Особенности позвонков в позвоночнике

Оглавление по разделу: «Статьи по остеологии»

Строение и функции позвоночного столба

Позвоночный столб, или позвоночник является частью скелета туловища и выполняет защитную и опорную функции для спинного мозга и выходящих из позвоночного канала корешков спинномозговых нервов. Главной составляющей позвоночника является позвонок. Верхний конец позвоночника поддерживает голову. Скелет верхней и нижней свободных конечностей прикрепляется к скелету туловища (позвоночник, грудная клетка) посредством поясов. В результате, позвоночник передает тяжесть тела человека поясу нижних конечностей. Таким образом, позвоночный столб выдерживает значительную часть тяжести человеческого тела. Следует обратить внимание на то, что будучи весьма прочным, позвоночный столб удивительно подвижен.

Позвоночник человека представляет длинный изогнутый столб, состоящий из ряда лежащих один над другим позвонков. Наиболее типично следующее их количество: 

• шейных позвонков (С — от лат. cervix — шея) — 7, 
• грудных (Th — от лат. thorax — грудь) — 12, 
• поясничных (L — от лат. lumbalis — поясничный) — 5, 
• крестцовых (S — от лат. sacralis — крестцовый) — 5, 
• копчиковых (Со — от лат. coccygeus — копчиковый) — 4.

У новорожденного ребенка число отдельных позвонков 33 или 34. У взрослого человека позвонки нижнего отдела срастаются, образуя крестец и копчик.

Позвонки разных отделов отличаются по форме и величине. Однако все они имеют общие признаки. Каждый позвонок состоит из главных элементов: расположенного спереди тела позвонка и сзади дуги. Таким образом, дуга и тело позвонка ограничивают широкое позвоночное отверстие. Позвоночные отверстия всех позвонков образуют длинный позвоночный канал, в котором залегает спинной мозг. У позвоночного столба между телами позвонков находятся межпозвоночные диски, построенные из волокнистого хряща.

От дуги позвонка отходят отростки, кзади направляется непарный остистый отросток. Вершина многих остистых отростков легко прощупывается у человека по средней линии спины. В стороны от дуги позвонка отходят поперечные отростки и по две пары суставных отростков: верхние и нижние. При помощи их позвонки соединяются между собой. На верхнем и нижнем краях дуги вблизи ее отхождения от тела позвонка имеется по вырезке. В результате, нижняя вырезка вышележащего и верхняя вырезка нижележащего позвонков образуют межпозвоночное отверстие, через которое проходит спинномозговой нерв.

Итак, позвоночный столб выполняет опорную и защитную функцию, состоит из позвонков, разделённых на 5 групп:

1. Шейные позвонки — 7
2. Грудные позвонки — 12
3. Поясничные — 5
4. Крестцовые — 5
5. Копчиковые — 1-5 (чаще 4)

Каждый позвонок, в свою очередь, имеет следующие костные образования:

• тело (расположено спереди)
• дугу (расположено сзади)
• остистый отросток (отходит назад)
• поперечные отростки (по бокам)
• две пары суставных отростков (сбоку сверху и снизу)
• верхняя и нижняя вырезки (образуются на месте отхождения суставного отростка от тела)

Шейные позвонки, особенности строения первого, второго и седьмого шейного позвонка

Число шейных позвонков у человека, как почти у всех млекопитающих, — семь.

Шейные позвонки человека отличаются от других своими небольшими размерами и наличием небольшого округлого отверстия в каждом из поперечных отростков. При естественном положении шейных позвонков эти отверстия, накладываясь один на другой, образуют своеобразный костный канал, в котором проходит позвоночная артерия, кровоснабжающая мозг. Тела шейных позвонков невысокие, их форма приближается к прямоугольной.

Суставные отростки имеют округлую гладкую
поверхность, у верхних отростков она обращена кзади и вверх, у нижних — вперед и вниз. Длина
остистых отростков увеличивается от II к VII позвонку, концы их раздвоены (кроме
VII позвонка, остистый отросток которого самый длинный).

