimal dan mudah teraba;
• semua jenis gerakan (fleksi-ekstensi, miring ke kanan dan kiri, rotasi) dan sebagian besar adalah karakteristik tulang belakang leher;
• akar serviks pertama dan kedua meluas di belakang sendi atlanto-oksipital dan atlanto-aksial, dan tidak ada diskus intervertebralis di area ini;
• di tulang belakang leher, ketebalan cakram intervertebralis adalah 1/4 tinggi vertebra yang sesuai.

Tulang belakang leher kurang kuat dan lebih mobile daripada lumbar, dan umumnya lebih sedikit stres. Namun, beban pada 1 cm ² cakram serviks tidak sedikit, tetapi bahkan lebih besar dari 1 cm ² lumbar (Mathiash). Akibatnya, lesi degeneratif vertebra serviks terjadi sesering di daerah lumbar.

R.Galli et al. (1995) menunjukkan bahwa peralatan ligamen memberikan mobilitas yang sangat sedikit antara tubuh vertebra: perpindahan horizontal vertebra yang berdekatan tidak pernah melebihi 3-5 mm, dan kecenderungan sudut 11 °.

Ketidakstabilan PDS harus diharapkan jika ada jarak lebih dari 3-5 mm antara celah vertebra yang berdekatan dan dengan peningkatan sudut antara badan vertebra lebih dari 11 °. 

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

Tulang belakang toraks

Di daerah toraks, di mana volume gerakan tulang belakang relatif kecil, vertebra lebih tinggi dan lebih tebal daripada yang serviks. Dari Th ₅ ke TH12 vertebra toraks, ukuran melintangnya secara bertahap meningkat, mendekati ukuran vertebra lumbar atas; diskus intervertebralis di regio toraks memiliki ketinggian lebih rendah daripada di lumbar dan serviks; ketebalan diskus intervertebralis adalah 1/3 dari ketinggian vertebra yang sesuai; lubang intervertebralis di daerah toraks lebih sempit daripada di serviks; kanal tulang belakang juga lebih sempit daripada di daerah lumbar; Kehadiran di akar dada sejumlah besar serat simpatis tidak hanya menyebabkan warna vegetatif khas radikulopati toraks, tetapi juga dapat menyebabkan perkembangan nyeri visceral dan diskinesia; relatif besar, menebal di ujungnya, proses transversal vertebra toraks cenderung agak posterior, dan proses spinosus cenderung tajam ke bawah; bukit iga berbatasan dengan permukaan depan dari ujung bebas yang menebal dari proses transversal, membentuk sendi transversal-kosta yang sebenarnya; sendi lain terbentuk antara kepala tulang rusuk dan permukaan lateral tubuh vertebral di tingkat disk.

Sendi ini diperkuat dengan ligamen yang kuat. Ketika tulang belakang berputar, tulang rusuk dan permukaan samping tubuh vertebra dengan proses melintang mengikuti tulang belakang, berputar di sekitar sumbu vertikal secara keseluruhan.

Tulang belakang dada dibedakan oleh dua fitur:

• tikungan kyphotic normal berbeda dengan tikungan lordal dari daerah serviks dan lumbar;
• artikulasi setiap vertebra dengan sepasang tulang rusuk.

Stabilitas dan mobilitas tulang belakang dada

Elemen penstabil utama adalah: a) tulang rusuk; b) cakram intervertebralis; c) cincin berserat; d) ligamen (ligamentum longitudinal anterior dan posterior, ligamentum radialis, ligamentum transversal kosta, ligamen inter-transversal, ligamentum kuning, ligamen inter dan supraspinosa).

Tulang rusuk dengan peralatan ligamen memberikan stabilitas yang cukup dan pada saat yang sama membatasi mobilitas selama gerakan (ekstensi - ekstensi, inklinasi lateral dan rotasi).

PERHATIAN! Selama gerakan di daerah dada, rotasi paling tidak terbatas.

Diskus intervertebralis, bersama-sama dengan cincin fibrosa, selain depresiasi, melakukan fungsi stabilisasi: pada bagian ini diskus lebih kecil daripada di daerah serviks dan lumbar, yang meminimalkan mobilitas antara badan vertebra.

