Fitur anatomo-biomekanik tulang belakang

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

Secara anatomi, tulang belakang terdiri dari 32, terkadang 33 ruas tulang belakang, yang saling terhubung oleh diskus intervertebralis (art. intersomatica), yang merupakan sinkondrosis, dan sendi (art. intervertebrales). Stabilitas atau kekencangan tulang belakang dipastikan oleh aparatus ligamen kuat yang menghubungkan badan-badan vertebra (lig. longitudinale anterius et posterius), dan kapsul sendi intervertebralis, ligamen yang menghubungkan lengkung vertebra (lig. flava), ligamen yang menghubungkan prosesus spinosus (lig. supraspinosum et intraspinosum).

Dari sudut pandang biomekanik, tulang belakang seperti rantai kinematik yang terdiri dari mata rantai individual. Setiap ruas tulang belakang berartikulasi dengan ruas tulang di sebelahnya di tiga titik:

Pada dua sendi intervertebralis di belakang dan dekat badan (melalui diskus intervertebralis) di depan.

Hubungan antara prosesus artikularis membentuk sendi sejati.

Terletak satu di atas yang lain, tulang belakang membentuk dua kolom - kolom anterior, dibangun dari badan tulang belakang, dan kolom posterior, terbentuk dari lengkungan dan sendi intervertebralis.

Mobilitas tulang belakang, elastisitas dan ketahanannya, kemampuannya menahan beban berat, sampai batas tertentu disediakan oleh cakram intervertebralis, yang memiliki hubungan anatomi dan fungsional erat dengan semua struktur tulang belakang yang membentuk tulang belakang.

Diskus intervertebralis memainkan peran utama dalam biomekanik, menjadi "jiwa pergerakan" tulang belakang (Franceschilli, 1947). Sebagai formasi anatomi yang kompleks, diskus melakukan fungsi-fungsi berikut:

• fusi vertebra,
• memastikan mobilitas tulang belakang,
• perlindungan badan vertebra dari trauma konstan (peran penyerap goncangan).

PERHATIAN! Setiap proses patologis yang melemahkan fungsi cakram akan mengganggu biomekanik tulang belakang. Kemampuan fungsional tulang belakang juga akan terganggu.

Kompleks anatomi yang terdiri dari satu cakram intervertebralis, dua vertebra yang berdekatan dengan sendi dan peralatan ligamen yang sesuai pada tingkat ini disebut segmen gerak vertebra (VMS).

Diskus intervertebralis terdiri dari dua lempeng hialin yang melekat erat pada ujung-ujung badan vertebra yang berdekatan, nukleus pulposus, dan cincin fibrosa (anulus fibrosus).

Nukleus pulposus, yang merupakan sisa notochord dorsal, mengandung:

• zat interstisial kondrin;
• sejumlah kecil sel tulang rawan dan serat kolagen yang saling terkait membentuk semacam kapsul dan memberinya elastisitas.

PERHATIAN! Di tengah nukleus pulposus terdapat rongga yang volumenya normalnya 1-1,5 ^cm3.

Cincin fibrosa pada diskus intervertebralis terdiri dari berkas jaringan ikat padat yang terjalin dalam berbagai arah.

Bundel-bundel sentral dari cincin fibrosa terletak longgar dan secara bertahap masuk ke dalam kapsul nukleus, sedangkan bundel-bundel perifer berdekatan satu sama lain dan tertanam di tepi marjinal tulang. Setengah lingkaran posterior cincin lebih lemah daripada bagian anterior, terutama di tulang belakang lumbar dan serviks. Bagian lateral dan anterior dari diskus intervertebralis sedikit menonjol di luar jaringan tulang, karena diskus agak lebih lebar daripada badan-badan vertebra yang berdekatan.

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

Ligamen tulang belakang

Ligamen longitudinal anterior, yang merupakan periosteum, melekat erat dengan badan vertebra dan bebas melewati diskus.

Ligamentum longitudinal posterior, yang berperan dalam pembentukan dinding anterior kanal tulang belakang, sebaliknya, terlempar bebas di atas permukaan badan vertebra dan menyatu dengan diskus. Ligamentum ini terwakili dengan baik di tulang belakang leher dan dada; di daerah pinggang, ligamentum ini direduksi menjadi pita sempit, yang sering kali terlihat celah. Tidak seperti ligamentum longitudinal anterior, ligamentum ini sangat kurang berkembang di daerah pinggang, tempat prolaps diskus paling sering terlihat.