Первый и второй шейные позвонки сочленяются с черепом и несут на себе его тяжесть.

Первый шейный позвонок, или атлант

Не имеет остистого отростка, его остаток — небольшой задний бугорок выступает на задней дуге. Средняя часть тела, отделившись от атланта, приросла к телу II позвонка, образовав его зуб. 

Тем не менее, сохранились остатки тела — латеральные массы, от которых отходят задняя и передняя дуги позвонка. На последней имеется передний бугорок. 

Атлант не имеет суставных отростков. Вместо них на верхней и нижней поверхностях латеральных масс находятся суставные ямки. Верхние служат для сочленения с черепом, нижние — с осевым (вторым шейным) позвонком.

Второй шейный позвонок – осевой

При поворотах головы атлант вместе с черепом вращается вокруг зуба, который отличает II позвонок от других. Латерально от зуба на верхней стороне позвонка расположены две суставные поверхности, обращенные вверх и вбок. Они сочленяющиеся с атлантом. На нижней поверхности осевого позвонка имеются нижние суставные отростки, обращенные вперед и вниз. Остистый отросток короткий, с раздвоенным концом.

Седьмой шейный позвонок (выступающий)

Имеет длинный остистый отросток, который прощупывается под кожей на нижней границе шеи.

Итак, шейные позвонки (7) имеют небольшой размер, на поперечных отростках имеются отверстия поперечного отростка.

Особенным строением обладает первый шейный позвонок, или атлант, а также второй и седьмой шейные позвонки.

Грудные позвонки

Двенадцать грудных позвонков соединяются с ребрами. Это накладывает отпечаток на их строение.

На боковых поверхностях тел имеются реберные ямки для сочленения с головками ребер. Тело I грудного позвонка имеет ямку для I ребра и половину ямки для верхней половины головки II ребра. А во II позвонке имеется нижняя половина ямки для II ребра и пол-ямки для III. Таким образом, II и нижележащее ребра, по X включительно, присоединяются к двум смежным позвонкам. К XI и XII позвонкам прикрепляются лишь те ребра, которые соответствуют им по счету. Их ямки располагаются на телах одноименных позвонков.

На утолщенных концах поперечных отростков десяти верхних грудных позвонков имеются реберные ямки. С ними сочленяются соответствующие им по счету ребра. Таких ямок нет на поперечных отростках XI и XII грудных позвонков. 

Суставные отростки грудных позвонков расположены почти во фронтальной плоскости. Остистые отростки значительно длиннее, чем у шейных позвонков. В верхней части грудного отдела они направлены более горизонтально, в средней и нижней частях опускаются почти вертикально. Тела грудных позвонков увеличиваются в направлении сверху вниз. Позвоночные отверстия имеют округлую форму.

Итак, особенности грудных позвонков:

• имеются рёберные ямки, расположенные на боковых поверхностях тела, а также на концах поперечных отростков 10-ти верхних грудных позвонков
• суставные отростки почти во фронтальной плоскости
• длинные остистые отростки

Поясничные позвонки

Пять поясничных позвонков отличаются от других крупными размерами тел, отсутствием реберных ямок. 

Поперечные отростки сравнительно тонкие. Суставные отростки лежат почти в сагиттальной плоскости. Позвоночные отверстия треугольной формы. Высокие, массивные, но короткие остистые отростки расположены почти горизонтально. Таким образом, строение поясничных позвонков обеспечивает большую подвижность этой части позвоночника.

Крестцовые и копчиковые позвонки

Наконец, рассмотрим строение крестцовых позвонков у взрослого человека. Их 5, и они, срастаясь, образуют крестец, который у ребенка еще состоит из пяти отдельных позвонков.

Примечательно то, что процесс окостенения хрящевых межпозвоночных дисков между крестцовыми позвонками начинается в возрасте 13-15 лет и заканчивается только к 25 годам. У новорожденного ребенка задняя стенка крестцового канала и дуга V поясничного позвонка еще хрящевые. Сращение половин костных дуг II и III крестцовых позвонков начинается с 3-4-го года, III-IV — в 4-5 лет.

