Кости позвоночник грудная клетка

Грудная клетка состоит из нескольких элементов, каждый из которых содержит уникальные костно-хрящевые системы. Грудина человека обладает строением, обеспечивающим идеальную защиту сосудов, мягких тканей и органов от повреждений. Она участвует в двигательном процессе и отвечает за реализацию других функций.

Строение грудной клетки и полости

В анатомии грудины есть множество сложных элементов, главным образом зависящих от того, что находятся в зоне позвоночного столба:

• грудная клетка относится к осевому скелету и образована 12 грудными позвонками;
• в ее состав входит 12 пар, или 24 ребра, у некоторых людей их количество ограничено 11 парами или, напротив, предполагает наличие 13 пар;
• в области 1 ребра и грудины находится негибкий хрящ;
• в зоне 8, 9, 10 пары находятся суставные соединения;
• последние пары заканчиваются в мышцах брюшной стенки.

Подвижность, обеспеченная ребрами, необходима. Анатомия грудной клетки такова, что требует постоянного изменения объема в результате дыхания.

Ребра грудной клетки занимают наибольшую часть костно-хрящевого строения. Без них невозможна реализация функций ГК. Их форма и количество может отличаться не только по половым признакам, но и в связи с индивидуальными особенностями.

У мужчин и женщин одинаковое количество реберных пар. Иногда случается синдром ребра Адама, из-за которого у человека на 1 или 2 косточки в ряду больше. Однако этот синдром одинаково часто встречается у обоих полов.

Анатомические особенности ГК

Специфические характеристики ГК одинаковы у большинства людей, но могут отличаться в зависимости от пола. К анатомическим особенностям грудины относят:

• простое анатомическое строение – 12 пар ребер по бокам грудины, позвоночник, несколько разновидностей костей в зоне переднего соединения реберных структур;
• в передней части грудной полости находится большая пластина – грудина, а также хрящевые ткани, к которым крепятся ребра;
• задний скелет грудной клетки состоит из 12 позвонков и ребер, скрепленных друг с другом комбинированными суставами;
• суставы и хрящи обеспечивают непревзойденную мобильность этой конструкции.

Суставы, мышцы и кости, образуя грудную клетку, создают мощный и надежный, но невероятно подвижный и мобильный щит для внутренних органов и нервных окончаний.

Верхняя граница ГК находится в плечевой зоне, первые ребра расположены прямо под ключицей и совершенно не прощупываются. Нижняя же граница ГК находится ниже прощупываемых ребер – ближе к позвоночнику, где лежат непрощупываемые реберные структуры в зоне печени и почек.

Кости в составе грудной клетки

В строении грудной клетки человека существенным фактором становится половая принадлежность:

• Мужская ГК. Отличается увеличенным каркасом, более мощная, реберный изгиб расположен ближе к углам.
• Женская ГК. Ребра скручиваются к спирали, передняя их часть ниже задней. Из-за этого дыхание у женщин плоское и грудное, а у мужчин – брюшное.

Кости грудной клетки имеют несколько особенностей. Вся конструкция грудины напоминает большую, выпукло-вогнутую кость без пары. Всего выделяется 3 составные части с хрящевыми прослойками, которые к старости костенеют:

• Рукоятка грудины. Самая широкая часть, расположенная в верхней зоне, имеет уплощение и яремную вырезку в районе ворота. По сторонам этой вырезки находятся точки соединения с парными костями верхних конечностей.
• Тело грудины. Это вытянутая кость с наличием швов в передней части, оставшихся от соединения частей в процессе эволюции.
• Мечевидный отросток. Самая маленькая, подвижная часть ГК. У людей формы и размеры мечевидного отростка могут сильно отличаться. В пожилом возрасте он окостеневает и срастается с телом грудины.

Все элементы грудной клетки функционируют взаимосвязанно, что обусловлено реализацией сложнейших функций.

В образовании грудной клетки важное место занимают мягкие ткани, представленные мышцами. Они необходимы для нормальной работы дыхательной системы, а также участвуют в защитных функциях. Наибольшее значение имеет диафрагма, разделяющая грудной и брюшной отдел тела.

Диафрагма человека расположена в нижней части грудной полости. Она пересекает ГК горизонтально и имеет форму выпуклого холма. Участвует в процессе дыхания, а также регулирует давление внутри грудной полости, нормализуя работу легких.

Вторая мягкая структура – межреберные мышцы, участвующие и в дыхании, и в защите. Они состоят из двух слоев, которые сужаются и расширяются в процессе дыхания. Часть этих мышечных волокон участвует непосредственно в движении тела.

