Объем активных движений в поясничном отделе позвоночника

Основное понятие в функциональной анатомии позвоночника – позвоночно-двигательный сегмент (ПДС). Обозначается таким образом соединение двух смежных позвонков, предполагающее взаимодействие с использованием диска, межпозвонковых суставов, связочного аппарата и мышц.

ПДС является функциональной и структурной единицей позвоночника. Биомеханический анализ сил, действующих на ПДС, показывает динамическую устойчивость этого элемента системы.

Объем движений в ПДС определяется высотой диска и эластичностью соединительнотканных структур, включая фиброзные ткани диска. Очевидно, что диску в этом отношении принадлежит ведущее место.

Благодаря своеобразному расположению двух сочленений – сpади articulationes intervertebrales и основного сочленения articulatio intersomatica спереди между телами позвонков, возможны движения во всех направлениях, хотя они совершаются неравномерно в различных его отделах. Иными словами, направление суставов обеспечивает направление движения. В этом отношении ПДС различных уровней имеют значительные отличия.

Объем движения позвоночника зависит от:

•пространственного расположения плоскостей суставов, образованных отростками дужек позвонков

•высоты и эластичности межпозвонковых дисков

Величина наклона тел позвонков прямо пропорциональна квадрату высоты межпозвонкового диска и обратно пропорциональна квадрату площади поперечного сечения тела позвонка.

Высота межпозвонковых дисков является переменной величиной и зависит от различных факторов.

!!! ВНИМАНИЕ Решающее влияние на высоту межпозвонкового диска оказывает состояние студенистого (пульпозного) ядра, которое в свою очередь зависит от уровня содержания жидкости в ядре.

Площадь поперечного сечения тел позвонков в численном выражении (в мм2) в шейном, грудном и поясничном отделах позвоночника составляет соответственно 225:640:784

В шейном отделе позвоночника:

•межпозвонковые диски имеют большую высоту

•площадь поперечного сечения тел позвонков незначительна

•отдельные позвонки обладают значительным углом наклона относительно друг друга

•выгодная конфигурация межпозвоночных суставов

•большой диаметр позвоночного канала и межпозвоночных отверстий

Все данные обстоятельства обеспечивают большую подвижность шейного отдела позвоночника как в:

•сагиттальной плоскости – сгибаие и разгибание

•фронтальной плоскости – наклоны в стороны

•горизонталной плоскости – ротационные движения

В грудном отделе позвоночника:

•соотношение высоты межпозвонковых дисков к площади поперечного сечения тел позвонков мене выгодно, чем в шейном отделе

•поверхности тел позвонков плоские, а не выпуклые, что значительно ограничивает подвижность тел позвонков относительно друг друга

•расположение суставных поверхностей отростков дужек во фронтальной плоскости затрудняет, кроме того, ротационные движения

•дополнительное фиксирующее воздействие на объем движения в грудном отделе позвоночника посредством стернально-реберно-позвоночного кольца

В грудном отделе позвоночника возможны лишь небольшие движения в сагиттальной плоскости – сгибание и разгибание.

!!! ВНИМАНИЕ В месте перехода грудного отдела в поясничный суставные отростки изменяют свое расположение: суставные поверхности их переходят из фронтальной плоскости в сагиттальную.

В поясничном отделе позвоночника:

•отношение высоты межпозвонковых дисков к диаметру тел позвонков в этом отделе является менее выгодным, чем в грудном отделе, что обеспечивает относительно больший объем движения

•суставы, образованные отростками дужек, располагаются в сагиттальной плоскости, поэтому наибольший объем движений наблюдается при сгибании и разгибании

•амплитуда ротационных движений и наклонов в стороны не так велика

В сагиттальной плоскости объем сгибания и разгибания позвоночника зависит от отношения высоты межпозвонкового диска к диаметру тела позвонка.

Во фронтальной плоскости амплитуда наклонов в стороны зависит как от вышеупомянутых факторов, так и от направления плоскости, в которой располагаются поверхности суставов, образованных отростками дужек позвонков.

