Stuburo anatomo-biomechaninės savybės

Stuburą reikėtų vertinti iš anatominės (biomechaninės) ir funkcinės pusės.

Anatomiškai stuburą sudaro 32, kartais 33 atskiri slanksteliai, sujungti vienas su kitu tarpslanksteliniais diskais (art. intersomatica), kurie sudaro sinchondrozę, ir sąnariais (art. intervertebrales). Stuburo stabilumą arba tvirtumą užtikrina galingas raiščių aparatas, jungiantis slankstelių kūnus (lig. longitudinale anterius et posterius) ir tarpslankstelinių sąnarių kapsulę, raiščiai, jungiantys slankstelių lankus (lig. flava), raiščiai, jungiantys keterines ataugas (lig. supraspinosum et intraspinosum).

Biomechaniniu požiūriu stuburas yra tarsi kinematinė grandinė, sudaryta iš atskirų grandžių. Kiekvienas slankstelis su gretimu jungiasi trijuose taškuose:

Dviejose tarpslankstelinėse jungtyse gale ir prie kūnų (per tarpslankstelinį diską) priekyje.

Jungtys tarp sąnarinių ataugų sudaro tikrus sąnarius.

Vienas virš kito išsidėstę slanksteliai sudaro dvi kolonas – priekinę, sudarytą iš slankstelių kūnų, ir užpakalinę, sudarytą iš arkų ir tarpslankstelinių sąnarių.

Stuburo judrumą, jo elastingumą ir atsparumą, gebėjimą atlaikyti dideles apkrovas tam tikru mastu užtikrina tarpslanksteliniai diskai, kurie yra glaudžiai anatomiškai ir funkciškai susiję su visomis stuburo struktūromis, kurios sudaro stuburą.

Tarpslankstelinis diskas atlieka pagrindinį vaidmenį biomechanikoje, būdamas stuburo „judesio siela“ (Franceschilli, 1947). Būdamas sudėtingas anatominis darinys, diskas atlieka šias funkcijas:

• slankstelių susiliejimas,
• užtikrinant stuburo judrumą,
• slankstelių kūnų apsauga nuo nuolatinės traumos (amortizuojantis vaidmuo).

DĖMESIO! Bet koks patologinis procesas, silpninantis disko funkciją, sutrikdo stuburo biomechaniką. Taip pat sutrinka stuburo funkcinės galimybės.

Anatominis kompleksas, susidedantis iš vieno tarpslankstelinio disko, dviejų gretimų slankstelių su atitinkamais sąnariais ir raiščių aparato šiame lygyje, vadinamas slankstelio judesio segmentu (VMS).

Tarpslankstelinis diskas susideda iš dviejų hialininių plokštelių, kurios tvirtai priglunda prie gretimų slankstelių kūnų galinių plokštelių – minkštojo branduolio ir skaidulinio žiedo (fibrozinio žiedo).

Pulpinis branduolys, esantis nugarinio notochordo liekanoje, sudaro:

• intersticinė medžiaga chondrinas;
• nedidelis skaičius kremzlės ląstelių ir susipynusių kolageno skaidulų, kurios sudaro savotišką kapsulę ir suteikia jai elastingumo.

DĖMESIO! Nucleus pulposus viduryje yra ertmė, kurios tūris paprastai yra 1–1,5 cm ³.

Tarpslankstelinio disko skaidulinis žiedas susideda iš tankių jungiamojo audinio pluoštų, susipynusių įvairiomis kryptimis.

Centriniai skaidulinio žiedo pluoštai išsidėstę laisvai ir palaipsniui pereina į branduolio kapsulę, o periferiniai pluoštai yra glaudžiai vienas šalia kito ir įterpti į kaulo kraštinį kraštą. Užpakalinis žiedo puslankis yra silpnesnis nei priekinis, ypač juosmens ir kaklo stuburo srityse. Šoninė ir priekinė tarpslankstelinio disko dalys šiek tiek išsikiša už kaulinio audinio ribų, nes diskas yra šiek tiek platesnis už gretimų slankstelių kūnus.

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

Stuburo raiščiai

Priekinis išilginis raištis, esantis antkaulyje, yra tvirtai susiliejęs su slankstelių kūnais ir laisvai eina per diską.