Особенности ребер

Ребра человека относятся к категории парных костей ГК, каждое ребро состоит из кости и хрящевой части:

• истинные – закрепляются непосредственно на грудине, нумеруются сверху вниз с 1 по 7 число;
• ложные – крепятся реберной дугой и нумеруются с 8 по 10 включительно;
• колеблющиеся – небольшие ребра, у которых свободные, подвижные концы, к ним относятся 11 и 12 ребро.

Костный элемент реберной структуры – это длинная кость спиралеобразной формы, у мужчин более прямая, у женщин – загнутая. У ребра есть шейка, головка и тело.

Головка начинается сзади, обладает суставной поверхностью, которая крепится к реберной ямке двух позвонков. Головка переходит в шейку и тело. На теле расположен бугорок с суставной поверхностью для сочетания с поперечным отростком позвонка. Тело ребра длинное и плоское, изогнутое. Внутри по нижнему краю лежит борозда, где залегают нервы и сосуды.

Только первое ребро во всей этой структуре имеет верхнюю и нижнюю поверхность, а также наружный и внутренний край. Сверху у него лежит бугорок лестничной мышцы, а перед ним начинается борозда подключичной вены. Сзади же лежит бороздка одноименной артерии.

Ребра человека сами по себе не обладают сложным строением или содержимым. Однако их структура может оказаться неоднозначной – у каждого человека форма ребер отличается. Некоторые из них могут прощупываться, а некоторые нет. Все это может усложнить диагностику различных травм и заболеваний ГК.

Функции грудной клетки

Главная задача ГК – защита таких важных органов, как легкие и сердце. Однако в грудной полости находится намного больше ценных элементов. Частично ГК защищает печень и почки, а также обеспечивает охрану нервам и кровеносным сосудам, мышцам и самому крупному кровяному элементу – аорте.

Есть и другие интересные, неочевидные функции:

• ребра ГК считаются поставщиками красного костного мозга для организма – в них содержатся клетки кроветворной системы;
• вытекающая из предыдущей функции – поддержание иммунитета, ведь красный костный мозг способствует нормальному кроветворению и стимулирует выработку иммунных клеток;
• ГК необходима для поддержания осанки, способствует координации и участвует в движении тела;
• ГК непосредственно участвует в процессе дыхания, ведь к ней относится такая мягкая структура, как диафрагма.

Все это делает грудную клетку важным, крепким, но уязвимым к травмам элементом. Если ГК повреждается, человек начинает болеть. Отголоски заболевания могут затрагивать самые важные системы организма.

Ребра – кости, подверженные различным травмам, например, переломам. Однако в отличие от повреждений таких элементов, как берцовая кость или предплечье, при поражении реберной системы возникают определенные трудности. Эти кости легко ломаются, но могут не причинять дискомфорта, проявляясь лишь на снимках. Но со временем осколки могут двигаться, вызывая трение и боль, а также ухудшая функцию самой ГК и других органов.

Типы строения ГК

Нормальные и патологические формы ГК позволяют врачам оценить особенности дыхания, положения органов, нормального функционирования грудной полости. Среди естественных форм ГК выделяют 3 типа:

• Нормостеническое строение. ГК конусообразная, слегка усеченная. Ребра расположены под углом, плечи имеют угол в 90 градусов относительно шеи.
• Астеническое строение. ГК узкая, удлиненная и плоская, ребра, ямки под и над ключицами хорошо очерчены. Мышцы развиты слабо в отличие от других 2 типов.
• Гиперстеническое строение. Грудная клетка бочкообразная, цилиндрическая. Диаметры дуг ребер равны, а между ними прослеживается маленькое расстояние. Мышцы крепкие, ямки под и над ключицами отсутствуют.

Помимо нормальных форм ГК существуют патологические. Обычно они вызваны различными болезнями костной или дыхательной системы. Могут наблюдаться как в детском, так и во взрослом возрасте:

• Эмфизематозная ГК. Развивается на фоне хронической эмфиземы. Увеличивается диаметр, ямки и ребра выражены ярче, почти плоские.
• Паралитическая. Проявляется на фоне длительных болезней легких, когда парный орган съеживается. Расстояние между ребрами с разных сторон может существенно отличаться. Из-за этого лопатки двигаются асинхронно.
• Рахитическая, килеобразная форма. Развивается у взрослых и подростков, которые в детстве переболели рахитом. Бока к передней части сдавлены внутрь, как у курицы.
• Воронкообразная. Выглядит, будто в центре груди сделали узкую дырку. Аналогичным образом формируется ладьеобразная ГК, но углубление больше похоже на лодку. Причины этих патологий не поддаются установлению, но предполагается, что они формируются при заболеваниях костного мозга и костей.