Kondisi peralatan ligamen menentukan stabilitas tulang belakang toraks.

Sejumlah penulis (Heldsworth, Denis, Jcham, Taylor, dan lain-lain) mendukung teori stabilitas tiga dukungan.

Peran kunci dimainkan oleh kompleks posterior: integritasnya merupakan kondisi yang sangat diperlukan untuk stabilitas, dan kerusakan pada struktur pendukung posterior dan menengah dimanifestasikan oleh ketidakstabilan klinis.

Elemen penstabil penting adalah kantong artikular, dan anatomi sendi juga memastikan integritas struktur.

Sendi berorientasi pada bidang frontal, yang membatasi ekstensi-fleksi dan kemiringan lateral; oleh karena itu, di daerah toraks, subluksasi dan dislokasi sendi sangat jarang.

PERHATIAN! Daerah yang paling tidak stabil adalah zona Th10-L1 karena toraks yang relatif stabil dan daerah pinggang yang lebih mobile.

Tulang belakang lumbosakral

Di tulang belakang lumbar, yang mendukung tingkat keparahan dari departemen atasnya:

• tubuh vertebral lebar, melintang dan proses artikular masif;
• permukaan anterior tubuh vertebra lumbal sedikit cekung ke arah sagital; tubuh vertebra L di depan sedikit lebih tinggi daripada di belakang, yang menentukan pembentukan anatomi lordosis lumbar. Dalam kondisi lordosis, sumbu beban digeser mundur. Ini memfasilitasi gerakan rotasi di sekitar sumbu vertikal tubuh;
• proses transversal vertebra lumbar biasanya terletak di depan; bagian perut dari proses transversal vertebra lumbar adalah sisa-sisa tulang rusuk lumbar yang kurang berkembang, oleh karena itu mereka disebut proses tulang rusuk (processus costarii vertebrae lumbalis). Di dasar proses tulang rusuk, ada proses inkremental yang lebih kecil (processus accessorius);
• proses artikular vertebra lumbalis menonjol secara menonjol, dan permukaan artikularisnya miring ke bidang sagital;
• proses spinosus menebal dan posterior hampir horizontal; ada proses mastoid kerucut kecil (processus mamillaris) pada margin posterior-lateral dari setiap proses artikular superior di kanan dan di kiri;
• lubang intervertebralis di tulang belakang lumbar cukup lebar. Namun, dalam kondisi deformitas tulang belakang, proses degeneratif, gangguan statis pada bagian ini, sindrom radikular nyeri paling sering muncul;
• cakram lumbar, masing-masing, melakukan beban terbesar memiliki tinggi terbesar - 1/3 dari tinggi tubuh;
• lokasi yang paling sering menghapus-zy disc prolaps dan sesuai dengan divisi kelebihan beban: interval antara L ₄ dan L _s dan agak kurang - antara U dan S1;
• inti pulpa terletak di perbatasan belakang dan sepertiga tengah disk. Cincin berserat di daerah ini jauh lebih tebal di bagian depan, di mana ia didukung oleh ligamentum longitudinal anterior yang padat, yang paling kuat berkembang di daerah lumbar. Bagian belakang cincin fibrosa lebih tipis dan dipisahkan dari kanal tulang belakang oleh ligamentum longitudinal posterior yang lebih buruk, yang lebih kuat terhubung ke cakram intervertebral daripada ke badan vertebra. Dengan yang terakhir, ligamentum ini dihubungkan oleh jaringan ikat longgar, di mana pleksus vena diletakkan, yang menciptakan kondisi tambahan untuk pembentukan tonjolan dan prolaps di lumen kanal tulang belakang.

Salah satu ciri khas tulang belakang adalah adanya empat kelengkungan fisiologis yang terletak di bidang sagital:

• lordosis serviks, dibentuk oleh semua vertebra toraks servikal dan atas; busung maksimum jatuh pada tingkat C ₅ dan C ₆;
• kyphosis toraks; konkavitas maksimum berada pada level ₆ - ₇;
• lumbosis lumbar, yang dibentuk oleh toraks terakhir dan semua vertebra lumbalis. Lengkungan terbesar terletak di tingkat tubuh L ₄;
• kyphosis sacrococcygeal.