Užpakalinis išilginis raištis, dalyvaujantis stuburo kanalo priekinės sienelės formavime, priešingai, laisvai metamas per slankstelių kūnų paviršių ir susilieja su disku. Šis raištis gerai išsivysčiusi kaklo ir krūtinės ląstos stubure; juosmens srityje jis susiaurėja iki siauros juostos, išilgai kurios dažnai galima pastebėti tarpus. Skirtingai nuo priekinio išilginio raiščio, jis labai prastai išsivysčiusi juosmens srityje, kur dažniausiai stebimi disko prolapsai.

Geltonieji raiščiai (iš viso 23) išsidėstę segmentiškai, pradedant C slanksteliu ir baigiant S slanksteliu. Šie raiščiai tarsi išsikiša į stuburo kanalą ir taip sumažina jo skersmenį. Kadangi jie labiausiai išsivystę juosmens srityje, esant jų patologinei hipertrofijai, galima stebėti arklio uodegos suspaudimo reiškinius.

Šių raiščių mechaninis vaidmuo yra skirtingas ir ypač svarbus stuburo statikos ir kinematikos požiūriu:

• jie palaiko kaklo ir juosmens lordozę, taip stiprindami paravertebralinių raumenų veikimą;
• nustatyti slankstelių kūnų judėjimo kryptį, kurios amplitudę kontroliuoja tarpslanksteliniai diskai;
• apsaugo nugaros smegenis tiesiogiai uždarydami tarpą tarp plokštelių ir netiesiogiai per savo elastingą struktūrą, dėl kurios, tiesiant kamieną, šie raiščiai išlieka visiškai ištempti (su sąlyga, kad jiems susitraukus, jų raukšlės suspaustų nugaros smegenis);
• kartu su paravertebraliniais raumenimis jie padeda kamieną perkelti iš pilvo lenkimo į vertikalią padėtį;
• turi slopinamąjį poveikį branduolio pulposui, kuris dėl tarpdiskinio spaudimo linkęs atitraukti du gretimus slankstelių kūnus vienas nuo kito.

Gretimų slankstelių arkų ir ataugų sujungimą atlieka ne tik geltonieji, bet ir tarpslanksteliniai, supraspininiai bei tarpslanksteliniai raiščiai.

Be diskų ir išilginių raiščių, slankstelius jungia du tarpslanksteliniai sąnariai, suformuoti iš sąnarinių ataugų, turinčių savybių skirtinguose pjūviuose. Šie ataugų plotai riboja tarpslankstelines angas, per kurias išeina nervų šaknys.

Išorinių skaidulinio žiedo, užpakalinio išilginio raiščio, antkaulio, sąnario kapsulės, kraujagyslių ir nugaros smegenų membranų inervaciją atlieka sinuvertebrinis nervas (n. sinuvertebralis), susidedantis iš simpatinių ir somatinių skaidulų. Suaugusiojo disko mityba vyksta difuzijos būdu per hialinines plokšteles.

Išvardytos anatominės ypatybės, taip pat lyginamosios anatomijos duomenys leido mums tarpslankstelinį diską laikyti pusiau sąnariniu (Schmorl, 1932), o branduolys pulposus, kuriame yra sinovinio skysčio (Vinogradova TP, 1951), lyginamas su sąnario ertme; slankstelių galinės plokštelės, padengtos hialine kremzle, prilyginamos sąnariniams galams, o skaidulinis žiedas laikomas sąnario kapsule ir raiščių aparatu.

Tarpslankstelinis diskas yra tipiška hidrostatinė sistema. Kadangi skysčiai praktiškai nesuspaudžiami, bet koks branduolį veikiantis slėgis transformuojamas tolygiai visomis kryptimis. Pluoštinis žiedas, įtempęs savo skaidulas, laiko branduolį ir sugeria didžiąją dalį energijos. Dėl disko elastingumo savybių smūgiai ir sukrėtimai, perduodami į stuburą, nugaros smegenis ir smegenis, žymiai sušvelnėja bėgant, einant, šokinėjant ir kt.