По вертикальной оси объем ротационных движений зависит от расположения суставных поверхностей отростков дужек.

!!! ВЕНИМАНИЕ Суставы, поверхности которых располагаются в плоскости, представляющей из себя сегмент круга, обеспечивают большой объем вращательных движений.

Направление движений лимитируется формой суставных поверхностей, а объем их ограничивается суставными капсулами и связочным аппаратом.

Сгибание ограничивается:

•желтыми связками

•межостистыми связками

•надостистыми связками

•межпоперечными связками

•задней продольной связкой

•задним полукольцом фиброзного кольца

Разгибание ограничивается:

•передней продольной связкой

•передним полукольцом фиброзного кольца

•сближением суставных, остистых отростков и дужек

Наклоны в сторону ограничиваются:

•продольными связками – передней и задней

•боковыми участками фиброзного кольца

•желтой связкой (с выпуклой стороны)

•межпоперечными связками

•суставными капсулами

•в грудном отделе наклоны в сторону ограничены, кроме того, и ребрами

Ротационные движения ограничиваются:

•фиброзным кольцом

•капсулами межпозвонковых суставов

Межпозвонковый диск:

•при вентральном сгибании диск подвергается самым большим деформациям в задней своей части, которая значительно выпячивается в просвет позвоночного канала

•при противоположном движении диск деформируется в передней части, выпячиваясь ниже передней продольной связки

•вентральное сгибание сопровождается увеличением диаметра межпозвоночных отверстий

•дорсальное сгибание уменьшает диаметр межпозвоночных отверстий, усиливая давление на спинномозговые корешки

Поэтому при дисковых выпадениях вентральное сгибание усиливает боли, а дорсальное сгибание их снижает. При радикулярных синдромах эти движения оказывают обратное действие.

Источник

Все движения в системе позвоночного столба совершаются одновременно в трех суставах, а именно в суставе между телами позвонков и в двух суставах, образованных отростками дужек.

Объем движений позвоночника зависит от пространственного расположения плоскостей суставов, образованных отростками дужек позвонков, а также от высоты и эластичности межпозвоночных дисков. Величина наклона тел позвонков прямо пропорциональна квадрату высоты межпозвоночного диска и обратно пропорциональна квадрату площади поперечного сечения тела позвонка.

Иными словами, чем толще межпозвонковый диск и менее массивно тело позвонка, тем больше объем возможного движения. Высота межпозвоночных дисков является переменной величиной и зависит от различных факторов. Решающее влияние на высоту межпозвонкового диска оказывает состояние студенистого ядра, в частности количество содержащейся в нем воды. В период активного роста организма отмечается высокий уровень содержания воды в студенистом ядре; после 25 лет происходит снижение уровня гидратации, в результате чего снижается высота и растяжимость межпозвонковых дисков.

Что же касается площади поперечного сечения тел позвонков, то в численном выражении в шейном, грудном и поясничном отделах она составляет 225 мм2, 640 мм2 и 784 мм2 соответственно.

Вычисленная таким образом подвижность позвоночника не учитывает, конечно, объема движений заднего его отдела, образованного дужками позвонков и их отростками, с которыми эта общая подвижность позвоночника, естественно, тесно связана. В шейном отделе позвоночника межпозвонковые диски имеют большую высоту, а площадь поперечного сечения тел позвонков здесь невелика. В связи с этим в соответствии с правилом Durchmesser отдельные позвонки обладают значительным углом наклона относительно друг друга.

Это обстоятельство, а также еще и выгодная конфигурация межпозвонковых суставов обеспечивают большую подвижность шейного отдела позвоночника как в сагиттальной (сгибание и разгибание), фронтальной (наклоны в стороны), так и в горизонтальной (круговые движения) плоскости. Необходимо добавить, что на подвижность шейного отдела позвоночника положительно влияет также большой диаметр позвоночного канала и межпозвонковых отверстий.