Патологические формы грудной клетки влияют на функции организма, препятствуют нормальному дыханию и ухудшают работу сердца. Избавиться от сложных искривлений ГК бывает невозможно, в более простых случаях помогает операция.

Возрастные особенности и изменения ГК

Грудина человека в течение всей жизни претерпевает существенные изменения. Интересен процесс окостенения, который начинается еще в утробе, а заканчивается только в преклонном возрасте полным изменением мечевидного отростка.

У новорожденных малышей ГК мягкая, конусовидная, идеально предназначена для ползанья на животе. Переднезадний диаметр ГК больше поперечного, ребра лежат в горизонтальной плоскости. Первые 2 года грудная клетка быстро растет и развивается.

Только к 6-7 годам начинается замедление роста клетки, тогда как в 7-18 лет интенсивно увеличивается средний отдел ГК. Усиленный рост у девочек начинается уже в 11 лет, а у мальчиков – в 12. Окончательно она формируется только к 17-20 годам, позднее костенеет только ключица – к 25 годам.

С возрастом у человека развивается грудной кифоз, что приводит к укорочению и опущению грудной клетки. Благодаря легким физическим нагрузкам можно укрепить мускулатуру, снизить неблагоприятные возрастные изменения и увеличить размах движений в суставах ребер, что приведет к положительному изменению полезного объема легких.

Анатомическое строение грудной клетки человека – несколько небольших, костно-хрящевых отростков, а также целая система пар ребер, которых у человека бывает от 11 до 13. Мужская грудная клетка развита сильнее, ребра у нее более прямые, у женщин имеют более яркий изгиб, из-за чего у них преобладает грудное дыхание. Понимание строения грудной клетки позволяет углубиться в физиологические процессы и лучше понять, как то или иное заболевание органов или костей может повлиять на здоровье.

Деформации грудной клетки встречаются у 2% людей. Изменения (дефекты) в костных и хрящевых тканях снижают как опорную функцию грудной клетки, так и необходимый объем подвижности. Деформации грудной клетки (грудины и ребер) являются не только косметическим дефектом и вызывают не только психологические проблемы, но и довольно часто приводят к нарушению функции органов грудной клетки (сердечно-сосудистой системы и дыхательной системы).

Причины

Причины деформации грудной клетки могут быть как врожденными, так и приобретенными. Основные причины следующие:

• Кифоз
• Сколиоз
• Хронические обструктивные заболевания легких
• Синдром Марфана
• Аномалии остеогенеза
• Ахондроплазия
• Синдром Тернера
• Синдром Дауна
• Эмфизема
• Рахит
• Килевидная деформация
• Воронкообразная грудь
• Расщепление грудины
• Синдром Поланда
• Синдром Жена
• Врожденные аномалии ребра
• Астма
• Неполное сращение грудины плода
• Врожденное отсутствие грудной мышцы
• Болезнь Бехтерева
• Воспалительный артрит
• Остеомаляция

В клинической практике чаще всего встречаются воронкообразная деформация грудной клетки и килевидная деформация.

Воронкообразная деформация грудной клетки (впалая грудь)

Воронкообразная деформация грудной клетки (впалая грудь) на сегодняшний день является наиболее распространенной деформацией грудной клетки и встречается в 1 случае из 400 новорожденных. Килевидная деформация, как вторая наиболее распространенная форма деформации, встречается в 5 раз реже, чем воронкообразная грудная клетка.

Этиология развития воронкообразной деформации

Существует несколько теорий, объясняющих развитие этой деформации, но до конца этиология остается неясной. Некоторые авторы считают, что развитие воронкообразной деформации может быть связано с чрезмерно быстрым ростом реберного хряща, который вытесняет грудину кзади. Аномалии диафрагмы, рахит, или повышенное внутриматочное давление также предположительно способствуют смещению задней части грудины. Частое ассоциация воронкообразной деформации с другими заболеваниями опорно-двигательного аппарата, такими как синдром Марфана, дает возможность предполагать, что в определенной степени деформации обусловлены аномалиями соединительной ткани. Генетическая детерминированность встречается также у 40% пациентов с килевидной деформацией.

Клинические проявления

Воронкообразная грудная клетка может проявляться как в виде небольшого дефекта, так и выраженного дефекта, при котором грудина доходит почти до позвонков. Возникновения дефекта является результатом 2 факторов: (1) степенью задней ангуляции грудины и степенью задней ангуляции реберного хряща в зоне прикрепления ребер к грудине. Если же, кроме того имеются дополнительно ассиметрии грудины или хрящевые ассиметрии, то в таком случае оперативное лечение становится более технически сложным.