Šerdies turgoras labai kinta: mažėjant apkrovai, ji didėja ir atvirkščiai. Reikšmingą šerdies spaudimą galima spręsti iš to, kad kelias valandas būnant horizontalioje padėtyje, diskų ištiesinimas pailgina stuburą daugiau nei 2 cm. Taip pat žinoma, kad žmogaus ūgio skirtumas per dieną gali siekti 4 cm.

Skirtingų stuburo dalių slankstelių kūnai turi savo išskirtines anatomines ir funkcines savybes.

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

Kaklo stuburas

Atsižvelgiant į funkcines atramos užduotis, slankstelių kūnų dydžiai palaipsniui didėja nuo gimdos kaklelio iki juosmens sričių, pasiekdami didžiausią dydį S slanksteliuose;

• Kaklo slanksteliai, skirtingai nei esantys žemiau, turi santykinai žemus, elipsoido formos kūnus;
• Kaklo slankstelių kūnai per visą jų ilgį nėra atskirti vienas nuo kito disku. Šie pailgi viršutiniai šoniniai slankstelių kūnų kraštai, vadinami pusmėnulinėmis arba kablio formos ataugomis (processus uncinatus), jungiantys su viršutinių slankstelių kūnų apatiniais šoniniais kampais, pagal Trolando terminologiją sudaro vadinamąjį Luschkos sąnarį arba uncovertebrinį sąnarį. Tarp uncinatus ataugos ir viršutinio slankstelio faseto yra 2–4 mm uncovertebrinis tarpas;
• Unkotebraliniai sąnariniai paviršiai padengti sąnarine kremzle, o sąnarį iš išorės supa kapsulė. Šioje srityje vertikalios disko šoninio paviršiaus skaidulinio žiedo (anglus fibrosus) skaidulos išsiskiria ir eina ryšuliais lygiagrečiai anga; tačiau diskas tiesiogiai nesiliečia su šia sąnariu, nes artėjant prie unkotebralinio plyšio, jis palaipsniui nyksta;
• Kaklo slankstelių anatominis bruožas yra angų buvimas skersinių ataugų pagrinde, per kurias praeina a. vertebralis;
• Tarpslankstelinės angos C5 _, C6 _ir C7 _yra trikampio formos. Angos ašis pjūvyje eina įstriža plokštuma. Taigi sudaromos sąlygos angos susiaurėjimui ir šaknies suspaudimui su nedengtiniais dariniais;
• Kaklo slankstelių (išskyrus C7 ₎ keterinės ataugos yra perskirtos ir nuleistos;
• Sąnariniai procesai yra gana trumpi, jie yra pasvirusioje padėtyje tarp priekinės ir horizontalios plokštumų, o tai lemia didelį lenkimo-tiesimo judesių tūrį ir šiek tiek ribotus šoninius pakreipimus;
• Sukamuosius judesius daugiausia atlieka viršutiniai kaklo slanksteliai dėl cilindrinio odontoidinio proceso sujungimo su C1 slankstelio sąnariniu paviršiumi;
• _C7 keterinė ataugėlė išsikiša maksimaliai ir yra lengvai apčiuopiama;
• Kaklo stuburui būdingi visų tipų judesiai (lenkimas-pratęsimas, lenkimas į dešinę ir į kairę, sukimasis) ir didžiausias tūris;
• pirmoji ir antroji kaklinės šaknys išnyra už atlantooccipitalinių ir atlantoaksialinių sąnarių, o šiose srityse nėra tarpslankstelinių diskų;
• Gimdos kaklelio srityje tarpslankstelinių diskų storis yra 1/4 atitinkamo slankstelio aukščio.

Kaklo stuburas yra silpnesnis ir judresnis nei juosmens stuburas, todėl paprastai patiria mažesnį krūvį. Tačiau 1 cm2 kaklo disko apkrova ^yra ne mažesnė ir net didesnė nei 1 cm2 ^juosmens stuburo (Mathiash). Dėl to kaklo slankstelių degeneraciniai pažeidimai yra tokie pat dažni kaip ir juosmens slankstelių.

R. Galli ir kt. (1995) parodė, kad raiščių aparatas užtikrina labai mažą judrumą tarp slankstelių kūnų: gretimų slankstelių horizontalūs poslinkiai niekada neviršija 3–5 mm, o kampiniai poslinkiai – 11°.