Ligamen kuning (totalnya 23 ligamen) terletak secara segmental, mulai dari vertebra C hingga vertebra S. Ligamen ini tampak menonjol ke dalam kanal tulang belakang dan dengan demikian mengurangi diameternya. Karena ligamen ini paling berkembang di daerah pinggang, dalam kasus hipertrofi patologisnya, fenomena kompresi ekor kuda dapat diamati.

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

• mereka mempertahankan lordosis serviks dan lumbar, sehingga memperkuat aksi otot paravertebral;
• menentukan arah pergerakan badan vertebra yang amplitudonya diatur oleh diskus intervertebralis;
• melindungi sumsum tulang belakang secara langsung dengan menutup ruang di antara lempeng-lempeng tersebut dan secara tidak langsung melalui struktur elastisnya, yang karenanya, selama perpanjangan batang tubuh, ligamen-ligamen ini tetap teregang sepenuhnya (dengan ketentuan bahwa jika berkontraksi, lipatannya akan menekan sumsum tulang belakang);
• bersama dengan otot paravertebral, mereka membantu membawa batang tubuh dari fleksi ventral ke posisi vertikal;
• memiliki efek penghambatan pada nukleus pulposus, yang melalui tekanan interdiskal, cenderung menggerakkan dua badan vertebra yang berdekatan agar terpisah.

Sambungan lengkungan dan proses vertebra yang berdekatan dilakukan tidak hanya oleh ligamen kuning, tetapi juga oleh ligamen interspinous, supraspinous, dan intertransverse.

Selain cakram dan ligamen longitudinal, vertebra dihubungkan oleh dua sendi intervertebralis yang dibentuk oleh prosesus artikularis yang memiliki ciri-ciri di bagian yang berbeda. Prosesus ini membatasi bukaan intervertebralis tempat akar saraf keluar.

Persarafan bagian luar cincin fibrosa, ligamen longitudinal posterior, periosteum, kapsul sendi, pembuluh darah, dan membran sumsum tulang belakang dilakukan oleh saraf sinuvertebralis (n. sinuvertebralis), yang terdiri dari serat simpatis dan somatik. Nutrisi diskus pada orang dewasa terjadi melalui difusi melalui lempeng hialin.

Ciri-ciri anatomi yang tercantum, dan juga data dari anatomi komparatif, memungkinkan kita untuk mempertimbangkan diskus intervertebralis sebagai semi-sendi (Schmorl, 1932), sementara nukleus pulposus, yang berisi cairan sinovial (Vinogradova TP, 1951), dibandingkan dengan rongga sendi; ujung-ujung vertebra, yang dilapisi dengan tulang rawan hialin, disamakan dengan ujung-ujung artikular, dan cincin fibrosa dianggap sebagai kapsul sendi dan aparatus ligamen.

Diskus intervertebralis merupakan sistem hidrostatik yang khas. Karena cairan pada dasarnya tidak dapat dimampatkan, tekanan apa pun yang bekerja pada nukleus diubah secara seragam ke segala arah. Cincin fibrosa, dengan ketegangan seratnya, menahan nukleus dan menyerap sebagian besar energi. Karena sifat elastis diskus, guncangan dan gegar otak yang ditransmisikan ke tulang belakang, sumsum tulang belakang, dan otak diperlunak secara signifikan saat berlari, berjalan, melompat, dll.

Turgor inti bervariasi secara signifikan: ketika beban berkurang, beban bertambah dan sebaliknya. Tekanan inti yang signifikan dapat dinilai dari fakta bahwa setelah berada dalam posisi horizontal selama beberapa jam, pelurusan cakram memperpanjang tulang belakang lebih dari 2 cm. Diketahui juga bahwa perbedaan tinggi manusia pada siang hari dapat mencapai 4 cm.

Badan vertebra di berbagai bagian tulang belakang memiliki ciri anatomi dan fungsi khasnya sendiri.