В грудном отделе соотношение высоты межпозвонковых дисков к площади поперечного сечения тел позвонков выглядит гораздо менее выгодно, и, кроме того, поверхности тел позвонков плоские, а не выпуклые, что значительно ограничивает подвижность тел позвонков относительно друг друга. Расположение суставных поверхностей отростков дужек во фронтальной плоскости затрудняет, кроме того, вращательные движения. Практически в грудном отделе позвоночника возможны лишь небольшие движения в сагиттальной плоскости.

В месте перехода грудного отдела в поясничный суставные отростки изменяют свое расположение: суставные поверхности их переходят из фронтальной плоскости в сагиттальную. В связи с тем, что здесь, как и в шейном отделе, суставные поверхности отростков дужек устанавливаются в плоскости, представляющей из себя сегмент круга, в поясничном отделе обеспечивается относительно большой объем движений при сгибании, наклонах в стороны и ротации.

Отношение высоты межпозвонковых дисков к диаметру тел позвонков в поясничном отделе позвоночника является менее выгодным, чем в шейном отделе, но более выгодным, чем в грудном отделе, что обеспечивает относительно большой объем движений. Принимая во внимание то, что суставы, образованные отростками дужек, располагаются в сагиттальной плоскости и разгибании, в то время как амплитуда вращательных движений и наклонов в стороны не так велика.

Объем сгибания и разгибания позвоночника, т.е. движений в сагиттальной плоскости, зависит главным образом от отношения высоты межпозвонкового диска к диаметру тела позвонка.

Амплитуда наклонов в стороны, т.е. движений позвоночника во фронтальной плоскости, зависит как от вышеупомянутых факторов, так и от направления плоскости, в которой располагаются поверхности суставов, образованных отростками дужек позвонков.

Объем вращательных движений (ротация) зависит в первую очередь от расположения суставных поверхностей отростков дужек. Суставы, поверхности которых располагаются в плоскости, представляющей из себя сегмент круга, обеспечивают большой объем вращательных движений.

Если направление движений лимитируется формой суставных поверхностей, то объем их ограничивается суставными капсулами и системой связок. Так, сгибания ограничивается желтыми, межостистыми и надостистыми связками, межпоперечными связками, а также задней продольной связкой и задней частью фиброзного кольца. Разгибание ограничено передней продольной связкой и передней частью фиброзного кольца (а также смыканием суставных, остистых отростков и дужек). Наклоны в сторону ограничиваются обеими продольными связками, боковыми участками фиброзного кольца, желтой связкой (с выпуклой стороны) и межпоперечными связками, а также суставными капсулами (в грудном отделе, кроме того, и ребрами).

Вращательные движения ограничиваются фиброзным кольцом и капсулами межпозвоночных суставов. Одновременно все движения и их амплитуда контролируются мышцами. Объем подвижности позвоночника изменяется с возрастом, причем характер этих изменений отчасти зависит от индивидуальных особенностей. Но в любом случае наибольший объем движений сохраняется в местах лордозов позвоночника, т.е. в шейном и поясничном его отделах. Размеры отдельных сагиттальных искривлений позвоночника взаимообусловлены в связи с необходимостью сохранения центра тяжести тела, кроме того, зависят от расы, пола и возраста.

Как уже отмечалось выше, несмотря на массивность структуры позвонков, поясничный отдел позвоночника обладает поразительно широким размахом движений, что находится в прямой связи с большой высотой межпозвонковых дисков.

Подвижность поясничного отдела позвоночника имеет большое клиническое значение, а также большое значение для других образований, связанных с позвоночником (в частности, для элементов содержимого позвоночного канала).

Движения позвоночника в поясничном отделе связаны с двумя мощными группами мышц, действующих на позвоночник непосредственно и опосредовано (т.е. прикрепляющихся к другим частям скелета). К 1-й группе относятся выпрямитель туловища, квадратная мышца поясницы и поясничная мышца, ко 2-й – мышцы живота.

Вопреки общим представлениями при движениях позвоночника (даже в концевых его отделах) происходит совсем небольшое смещение позвонков друг относительно друга. Так, в положении крайнего разгибания межпозвонковое пространство расширяется спереди и суживается сзади лишь совсем в незначительной степени. Подобное же происходит и при сгибании с той только разницей, что отмечается обратное соотношение расширения и сужения щели.