PDS nestabilumo reikėtų tikėtis, kai atstumas tarp gretimų slankstelių kūnų yra didesnis nei 3–5 mm, o kampas tarp slankstelių kūnų padidėja daugiau nei 11°.

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

Krūtinės ląstos stuburas

Krūtinės ląstos srityje, kur stuburo judesių amplitudė yra santykinai maža, slanksteliai yra aukštesni ir storesni nei kaklo. Nuo Th5 _iki Th12 krūtinės slankstelių jų skersinis dydis palaipsniui didėja, artėjant prie viršutinių juosmens slankstelių dydžio; tarpslanksteliniai diskai krūtinės ląstos srityje yra mažesni nei juosmens ir kaklo srityse; tarpslankstelinių diskų storis yra 1/3 atitinkamo slankstelio aukščio; tarpslankstelinės angos krūtinės ląstos srityje yra siauresnės nei kaklo srityje; stuburo kanalas taip pat yra siauresnis nei juosmens srityje; didelis simpatinių skaidulų skaičius krūtinės ląstos šaknyse ne tik sukelia savotišką vegetatyvinę krūtinės ląstos radikulopatijų spalvą, bet ir gali sukelti visceralinį skausmą bei diskineziją; santykinai masyvios, sustorėjusios galuose krūtinės ląstos slankstelių skersinės ataugos yra šiek tiek pasvirusios atgal, o keterinės ataugos yra smarkiai pasvirusios žemyn; šonkaulio gumburėlis ribojasi su sustorėjusio skersinės ataugos laisvojo galo priekiniu paviršiumi, sudarydamas tikrą šonkaulių skersinę sąnarį; kitas sąnarys susidaro tarp šonkaulio galvos ir slankstelio kūno šoninio paviršiaus disko lygyje.

Šiuos sąnarius sutvirtina stiprūs raiščiai. Kai stuburas sukasi, šonkauliai ir slankstelių kūnų šoniniai paviršiai su skersinėmis ataugomis seka stuburą, sukdamiesi aplink vertikalią ašį kaip vienas vienetas.

Krūtinės ląstos stuburas turi du išskirtinius bruožus:

• normalus kifozinis linkis, priešingai nei lordozinis kaklo ir juosmens stuburo linkis;
• kiekvieno slankstelio sujungimas su šonkaulių pora.

Krūtinės ląstos stuburo stabilumas ir judrumas

Pagrindiniai stabilizuojantys elementai yra: a) šonkaulių karkasas; b) tarpslanksteliniai diskai; c) skaiduliniai žiedai; d) raiščiai (priekiniai ir užpakaliniai išilginiai raiščiai, radialinis raištis, šonkaulių skersinis raištis, tarpslanksteliniai raiščiai, geltonasis raištis, tarpslanksteliniai ir antskriaučių raiščiai).

Šonkauliai su raiščių aparatu užtikrina pakankamą stabilumą ir tuo pačiu metu riboja judrumą judesių metu (lenkimas - tiesimas, šoninis lenkimas ir sukimasis).

DĖMESIO! Judant krūtinės ląstos srityje, sukimasis yra mažiausiai apribotas.

Tarpslanksteliniai diskai kartu su skaiduliniu žiedu, be amortizacijos, atlieka ir stabilizuojančią funkciją: šioje dalyje diskai yra mažesni nei kaklo ir juosmens dalyse, todėl mobilumas tarp slankstelių kūnų yra kuo mažesnis.

Raiščių aparato būklė lemia krūtinės ląstos stuburo stabilumą.

Trijų taškų stabilumo teoriją pagrindė nemažai autorių (Heldsworthas, Denisas, Jchamas, Tayloras ir kt.).

Pagrindinis vaidmuo skiriamas užpakaliniam kompleksui: jo vientisumas yra esminė stabilumo sąlyga, o užpakalinių ir vidurinių atraminių struktūrų pažeidimas pasireiškia klinikiniu nestabilumu.

Svarbus stabilizuojantis elementas yra sąnario kapsulė, o sąnarių anatomija taip pat užtikrina struktūrų vientisumą.