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

Tulang belakang leher

Sesuai dengan tugas fungsional pendukungnya, ukuran badan vertebra bertambah secara bertahap dari daerah serviks ke daerah lumbar, mencapai ukuran terbesarnya di vertebra S;

• Tulang leher, tidak seperti tulang yang terletak di bawah, memiliki badan berbentuk elipsoid yang relatif rendah;
• badan vertebra serviks tidak dipisahkan satu sama lain oleh cakram sepanjang keseluruhannya. Tepi lateral atas badan vertebra yang memanjang ini, disebut prosesus semilunaris atau berbentuk kait (processus uncinatus), yang terhubung dengan sudut lateral bawah badan vertebra di atasnya, membentuk apa yang disebut sendi Luschka, atau artikulasi uncovertebral, menurut terminologi Troland. Antara processus uncinatus dan faset vertebra atas terdapat celah uncovertebral berukuran 2-4 mm;
• permukaan artikular uncovertebral ditutupi dengan tulang rawan artikular, dan sendi dikelilingi di bagian luar oleh kapsul. Di daerah ini, serat vertikal anulus fibrosus pada permukaan lateral diskus menyimpang dan berjalan dalam bundel sejajar dengan bukaan; namun, diskus tidak langsung berbatasan dengan artikulasi ini, karena, mendekati fisura uncovertebral, secara bertahap menghilang;
• ciri anatomi vertebra serviks adalah adanya bukaan pada pangkal prosesus transversus, tempat lewatnya a. vertebralis;
• bukaan intervertebralis C5 _, C6 _dan C7 _berbentuk segitiga. Sumbu bukaan pada bagian tersebut melewati bidang miring. Dengan demikian, tercipta kondisi untuk penyempitan bukaan dan kompresi akar dengan pertumbuhan yang tidak kovertebralis;
• prosesus spinosus vertebra serviks (kecuali C7 ₎ terbelah dan diturunkan;
• prosesus artikularis relatif pendek, berada pada posisi miring antara bidang frontal dan horizontal, sehingga menyebabkan banyaknya gerakan fleksi-ekstensi dan keterbatasan kemiringan lateral;
• gerakan rotasi dilakukan terutama oleh vertebra serviks bagian atas karena artikulasi silindris prosesus odontoid dengan permukaan artikular vertebra C1;
• prosesus spinosus C ₇ menonjol maksimal dan mudah diraba;
• tulang belakang leher ditandai oleh semua jenis gerakan (fleksi-ekstensi, membungkuk ke kanan dan kiri, rotasi) dan dalam volume terbesar;
• akar serviks pertama dan kedua muncul di belakang sendi atlantooksipital dan atlantoaksial, dan tidak ada diskus intervertebralis di area ini;
• Pada daerah serviks, ketebalan cakram intervertebralis adalah 1/4 dari tinggi vertebra yang bersangkutan.

Tulang belakang leher kurang kuat dan lebih mudah bergerak daripada tulang belakang pinggang, dan umumnya lebih sedikit mengalami tekanan. Akan tetapi, beban pada 1 cm2 ^cakram leher tidak kurang, dan bahkan lebih besar, daripada pada 1 cm2 ^tulang belakang pinggang (Mathiash). Akibatnya, lesi degeneratif pada vertebra leher sama umum terjadi seperti pada tulang belakang pinggang.

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

Ketidakstabilan PDS harus diperkirakan apabila terdapat jarak lebih dari 3-5 mm antara badan-badan vertebra yang berdekatan dan apabila sudut antara badan-badan vertebra meningkat lebih dari 11°.

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

Tulang belakang toraks

Bahasa Indonesia: Di daerah toraks, di mana rentang gerak tulang belakang relatif kecil, vertebra lebih tinggi dan lebih tebal daripada yang serviks. Dari vertebra toraks Th ₅ hingga Th 12, ukuran melintangnya secara bertahap meningkat, mendekati ukuran vertebra lumbar atas; cakram intervertebralis di daerah toraks lebih kecil daripada di daerah lumbar dan serviks; ketebalan cakram intervertebralis adalah 1/3 dari tinggi vertebra yang sesuai; bukaan intervertebralis di daerah toraks lebih sempit daripada di daerah serviks; kanal tulang belakang juga lebih sempit daripada di daerah lumbar; keberadaan sejumlah besar serat simpatis di akar toraks tidak hanya menyebabkan pewarnaan vegetatif yang khas dari radikulopati toraks, tetapi juga dapat menyebabkan perkembangan nyeri viseral dan diskinesia; proses transversal vertebra toraks yang relatif masif dan menebal di ujungnya cenderung agak ke posterior, dan proses spinosus cenderung tajam ke bawah; Tuberkulum tulang rusuk menempel pada permukaan anterior ujung bebas yang menebal dari prosesus transversus, membentuk sendi kostotransversus sejati; artikulasi lain terbentuk antara kepala tulang rusuk dan permukaan lateral badan vertebra setinggi cakram.