Jenis utama gangguan fungsional pada tulang belakang berkembang baik menurut jenis kelancaran kurva fisiologis, atau sesuai dengan jenis peningkatannya (kyphosis). Tulang belakang adalah organ aksial tunggal, membaginya menjadi divisi anatomi yang berbeda secara kondisional, oleh karena itu tidak ada hiperlordosis, misalnya, di tulang belakang leher dengan kehalusan lordosis di lumbar, dan sebaliknya.

Saat ini, tipe-tipe utama gangguan fungsional dengan varian perubahan yang dihaluskan dan hiperlordosis di tulang belakang disistematisasi.

1. Ketika kelengkungan fisiologis tulang belakang dihaluskan, tipe kelainan kelainan fungsional berkembang, ditandai dengan posisi paksa pasien (dalam posisi fleksi) dan termasuk:

• pembatasan mobilitas di segmen motorik tulang belakang leher, termasuk di area sendi kepala;
• sindrom otot miring kepala;
• lesi pada fleksor yang dalam pada otot leher dan otot sternokleidomastoid;
• sindrom otot skalen anterior;
• sindrom wilayah fisura atas (sindrom otot yang menimbulkan skapula);
• sindrom dinding dada anterior;
• dalam beberapa kasus - sindrom periartritis humeroscapular;
• dalam beberapa kasus, sindrom epicondylosis ulnar eksternal;
• pembatasan mobilitas iga pertama, dalam beberapa kasus - iga I-IV, sendi klavikula;
• sindrom kelancaran lordosis lumbar;
• sindrom otot paravertebral.

Pembatasan mobilitas pada segmen motorik lumbar dan tulang belakang toraks bagian bawah: pada lumbar - fleksi dan ekstensi toraks bawah - ekstensi:

• mobilitas terbatas pada sendi sakroiliaka;
• sindrom otot adrenal;
• sindrom otot ileo-lumbar.

2. Dengan peningkatan tikungan fisiologis pada tulang belakang, jenis kelainan fungsional melentur berkembang, ditandai dengan gaya berjalan "bangga" pada pasien dan pembatasan ekstensi pada tulang belakang dan leher rahim selama manifestasi manifestasi klinis penyakit. Itu termasuk:

• pembatasan mobilitas di segmen motorik ovarium pertengahan serviks dan serviks tulang belakang;
• cervicalgia otot - ekstensor leher;
• dalam beberapa kasus, sindrom epicondylosis ulnar internal;
• pembatasan mobilitas di segmen motorik tulang belakang toraks.
• sindrom lumbar hiperlordosis;
• ekstensi batas dalam segmen gerakan lumbal: L1- L2 dan L ₂ -L ₃, dalam beberapa kasus - L ₃ - L ₄;
• sindrom kelompok otot punggung femoral;
• sindrom pelepasan otot femoralis;
• sindrom piriformis;
• sindrom coccygodynia.

Jadi, ketika simetri kekuatan aktif terganggu bahkan di bawah kondisi fisiologis normal, konfigurasi tulang belakang berubah. Karena kurva fisiologis, tulang belakang dapat menahan beban aksial 18 kali lebih besar dari kolom beton dengan ketebalan yang sama. Ini dimungkinkan karena fakta bahwa dengan adanya belokan, gaya beban didistribusikan secara merata ke seluruh tulang belakang.

Tulang belakang juga termasuk divisi tetap, sakrum dan tulang ekor yang bergerak lambat.

Sakrum dan vertebra lumbar kelima adalah dasar dari seluruh tulang belakang, yang memberikan dukungan untuk semua departemen di atasnya dan mengalami ketegangan terbesar.

Pembentukan tulang belakang dan pembentukan tikungan fisiologis dan patologisnya sangat dipengaruhi oleh posisi vertebra lumbar IV dan V dan sakrum, yaitu. Rasio antara sakral dan bagian atasnya dari tulang belakang.

Biasanya, sakrum relatif terhadap sumbu vertikal tubuh berada pada sudut 30 °. Kemiringan pelvis yang menonjol menyebabkan lordosis lumbal menjaga keseimbangan.

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