Воронкообразная деформация возникает, как правило, при рождении или вскоре после рождения. Деформация часто прогрессирует, и глубина вдавления увеличивается по мере роста ребенка. Впалая грудь чаще встречается у мужчин, чем у женщин, в соотношении 6:1 Впалая грудь может сочетаться с другими врожденные аномалиями, включая аномалии диафрагмы. У 2% пациентов, впалая грудь связана с врожденными аномалиями сердца. У пациентов с характерным габитусом тела, можно предположить диагноз синдром Марфана.

Существует несколько методов количественной оценки тяжести деформации при воронкообразной груди, которые обычно включает измерения расстояния от грудины к позвоночнику. Возможно, наиболее часто используемым методом является метод Халлера, который использует отношение поперечного расстояния до переднезаднего расстояния, полученные на основании КТ. В системе Haller, оценка 3,25 или выше свидетельствует о тяжелом дефекте, который требует хирургического вмешательства.

Воронкообразная грудь вообще не оказывает особого физиологического воздействия на младенцев или детей. Некоторые дети испытывают боль в области грудины или реберного хряща, особенно после интенсивных нагрузок. У других детей возможно сердцебиение, что может быть связано с пролапсом митрального клапана, который обычно имеет место у пациентов со впалой грудью. Некоторые пациенты могут чувствовать шум движения крови, который связан с тем, что легочная артерия находится близко к грудине и во время систолы пациент может отмечать шум выброса крови.

Иногда у пациентов с воронкообразной грудью встречается астма, но отмечено что деформация не оказывает явного влияния на клиническое течение астмы. Воронкообразная деформация оказывает влияние на сердечно-сосудистую систему и наблюдения показали, что после оперативной коррекции деформации происходит значительное улучшение функций сердечно-сосудистой системы.

Килевидная деформация

Килевидная деформация является второй наиболее распространенной врожденной деформацией грудной стенки. Pectus carinatum составляет примерно 7% всех деформаций передней грудной стенки. Она чаще встречается у мальчиков, чем у девочек (соотношение 4:1). Как правило, эта деформация имеется уже при рождении и имеет тенденцию к прогрессированию по мере роста ребенка. Килевидная деформация представляет собой выпячивание грудной клетки и фактически представляет собой спектр деформаций, которые включают костохондральный хрящ и грудину. Изменения в костнохондральном хряще могут быть как односторонними, так и двухсторонними. Кроме того, выпирание грудины может быть как большим, так и незначительным. Дефект может быть асимметричным, вызывая ротацию грудины с депрессией с одной стороны и выпиранием с другой стороны.

Этиология

Патогенез килевидной деформации, также как и воронкообразной деформации не ясен. Высказывалось предположение, что это результат избыточного разрастания ребер или остеохондральных хрящей. Существует определенная генетическая детерминированность килевидной деформации. Так в 26% случаев отмечено наличие семейного анамнеза этой формы деформации. Кроме того в 15 % случаев килевидная деформация сочетается со сколиозом, врожденными пороками сердца, синдромом Марфана или другими заболеваниями соединительной ткани.

Клинические проявления

Килевидную деформацию можно разделить на 3 различных типа деформаций.

• Тип 1. Xарактеризуется симметричным выступом грудины и реберных хрящей. При этом типе деформации грудины мечевидный отросток смещены вниз
• Тип 2. Корпорокостальный тип, при этом типе деформации происходит смещение грудины вниз и вперед или выгибание средней или нижней трети грудной клетки. Этот тип деформации, как правило, сопровождается искривлением ребер.
• Тип 3. Костальный тип. При этом типе деформации задействованы в основном реберные хрящи, которые выгибаются вперед. Искривления грудины, как правило, не значительны.

Симптомы при килевидной деформации чаще встречаются у подростков и могут быть в виде сильной одышки, возникающей при минимальной нагрузке, снижение выносливости и появление астмы. Происходит это вследствие того, что экскурсия стенки грудной клетки ограничена из-за фиксированного переднезаднего диаметра грудной клетки, что приводит к увеличению остаточного объема, тахипноэ, и компенсационной диафрагмальной экскурсии.

Синдром Поланда

Синдром Поланда назван в честь Альберта Поланда, который впервые описал этот вид деформации грудной клетки в результате наблюдений в школе и относится к спектру заболеваний, которые связаны с недоразвитием грудной стенки. Этот синдром включает аномалии развития большой грудной, малой грудной мышц, передней зубчатой мышцы, ребер, и мягких тканей. Кроме того, может наблюдаться деформация руки и кисти.