Sendi-sendi ini diperkuat oleh ligamen yang kuat. Ketika tulang belakang berputar, tulang rusuk dan permukaan lateral badan vertebra dengan prosesus transversal mengikuti tulang belakang, berputar mengelilingi sumbu vertikal sebagai satu kesatuan.

Tulang belakang toraks memiliki dua ciri khas:

• kurva kyphotic normal, berbeda dengan kurva lordotic pada tulang belakang servikal dan lumbar;
• artikulasi setiap ruas tulang belakang dengan sepasang tulang rusuk.

Stabilitas dan mobilitas tulang belakang toraks

Elemen stabilisasi utama adalah: a) rangka tulang rusuk; b) cakram intervertebralis; c) cincin fibrosa; d) ligamen (ligamen longitudinal anterior dan posterior, ligamen radial, ligamen kostotransversal, ligamen intertransversal, ligamen kuning, ligamen inter dan supraspinous).

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

PERHATIAN! Saat bergerak di daerah toraks, rotasi adalah yang paling tidak dibatasi.

Diskus intervertebralis, bersama dengan cincin fibrosa, selain berfungsi sebagai bantalan, juga menjalankan fungsi menstabilkan: pada bagian ini, diskus lebih kecil dibandingkan bagian serviks dan lumbar, yang meminimalkan mobilitas antara badan vertebra.

Kondisi peralatan ligamen menentukan stabilitas tulang belakang toraks.

Sejumlah penulis (Heldsworth, Denis, Jcham, Taylor, dll.) telah membuktikan teori stabilitas tiga titik.

Peran kunci diberikan kepada kompleks posterior: integritasnya merupakan kondisi penting untuk stabilitas, dan kerusakan pada struktur pendukung posterior dan tengah dimanifestasikan oleh ketidakstabilan klinis.

Elemen penstabil yang penting adalah kapsul sendi, dan anatomi sendi juga memastikan integritas struktur.

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

PERHATIAN! Area yang paling tidak stabil adalah zona Th10-L1 karena daerah toraks relatif stabil dan daerah lumbar lebih mudah bergerak.

Tulang belakang lumbosakral

Pada tulang belakang lumbar, yang menopang berat bagian di atasnya:

• badan vertebrae merupakan yang terluas, prosesus transversal dan artikularis bersifat masif;
• permukaan anterior badan vertebra lumbar sedikit cekung dalam arah sagital; badan vertebra L sedikit lebih tinggi di depan daripada di belakang, yang secara anatomis menentukan pembentukan lordosis lumbar. Di bawah lordosis, sumbu beban bergeser ke belakang. Ini memfasilitasi gerakan rotasi di sekitar sumbu vertikal badan;
• prosesus transversal vertebra lumbalis biasanya terletak di bagian depan; bagian ventral dari prosesus transversal vertebra lumbalis merupakan sisa-sisa tulang rusuk lumbalis yang belum berkembang, itulah sebabnya mereka disebut prosesus kosta (processus costarii vertebrae lumbalis). Di dasar prosesus kosta terdapat prosesus aksesori yang lebih kecil (processus accessorius);
• proses artikular vertebra lumbar menonjol secara nyata, dan permukaan artikularnya terletak pada sudut terhadap bidang sagital;
• prosesus spinosus menebal dan mengarah ke belakang hampir horizontal; pada tepi posterolateral setiap prosesus artikular superior di kanan dan kiri terdapat prosesus mamiliaris berbentuk kerucut kecil;
• Bukaan intervertebralis di daerah pinggang cukup lebar. Namun, dalam kondisi deformasi tulang belakang, proses degeneratif, dan gangguan statis, sindrom nyeri radikular paling sering muncul di daerah ini;
• cakram lumbar, sesuai dengan beban terbesar yang dilakukan, memiliki tinggi terbesar - 1/3 dari tinggi tubuh;
• lokasi yang paling sering dari penonjolan dan prolaps diskus berhubungan dengan bagian yang paling terbebani: ruang antara L4 _dan Ls _dan, agak lebih jarang, antara C dan S1;
• Nukleus pulposus terletak di perbatasan sepertiga posterior dan tengah diskus. Cincin fibrosa di area ini secara signifikan lebih tebal di bagian depan, di mana ia disokong oleh ligamen longitudinal anterior yang padat, yang paling kuat berkembang di daerah lumbar. Di belakang, cincin fibrosa lebih tipis dan dipisahkan dari kanal tulang belakang oleh ligamen longitudinal posterior yang tipis dan kurang berkembang, yang terhubung ke diskus intervertebralis lebih kuat daripada ke badan vertebra. Ligamen ini terhubung ke badan vertebra oleh jaringan ikat longgar, di mana pleksus vena tertanam, yang menciptakan kondisi tambahan untuk pembentukan tonjolan dan prolaps ke dalam lumen kanal tulang belakang.