Передняя поверхность крестца вогнутая, в ней различают:

• среднюю часть, образованную телами, границы между которыми хорошо видны благодаря поперечным линиям
• затем два ряда круглых тазовых крестцовых отверстий (по четыре с каждой стороны); они отделяют среднюю часть от латеральных.

Задняя поверхность крестца выпуклая и имеет:

• пять продольных гребней, образовавшихся благодаря слиянию отростков крестцовых позвонков: 
  • во-первых, остистых отростков, образующих срединный гребень, 
  • во-вторых, суставных отростков, образующих правый и левый промежуточные гребни
  • и в-третьих, поперечных отростков позвонков, образующих латеральные гребни
• а так же четыре пары дорсальных крестцовых отверстий, расположенных кнутри от латеральных гребней и сообщающихся с крестцовым каналом, который является нижней частью позвоночного канала.

На латеральных частях крестца находятся ушковидные поверхности для сочленения с тазовыми костями. На уровне ушковидных поверхностей сзади расположена крестцовая бугристость, к которой прикрепляются связки.

В крестцовом канале находятся терминальная нить спинного мозга и корешки поясничных и крестцовых спинномозговых нервов. Через тазовые (передние) крестцовые отверстия проходят передние ветви крестцовых нервов и кровеносные сосуды. В свою очередь, через дорсальные крестцовые отверстия — задние ветви тех же нервов.

Копчик образован 1-5 (чаще 4) сросшимися копчиковыми позвонками. Копчиковые позвонки срастаются в возрасте от 12 до 25 лет, причем этот процесс идет в направлении снизу вверх.

Визуализация позвоночника — наиболее часто выполняемое исследование в практике врача лучевой диагностики. Будь Вы «классическим» рентгенологом, специалистом в области КТ или МРТ — Вы будете описывать позвоночник каждый день. Однако прежде чем изучать патологию позвоночного столба, полезно обратить внимание на варианты нормальной анатомии и врожденные аномалии, не требующие вмешательств (leave-me-alone-lesions).

В русскоязычной литературе термин «псевдолистез» встречается редко, и в рентгенологических заключениях подобное состояние описывают как «смещаемость позвонков в рамках возрастной физиологической подвижности». Это незначительное смещение позвонков шейного отдела кпереди, обусловленное эластичностью связочного аппарата позвоночного столба. Обычно смещен С2 позвонок по отношению к С3, реже — С3 к С4.

Псевдолистез С2 по отношению к С3 у 7летнего пациента. Отсутствует отек мягких тканей и другие признаки травматического повреждения

Дифференциальная диагностика с травматическим или дегенеративным спондилолистезом:

• возраст пациента до 8 лет;
• отсутствие признаков отека окружающих мягких тканей;
• отсутствие других травматических / других дегенеративных изменений;
• отклонение от задней шейной линии не более 2 мм.

Задняя шейная линия (линия Свищука) — линия, проведённая между передними краями задних дуг позвонков С1 и С3.

Псевдолистез С2 по отношению к С3 позвонку (белая стрелка). Отметьте нормальные положение С2 относительно задней шейной линии (желтая) и отсутствие отека мягких тканей. В положении разгибания листез не выявляется

Дополнительные шейные ребра:

• встречаются примерно у 1 % популяции;
• в около 80 % случаев — билатеральные;
• чаще наблюдаются у женщин;
• обычно (в случае ложного ребра небольшого размера) не проявляют себя клинически;
• происходят из позвонка С7, значительно реже — из С6

Двусторонние дополнительные шейные ребра, происходящие из С7 позвонка

Трехмерная реконструкция КТ-исследования органов грудной клетки. Заменты дополнительные шейные ребра с обеих сторон, при чем ребро слева выглядит соединенным с 1-м грудным ребром

В тех редких случаях, когда шейное ребро провоцирует клиническую картину, оно проявляется симптомами плексита, а именно:

• ноющей болью в области пораженного плеча, которая распространяется на всю конечность; боль усиливается в ночное время, при движениях в плечевом суставе;
• мышечная слабость в пораженной конечности;
• парестезии;
• снижение локтевого и карпорадиального рефлексов;
• трофические поражения (пастозность и мраморность верхней конечности, повышенная потливость или ангидроз, чрезмерная истонченность и сухость кожи, повышенная ломкость ногтей) встречаются редко.