Sąnariai yra orientuoti priekinėje plokštumoje, o tai riboja lenkimą-tiesimą ir šoninį lenkimąsi; todėl sąnarių subluksacijos ir išnirimai krūtinės ląstos srityje yra labai reti.

DĖMESIO! Nestabiliausia sritis yra Th10-L1 zona dėl santykinai stabilių krūtinės ląstos ir judresnių juosmens sričių.

Juosmens-kryžkaulio stuburas

Juosmens stuburo dalyje, kuri palaiko viršutinės dalies svorį:

• slankstelių kūnai yra plačiausi, skersiniai ir sąnariniai procesai yra masyvūs;
• Juosmens slankstelių kūnų priekinis paviršius sagitaline kryptimi yra šiek tiek įgaubtas; L slankstelio kūnas priekyje yra šiek tiek aukščiau nei gale, o tai anatomiškai lemia juosmens lordozės susidarymą. Lordozės metu apkrovos ašis pasislenka atgal. Tai palengvina sukamuosius judesius aplink vertikalią kūno ašį;
• Juosmens slankstelių skersinės ataugos paprastai yra išsidėsčiusios priekyje; juosmens slankstelių skersinių ataugų ventralinės dalys yra neišsivysčiusios atitinkamų juosmens šonkaulių liekanos, todėl jos vadinamos šonkaulių ataugomis (processus costarii vertebralis lumbalis). Šonkaulių ataugų pamate yra mažesnės pagalbinės ataugos (processus accessorius);
• juosmens slankstelių sąnariniai procesai pastebimai išsikiša, o jų sąnariniai paviršiai yra išdėstyti kampu į sagitalinę plokštumą;
• Dygliuotosios ataugos yra sustorėjusios ir nukreiptos atgal beveik horizontaliai; kiekvienos viršutiniosios sąnarinės ataugos posterolateraliniame krašte dešinėje ir kairėje yra maža kūginė mamiliarinė atmaina (processus mamillaris);
• Juosmens srities tarpslankstelinės angos yra gana plačios. Tačiau stuburo deformacijos, degeneracinių procesų ir statinių sutrikimų sąlygomis radikulinis skausmo sindromas dažniausiai pasireiškia šioje srityje;
• juosmens diskai, atsižvelgiant į didžiausią atliekamą apkrovą, turi didžiausią aukštį - 1/3 kūno ūgio;
• Dažniausia disko išsikišimų ir prolapsų lokalizacija atitinka labiausiai perkrautas sritis: erdvę tarp L4 _ir Ls _ir, kiek rečiau, tarp C ir S1;
• Pulpinis branduolys yra disko užpakalinio ir vidurinio trečdalio sandūroje. Šioje srityje skaidulinis žiedas priekyje yra žymiai storesnis, kur jį palaiko tankus priekinis išilginis raištis, stipriausiai išsivystęs juosmens srityje. Už nugaros skaidulinis žiedas yra plonesnis ir nuo stuburo kanalo yra atskirtas plonu ir mažiau išsivysčiusiu užpakaliniu išilginiu raiščiu, tvirčiau sujungtu su tarpslanksteliniais diskais nei su slankstelių kūnais. Šis raištis su pastaruoju sujungtas laisvu jungiamuoju audiniu, kuriame įterptas veninis rezginys, kuris sukuria papildomas sąlygas išsikišimams ir prolapsams susidaryti į stuburo kanalo spindį.

Vienas iš būdingų stuburo bruožų yra keturių vadinamųjų fiziologinių kreivių, esančių sagitalinėje plokštumoje, buvimas:

• _{Kaklo lordozė, kurią sudaro visi kaklo ir viršutinės krūtinės ląstos slanksteliai; didžiausias išgaubtumas yra C5} ir _C6 lygyje;
• _{krūtinės ląstos kifozė; didžiausias įgaubtumas yra Th6} - _Th7 lygyje;
• _{juosmens lordozė, kurią sudaro paskutinis krūtinės ląstos ir visi juosmens slanksteliai. Didžiausias išlinkimas yra kūno L 4} lygyje;
• kryžkaulio-uodegikaulio kifozė.