Заболеваемость синдромом Поланда составляет примерно 1 случай на 32 000 родившихся детей. Этот синдром в 3 раза чаще встречается у мальчиков, чем у девочек, и у 75% пациентов поражается правая сторона. Существует несколько теорий относительно этиологии этого синдрома, которые включают в себя аномальную миграцию эмбриональной ткани, гипоплазию подключичной артерии или внутриутробной травмы. Тем не менее, ни одна из этих теорий не доказало свою состоятельность. Синдром Поланда редко ассоциирован с другими заболеваниями. У некоторых пациентов с синдромом Поланда встречается лейкемия. Существует определенная ассоциация этого синдрома с синдромом Мебиуса (односторонний или двусторонний паралич лицевого нерва, отводящего глазного нерва).

Симптомы синдрома Поланда зависят от степени дефекта и в большинстве случаев это косметические жалобы. У пациентов с наличием значительных костными дефектов, могут быть выбухания легкого, особенно при кашле или плаче. У некоторых пациентов возможны функциональные нарушения и дыхательные нарушения. Легкие сами по себе не страдают при этом синдроме. У пациентов со значительными дефектами мышечной и мягких тканей могут стать очевидными снижение толерантности к физическим нагрузкам.

Синдром Жена

Синдром Жена или прогрессирующая дистрофия грудной клетки, которая обусловлена внутриутробным нарушением роста грудной клетки и гипоплазией легких. Этот синдром был впервые описан в 1954 году Женом у новорожденных. И хотя в большинстве случаев такие пациенты не выживают, но в некоторых случаях оперативные методы лечения позволяют таким пациентам жить. Синдром Жена наследуется по аутосомно-рецессивному типу и не было отмечено наличие ассоциации с другими хромосомными нарушениями.

Дефекты грудины

Дефекты грудины можно разделить на 4 типа и все являются редкими: грудная эктопия сердца, шейная эктопия сердца, торакоабдоминальная эктопия сердца и расщепление грудины. Торакальная эктопия сердца представляет собой аномалию расположения сердца вне грудной клетки, и сердце совершенно не защищено плотными костными тканями. Выживаемость пациентов с грудной эктопия сердца очень низкая.Описано только три удачных случая оперативного лечения из 29 операций с этой аномалией.

Шейная эктопия сердца отличается от грудной только локализацией аномального расположения сердца. Как правило, такие пациенты не имеют шансов на выживаемость. У пациентов с торакоабдоминальной эктопией сердце расположены книзу грудины. Сердце покрыто мембраной или тонкой кожи. Смещение сердца вниз является результатом полулунного дефекта перикарда и дефекта диафрагмы. Нередко также бывают дефекты брюшной стенки.

Расщелина грудины является наименее серьезной из 4 аномалий, потому что сердце почти закрыто и находится в нормальном положении. Поверх сердца имеется частичное или полное расщепление грудины, причем частичное разделение встречается чаще, чем полное расщепление. Ассоциации с пороками сердца при этой аномалии встречаются достаточно редко. У большинства детей, расщепление грудины обычно не вызывает особо заметных симптомов. В отдельных случаях, возможны респираторные симптомы в результате парадоксального движения дефекта грудины. Основным показанием для проведения хирургического лечения является необходимость обеспечить защиту сердца.

Диагностика

Диагностика деформаций грудной клетки, как правило, не представляет больших трудностей. На первом плане из инструментальных методов исследования стоит рентгенография, которая позволяет оценить как форму деформации, так и ее степень. КТ грудной клетки позволяет определить не только костные дефекты и степень деформации грудины, но и наличие смещения средостения, сердца, наличие сдавления легкого. МРТ позволяет получить более расширенную информацию, как о состоянии костных тканей, так и мягких тканей и, кроме того, не обладает ионизирующей радиацией.

Функциональные исследования деятельности сердца и легких, такие как ЭКГ, ЭХО- кардиография, спирография позволяют оценить наличие функциональных нарушений и динамику изменений после оперативного вмешательства.

Лабораторные методы исследования назначаются в случае необходимости дифференциации с другими возможными состояниями.

Лечение

Тактика лечения при деформациях грудной клетки определяется степенью деформации и наличия нарушения функций органов дыхания и сердца. При небольшой деформации при воронкообразной грудной клетке или килевидной деформации возможно консервативное лечение – ЛФК, массаж, физиотерапия, дыхательная гимнастика, плавание, применение корсетов. Консервативное лечение не в состоянии исправить деформацию, но позволяет приостановить прогрессирование деформации и сохранить функциональность органов грудной клетки.

При деформации средней и тяжелой степени только оперативное лечение может восстановить нормальную функцию органов грудной клетки.