Фрагмент рентгенограммы больного, обратившегося к врачу с жалобами на боль в левом плече. Левостороннее дополнительное шейное ребро

• зигзагообразная, зубчатая линия перелома, края не склерозированы (в случае свежего перелома);
• травма в анамнезе;
• отек мягких тканей, может наблюдаться параспинальная гематома.

Дополнительные ребра встречаются также в поясничном отделе, где они как правило не имеют клинического значения.

Наиболее часто встречаются изменения числа поясничных и крестцовых позвонков. Сакрализация пятого поясничного позвонка происходит, когда поперечные отростки становятся большими и образуют с крестцом и подвздошными костями таза анатомическую связь, которая бывает костной, хрящевой, в виде сустава; неподвижной или подвижной. В последнем случае она может служить причиной болей. Функционально в поясничном отделе остается только четыре позвонка. Частота встречаемости сакрализации — около 8 % случаев, чаще бывает односторонней.

Правостороннее увеличение поперечного отростка L5 позвонка (сакрализация). Не отмечается формирования связи с крестцом. Тип І переходного люмбосакрального позвонка.

Противоположная картина — люмбализация первого крестцового позвонка. Он не срастается с крестцом, формируясь в свободный позвонок. В этом случае в поясничном отделе функционируют шесть позвонков. Частота встречаемости в популяции — около 1 %. Процесс может иметь односторонний характер, когда один из поперечных отростков вырастает больше другого, что создает условия для сколиотической деформации позвоночника.

Люмбализация S1 позвонка. Наблюдается шесть функционально поясничных позвонков

Классификация переходных позвонков по Castellvi:

• тип I: увеличеннный или диспластичный поперечный отросток (не менее 19 мм):
  Ia: с одной стороны,
  Ib: двусторонние изменения;
• тип II: псевдоартикуляция между попереченым отростком и крестцом с неполной люмбализацией/сакрализацией; увеличение поперечного отростка с псевдоартрозом:
  IIa: одностороннее,
  IIb: двустороннее;
• тип III: поперечный отросток сливается с крестцом с формированием полной люмбализации или сакрализациии, увеличенный поперечный отросток с полным слиянием:
  IIIa: одностороннее,
  IIIb: двустороннее;
• тип IV: сочетание IIa типа с одной стороны и III типа с противоположной стороны.

• Определить последний грудной позвонок по наличию ребер. Проблему могут составить гипоплазия грудных и дополнительные поясничные ребра.
• В качестве ориентиров некоторыми авторами предлагались такие структуры, как отходжение правой почечной и верхней мезентериальной артерий и бифуркация брюшной аорты, однако дальнейшие исследования показали непостоянность размещения этих структур, что делает их неподходящими для ориентира.

Сочетание вариантов анатомии может значительно затруднить диагностику: у данного пациента наблюдается сакрализация L5 позвонка и гипоплазия 12-й пары ребер. Из-за последней аномалии лучевая картина могла быть воспринята как нормальная, однако у пациента 4 функционально поясничных позвонка

Су­ществует также ориентир, по которому представляется возмож­ным установить наличие люмбализации без подсчета верхних поясничных позвонков. Для этого следует провести прямую линию по верхнему краю подвздошных костей. В норме на снимке, произведенном с правильной централизацией, эта гребешковая линия проходит по нижнему краю четвертого или верхнему краю пятого поясничного позвонка. Если пользоваться этой линией, то в норме ниже гребешковой линии должен быть только один позвонок, а при люмбализации отме­чаются два позвонка.