Pagrindiniai stuburo funkcinių sutrikimų tipai išsivysto arba pagal fiziologinių kreivių išlyginimo tipą, arba pagal jų padidėjimo tipą (kifozė). Stuburas yra vienas ašinis organas, jo suskirstymas į skirtingas anatomines dalis yra sąlyginis, todėl negali būti hiperlordozės, pavyzdžiui, kaklo stubure su lordozės išlyginimu juosmens srityje ir atvirkščiai.

Šiuo metu susisteminti pagrindiniai funkcinių sutrikimų tipai, susiję su išlygintais ir hiperlordoziniais stuburo pokyčių variantais.

1. Išlyginus stuburo fiziologinius linkius, išsivysto lenkimo tipo funkciniai sutrikimai, kuriems būdinga priverstinė paciento padėtis (lenkimo padėtyje) ir įskaitant:

• ribotas judrumas kaklo stuburo motoriniuose segmentuose, įskaitant galvos sąnarių sritį;
• apatinio įstrižo kapito sindromas;
• kaklo giliųjų lenkiamųjų raumenų ir sternocleidomastoidinio raumens pažeidimai;
• priekinis skalenos sindromas;
• mentės srities sindromas (keliamojo mentės raumens sindromas);
• priekinės krūtinės ląstos sindromas;
• kai kuriais atvejais - skapulohumerinio periartrito sindromas;
• kai kuriais atvejais - šoninis alkūnės epikondilozės sindromas;
• ribotas I šonkaulio judrumas, kai kuriais atvejais - I-IV šonkaulių, raktikaulio sąnarių;
• juosmens lordozės suplokštėjimo sindromas;
• Paravertebralinių raumenų sindromas.

Judrumo apribojimas juosmens ir apatinės krūtinės ląstos stuburo motoriniuose segmentuose: juosmens lenkimo ir apatinės krūtinės ląstos tiesimo srityje:

• ribotas judrumas kryžkaulio sąnaryje;
• aduktoriaus sindromas;
• iliopsoo sindromas.

2. Padidėjus stuburo fiziologiniams išlinkimams, išsivysto ekstenzinio tipo funkciniai sutrikimai, kuriems būdinga ištiesinta „išdidi“ paciento eisena ir ribotas juosmens bei kaklo stuburo išplėtimas klinikinių ligos apraiškų metu. Tai apima:

• ribotas judrumas vidurinės gimdos kaklelio ir kaklo-krūtinės stuburo motoriniuose segmentuose;
• kaklo tiesiamųjų raumenų cervikalija;
• kai kuriais atvejais - vidinės alkūnės epikondilozės sindromas;
• ribotas judrumas krūtinės ląstos stuburo motoriniuose segmentuose.
• juosmens hiperlordozės sindromas;
• juosmens stuburo motorinių segmentų išsiplėtimo apribojimas: L1-L2 ir L2 L3 _, kai kuriais atvejais - _L3 - _L4;
• pakinklio sindromas;
• klubo abduktoriaus sindromas;
• piriformio sindromas;
• kokcidinijos sindromas.

Taigi, kai aktyvių pastangų simetrija sutrinka net ir esant normalioms fiziologinėms sąlygoms, įvyksta stuburo konfigūracijos pokytis. Dėl fiziologinių išlinkimų stuburas gali atlaikyti 18 kartų didesnę ašinę apkrovą nei tokio pat storio betoninė kolona. Tai įmanoma dėl to, kad esant išlinkimams, apkrovos jėga tolygiai pasiskirsto visame stubure.

Stuburą taip pat sudaro fiksuota jo dalis – kryžkaulis ir šiek tiek judrus uodegikaulis.

Kryžkaulis ir penktasis juosmens slanksteliai yra viso stuburo pagrindas, teikiantys atramą visoms jo viršutinėms dalims ir patiriantys didžiausią apkrovą.

Stuburo formavimuisi ir jo fiziologinių bei patologinių linkių vystymuisi didelę įtaką daro IV ir V juosmens slankstelių bei kryžkaulio padėtis, tai yra kryžkaulio ir viršutinių stuburo dalių santykis.

Normaliomis sąlygomis kryžkaulis yra 30° kampu vertikalios kūno ašies atžvilgiu. Ryškus dubens pasvirimas sukelia juosmens lordozę, kad būtų išlaikyta pusiausvyra.

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