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

• lordosis serviks, dibentuk oleh semua vertebra serviks dan toraks atas; konveksitas terbesar berada pada tingkat _C5 dan _C6;
• kifosis toraks; konkavitas maksimum berada pada level Th ₆ - Th ₇;
• lordosis lumbal, dibentuk oleh vertebra toraks terakhir dan semua vertebra lumbal. Kelengkungan terbesar terletak pada level tubuh L ₄;
• kifosis sakrokoksigeal.

Jenis utama kelainan fungsional pada tulang belakang berkembang baik berdasarkan jenis penghalusan kurva fisiologis, atau berdasarkan jenis peningkatannya (kifosis). Tulang belakang adalah organ aksial tunggal, pembagiannya menjadi beberapa bagian anatomi bersifat kondisional, oleh karena itu tidak mungkin terjadi hiperlordosis, misalnya, pada tulang belakang leher dengan penghalusan lordosis pada tulang belakang lumbar, dan sebaliknya.

Saat ini, jenis utama gangguan fungsional pada varian perubahan halus dan hiperlordotik pada tulang belakang telah disistematisasi.

1. Bila lengkung fisiologis tulang belakang menjadi halus, maka akan timbul kelainan fungsional tipe fleksi, yang ditandai dengan posisi pasien yang dipaksakan (dalam posisi fleksi) dan meliputi:

• mobilitas terbatas pada segmen motorik tulang belakang leher, termasuk di area sendi kepala;
• sindrom kapitis miring inferior;
• lesi pada otot fleksor dalam leher dan otot sternokleidomastoid;
• sindrom skalenus anterior;
• sindrom daerah skapula (sindrom levator scapulae);
• sindrom dinding dada anterior;
• dalam beberapa kasus - sindrom periarthritis skapulohumeral;
• dalam beberapa kasus - sindrom epikondilosis siku lateral;
• mobilitas terbatas pada tulang rusuk ke-1, dalam beberapa kasus - tulang rusuk I-IV, sendi klavikula;
• sindrom perataan lordosis lumbal;
• sindrom otot paravertebral.

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

• mobilitas terbatas pada sendi sakroiliaka;
• sindrom adduktor;
• sindrom iliopsoas.

2. Dengan peningkatan kurva fisiologis pada tulang belakang, jenis ekstensi gangguan fungsional berkembang, ditandai dengan gaya berjalan pasien yang lurus dan ekstensi terbatas pada tulang belakang lumbar dan serviks selama manifestasi klinis penyakit. Ini termasuk:

• mobilitas terbatas pada segmen motorik tulang belakang serviks tengah dan servikotoraks;
• serviksgia pada otot ekstensor leher;
• dalam beberapa kasus - sindrom epikondilosis siku internal;
• mobilitas terbatas pada segmen motorik tulang belakang toraks.
• sindrom hiperlordosis lumbal;
• keterbatasan ekstensi pada segmen motorik tulang belakang lumbar: L1-L2 dan L2 L3 _, dalam beberapa kasus - _L3 - _L4;
• sindrom hamstring;
• sindrom abduktor pinggul;
• sindrom piriformis;
• sindrom koksidinia.

Dengan demikian, ketika simetri upaya aktif terganggu bahkan dalam kondisi fisiologis normal, terjadi perubahan konfigurasi tulang belakang. Karena kurva fisiologis, tulang belakang dapat menahan beban aksial 18 kali lebih besar daripada kolom beton dengan ketebalan yang sama. Hal ini dimungkinkan karena fakta bahwa dengan adanya kurva, gaya beban didistribusikan secara merata ke seluruh tulang belakang.

Tulang belakang juga mencakup bagian tetapnya - sakrum dan tulang ekor yang sedikit bergerak.

Sakrum dan vertebra lumbar kelima merupakan dasar dari seluruh tulang belakang, memberikan dukungan untuk semua bagian di atasnya dan mengalami beban terbesar.

Pembentukan tulang belakang dan perkembangan lengkung fisiologis dan patologisnya sangat dipengaruhi oleh posisi vertebra lumbalis IV dan V serta sakrum, yaitu hubungan antara bagian sakral dengan bagian tulang belakang di atasnya.

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

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