Стоит упомянуть, что аномалии развития дуги С1 — гетерогенная группа врождённых аномалий разной степени — от небольших дефектов дуги до ее полного отсутствия. Рентгенологи обычно пользуются морфологической классификацией Currarino, которая включает 5 типов:

• Тип А: дефект задней части дуги, присутствуют две полудужки,
• Тип B: односторонний дефект дуги,
• Тип C: двусторонний дефект дуги;
• Тип D: отсутствие задней дуги с сохранным задним бугорком,
• Тип E: полностью отсутствуют дуга и бугорок.

Существует также клиническая классификация, разделяющая данную аномалию на 5 подгрупп в зависимости от клинических проявлений:

1. случайная бессимптомная находка,
2. боль и скованность области головы и шеи после травмы,
3. хронически проявляющиеся симптомы со стороны шеи (боль, скованность),
4. различные неврологические проявления,
5. острая неврологическая симптоматика после незначительной травмы шеи.

• Базион-дентальное расстояние (BDI — basion-dens interval) — линия, проведенная от переднего края большого затылочного отверстия к верхушке зуба С2; у взрослых не превышает 12,5 мм на рентгенологических снимках, 8 мм при КТ исследовании

• Базион-аксиальный интервал (BAI — basion-axial interval) – расстояние от переднего края большого затылочного отверстия до линии, проведенной по задней поверхности тела позвонка C2. Используется только при рентгенографии, в норме составляет менее 12 мм

• Интервал атлант-зуб — расстояние между передней поверхностью зуба С2 и задней поверхностью бугорка С1. В норме не превышает 3 мм у взрослого мужчины, 2,5 мм у взрослой женщины и 5 мм у ребенка

Чаще всего происходит в поясничном отделе. В тех случаях, когда это не сопровождается неврологическим дефицитом и аномалиями дурального мешка и спинного мозга, такой вариант развития не считается патологией. Такое состояние может обозначаться термином Spina bifida occulta, однако в последнее время корректность этого термина является дискутабельным вопросом.

Неполное заращение дуги L5 позвонка

К таковым относятся бабочковидный позвонок, задний и боковой клиновидные позвонки. Эти аномалии связаны с пороками эмбрионального развития в бластомный период. Бабочковидный позвонок состоит из двух треугольных образований, вершинами обращенных друг к другу. На боковом рентгеновском снимке он представляется в виде клина, несколько смещенного кзади.

В грудном отделе визуализируется бабочковидный позвонок.

Фокальное отложение жировой ткани на Т2, Т1 и Fs-последовательностях. Трабекулярная структура костной ткани обеднена, но не изменена. При изображении с подавлением сигнала от жира измененный участок гомогенно гипоинтенсивный

Иногда замещение жировой тканью костного мозга в процессе возрастных изменений происходит не диффузно, а в виде «островков». Подобные изменения часто имитируют гемангиому позвонка. На МР изображениях жировой «островок» будет демонстрировать повышенный на последовательностях Т1 и Т2 сигнал с полным подавлением сигнала на Fs-последовательностях (Fs — fat saturation). Гемангиомы также выглядят гиперинтенсивными на Т1, на T2WI последовательностях могут иметь как гиперинтенсивный, так и изоинтенсивный костному мозгу МР сигнал, однако при последовательностях с подавлением сигнала от жира в большинстве случаев не будут выглядеть столь же гомогенно гипоинтенсивными, как жировые “островки”.

Гемангиома грудного позвонка на Т1Fs последовательности. Ее структура выглядит гетерогенной, с участками повышенного и пониженного сигнала

При КТ-исследованиях дифференциальная диагностика затруднена – и жировой «островок», и гемангиома выглядят как участки снижения плотности с четким контуром.

Наиболее часто встречающейся аномалией является объединенный нервный корешок (conjoined nerve root) — два нерва отходят от прилегающих сегментов вместе, покрытые одним «рукавом» дурального мешка, а впоследствии разделяются на два.