Рассчитано, что общая высота передней поверхности поясничного отдела позвоночника увеличивается на 12 мм при переходе из полного сгибания в полное разгибание. Это происходит в результате растяжения межпозвоночных дисков (каждый диск может максимально растянуться примерно на 2,4 мм). При совершении того же движения (разгибания) общая высота задних поверхностей тел позвонков и межпозвонковых дисков в поясничном отделе уменьшается на 5мм (на каждый диск, таким образом, приходится 1 мм).

Движения отдельных позвонков происходят при наличии определенных постоянных точек опоры. Последними не могут являться суставы между отростками дужек позвонков, поскольку они не обладают соответствующей прочностью и не расположены в соответствующей плоскости. В качестве точки опоры может служить только студенистое ядро в связи с его устойчивостью и относительной несжимаемостью.

Студенистое ядро залегает между телами позвонков несколько назад и располагается по оси поясничного отдела позвоночника как целого, будучи подвержено незначительным перемещениям в переднезаднем направлении.

Что касается фиброзного кольца, то при сгибании и разгибании позвоночника с вогнутой его стороны происходит выбухание кольца, а с выпуклой – уплощение. Чрезмерная подвижность позвоночника ограничивается фиброзными кольцами и связками позвоночного столба, а в некоторых (исключительных) случаях – смыканием самих позвонков.

В положении разгибания поясничный отдел позвоночника устанавливается в лордозе. Кривизна лордоза подвержена индивидуальным колебаниям, она более выражена у женщин, чем у мужчин (это, по всей видимости, связано с большим углом наклона таза у женщин). В условиях нормального поясничного лордоза наибольшее выстояние кпереди отмечается у третьего и четвертого поясничных позвонков, и в положении разгибания вертикальная ось позвоночника проходит через места соединения грудного и поясничного, а также поясничного и крестцового отделов.

Амплитуда перемещения первого поясничного позвонка относительно крестцовой кости измеряется дугой, совершаемой позвонком при переходе поясничного отдела из положения максимального сгибания в положение максимального разгибания, и составляет 60-70°. Подвижность отдельных поясничных позвонков уменьшается в направлении от верхних к нижним.

В целом амплитуда разгибания поясничного отдела позвоночника меньше амплитуды сгибания, что обусловлено напряжением передней продольной связки, мышц живота, а также смыканием остистых отростков.

Ось движений поясничного отдела позвоночника как целого проходит вдоль линии, проходящей через заднюю половину межпозвоночных дисков на расстоянии приблизительно в 5 мм вперед от твердой мозговой оболочки.

Вполне вероятно, что в результате многочленной структуры позвоночного столба отдельные движения совершаются асинхронно вдоль длины позвоночника. Многие данные говорят в пользу того, что это серии движений отдельных позвонков.

Наклоны в стороны в поясничном отделе совершаются свободно, в то время как объем ротации резко ограничен в связи с тем, что плоскости суставов, образованных отростками дужек позвонков, имеют направление, перпендикулярное оси вращательных движений.

Рис. 1. Ось вращения позвоночника в поясничном отделе проходит вдоль линии, располагающейся приблизительно в 5 мм спереди от передней стенки позвоночного канала. Эта ось проходит через заднюю 1/3 межпозвоночных дисков (по Armstrong, с изменениями).

Рис. 2. Изменение конфигурации поясничного отдела позвоночника при сгибании и разгибании. В физиологических условиях поясничный отдел позвоночника обладает большей амплитудой разгибания. Грудной кифоз не подвержен изменениям ни в одном из рассматриваемых положений (по Cailliet, с изменениями).

Подвижность поясничного отдела позвоночника тем или иным путем ограничивается также структурами, морфологически связанными с ним, которые при переходе в крайние положения подвергаются натяжению либо расслаблению. К этим образованиям относятся спинной мозг, твердая мозговая оболочка, корешки и нервы конского хвоста.

Источник