Варианты отхождения нервных корешков: Тип1— объединенный нервный корешок; Тип2 — отхождение двух корешков через одно межпозвоночное отверстие; Тип3 — анастомоз между нервными корешками

Объединенный нервный корешок справа (стрелка) при миелографии поясничного отдела позвоночника

При МРТ исследовании объединенный нервный корешок проявит себя:

• асимметрией переднелатеральных углов дурального мешка (corner sign),
• асимметрией экстрадуральной жировой клетчатки (fat crescent sign)
• иногда можно отследить параллельный ход пораженного корешка на всем протяжении, в т.ч. на уровне межпозвоночного диска (parallel sign).

На серии аксиальных МР-томограмм можно проследить аномальное объединенное отхождение нервного корешка пояснично-кресцового отдела справа

1. Nardo L, Alizai H, Virayavanich W, Liu F, Hernandez A, Lynch JA, Nevitt MC, McCulloch CE, Lane NE, Link TM. Lumbosacral transitional vertebrae: association with low back pain. Radiology. 265 (2): 497-503. doi:10.1148/radiol.12112747
2. Konin GP, Walz DM. Lumbosacral transitional vertebrae: classification, imaging findings, and clinical relevance. AJNR. American journal of neuroradiology. 31 (10): 1778-86. doi:10.3174/ajnr.A2036
3. Ghanem I, El Hage S, Rachkidi R et-al. Pediatric cervical spine instability. J Child Orthop. 2008;2 (2): 71-84. doi:10.1007/s11832-008-0092-2
4. Swischuk LE. Anterior displacement of C2 in children: physiologic or pathologic. Radiology. 1977;122 (3): 759-63. doi:10.1148/122.3.759
5. Carrino JA, Campbell PD, Lin DC et-al. Effect of Spinal Segment Variants on Numbering Vertebral Levels at Lumbar MR Imaging. Radiology. 2011;259 (1): 196-202. doi:10.1148/radiol.11081511
6. Ryan S, McNicholas M, Eustace S. Anatomy for Diagnostic Imaging 2e. Saunders Ltd. (2004) ISBN:0702026204.
7. Smoker WR. Craniovertebral junction: normal anatomy, craniometry, and congenital anomalies. Radiographics. 1994;14 (2): 255-77.
8. Weyreuther M, Heyde CE, Westphal M et-al. MRI Atlas: Orthopedics and Neurosurgery, The Spine. Springer. ISBN:3540335331.
9. Varghese B. et al. Cross-sectional study on incidental spinal findings in magnetic resonance imaging lumbar spine of patients with low back pain //West African Journal of Radiology. – 2017. – Т. 24. – №. 1. – С. 38.
10. Böttcher J. et al. Conjoined lumbosacral nerve roots: current aspects of diagnosis //European Spine Journal. – 2004. – Т. 13. – №. 2. – С. 147-151.
11. Chiowchanwisawakit P. et al. Focal fat lesions at vertebral corners on magnetic resonance imaging predict the development of new syndesmophytes in ankylosing spondylitis //Arthritis & Rheumatology. – 2011. – Т. 63. – №. 8. – С. 2215-2225.
12. Blunk L. B. Lumbarization Accompanied by Spina Bifida Occulta in a Female Soccer Player //Journal of Athletic Training. – 2017. – Т. 52. – №. 6. – С. S149.
13. Urrutia J., Cuellar J., Zamora T. Spondylolysis and spina bifida occulta in pediatric patients: prevalence study using computed tomography as a screening method //European Spine Journal. – 2016. – Т. 25. – №. 2. – С. 590-595.
14. Mccormick CC. Developmental asymmetry of roots of the cauda equina at metrizamide myelography: report of seven cases with a review of the literature. Clin Radiol. 1982;33 (4): 427-34.
15. Song SJ, Lee JW, Choi JY et-al. Imaging features suggestive of a conjoined nerve root on routine axial MRI. Skeletal Radiol. 2008;37 (2): 133-8.
16. Neidre A, Macnab I. Anomalies of the lumbosacral nerve roots. Review of 16 cases and classification. Spine. 1983;8 (3): 294-9.