Dys-plastic Deformities of Intervertebral Joints in Mechanogenesis of Lumbar Intervertebral Disk Extrusion
- Authors: Prodan A.I1, Radchenko V.A1, Kolesnochenko V.A1
-
Affiliations:
- Issue: Vol 11, No 3 (2004)
- Pages: 12
- Section: Articles
- URL: https://journals.eco-vector.com/0869-8678/article/view/48018
- DOI: https://doi.org/10.17816/vto200411312
- ID: 48018
Cite item
Full Text
Abstract
Dysplastic deformities of intervertebral joints (change of size of articular processes and dimensional configuration of articular facets, discrepancy of shape and size of the articular facets) alter the geometry of vertebral segment and this process is accompanied by redistribution of loads between joints and intervertebral disk. The elements of a disk are under the influence of additional torsion and shift forces that inevitably result in the development of dystrophic changes in the disk tissues.
Full Text
Распределение действующих на позвоночник нагрузок зависит от ряда факторов, среди которых определенное место занимают форма суставных отростков и ориентация их площадок в дугоотростчатых суставах. Разделение нагрузок между дугоотростчатыми суставами и межпозвонковым диском в зависимости от характера движений колеблется в достаточно широких пределах — суставы могут воспринимать более 1/3 приходящихся на интактный сегмент нагрузок или находиться в ненагружаемом положении [21]. Диспластические деформации (аномалии развития) дугоотростчатых суставов могут приводить к изменению на-гружения элементов сегмента, и в частности межпозвонкового диска, с последующим развитием дистрофических изменений в тканях последнего. Вопрос о «клинической ассоциации» между пространственной конфигурацией дугоотростчатых суставов и экструзиями поясничных межпозвонковых дисков дискутируется более 60 лет. Преимущественно исследуется связь между аномалией тропизма суставных фасеток и развитием диск-радикулярного конфликта. При этом одни авторы [23] подчеркивают наличие такой взаимосвязи, другие [22] ее отрицают. Клинические следствия изменения пространственной ориентации суставных фасеток, в частности их фронтального расположения, представлены в единичных публикациях [6]. Влияние диспластических деформаций суставных отростков на развитие дистрофических изменений в поясничных межпозвонковых дисках в литературе не отражено. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ Рентгеноанатомические варианты строения дугоотростчатых суставов изучены у 71 пациента (38 мужчин, 33 женщины) в возрасте 17-35 лет (средний возраст 28,1 года), оперированых по поводу экструзий поясничных межпозвонковых дисков (основная группа), и у 20 пациентов (11 мужчин, 9 женщин) в возрасте 20-35 лет (средний возраст 26,5 года) с поясничным остеохондрозом, диффузной дегенерацией дисков и спондилоартрозом с умеренными местными болями (группа сравнения). Все пациенты наблюдались в Институте патологии позвоночника и суставов им. М.И. Ситенко в 1998-2003 гг. На обзорных поясничных спондилограммах оценивали вариации строения суставных отростков по классификации А.И. Продана и Е.Б. Волкова (1996): 1) норма; 2) изменение величины суставных отростков: а) гипоплазия, симметричная аплазия, б) асимметричная аплазия, в) симметричная гиперплазия, г) асимметричная гиперплазия; 3) изменение пространственной ориентации суставов: а) аномалия тропизма, б) фронтальное расположение (горизонтализация) суставных фасеток. Величину угла дугоотростчатых суставов определяли по его тригонометрической функции (тангенсу), в которой катетами являлись линейные размеры контактирующих поверхностей суставных фасеток на переднезадней и боковых рентгенограммах, а также по данным компьютерной томографии. В основной группе исследования проводили в скомпрометированном позвоночном сегменте и смежных с ним (выше- и нижележащем). При этом исходили из того, что функционирование позвоночного сегмента определяется характером восприятия и распределения нагрузок на его элементы, что, в свою очередь, зависит от структурных особенностей (геометрии) как данного сегмента, так и выше- и нижерасположенных. В изу оируют энергию внезапных внешних нагрузок, способствуют плавности движений и фиксируют положение тела с минимальными мышечными затратами [24]. Функционирование нижнепоясничных сегментов зависит также от глубины поясничного лордоза и коррелирующей с ней величины угла наклона таза. Так, при поясничном гиперлордозе и увеличении угла наклона таза повышается внутридис-ковое давление, возрастают нагрузки на заднюю часть фиброзного кольца и задний опорный комплекс [24]. Выпрямление поясничного лордоза и уменьшение угла наклона таза, соответственно, сопровождаются увеличением нагружения передней части межпозвонкового диска и повышением функциональных нагрузок на мышцы спины. Такие изменения в нагружении сегментов приводят к изменению биомеханического поведения межпозвонкового диска. В частности, повышение внутри-дискового давления сопровождается увеличением торсионных сил и сил растяжения, действующих на фиброзное кольцо [3]. Таким образом, величина и направление дополнительных повреждающих сдвиговых и торсионных нагрузок, которые могут возникать в межпозвонковом диске при диспластических деформациях дугоотростчатых суставов, зависят от ряда факторов: развития мышечно-связочного аппарата, вариаций физиологических изгибов позвоночника и угла наклона таза, положения туловища. На нашем материале выявлена довольно редкая аномалия развития — фрагментация нижних суставных отростков L3 позвонка (см. рис. 3). Фрагментация регистрируется преимущественно в нижних суставных отростках второго и третьего поясничных позвонков и бывает чаще двусторонней, встречаясь в 0,3—0,5% наблюдений [1]. Она расценивается как анатомический вариант осси-фикации добавочных точек окостенения суставных отростков [2]. Высокое стояние переходного пояснично-крест-цового позвонка в целом по группе отмечено в 35,2% случаев (25 больных), spina bifida SI — в 18,3% (13 пациентов). Обращает на себя внимание тот факт, что при экструзиях L5—S1 диска сопутствующие аномалии развития люмбосакраль-ного сегмента выявлены у 52,9% больных. Для высокого стояния переходного люмбосакрального позвонка характерно относительное удлинение и, соответственно, увеличение подвижности поясничного отдела позвоночника. Таким образом, увеличивается длина рычага сил, действующих на L5-S1 сегмент, что сопровождается увеличением приходящихся на сегмент нагрузок. Пояснично-крест-цовые связки длиннее и тоньше, чем в интактном сегменте, что существенно уменьшает их жесткость; вследствие этого они слабо противостоят аксиальной ротации и изгибовой деформации. При spina bifida SI половины несросшейся дуги позвонка находятся под углом друг к другу (см. рис. 2); отходящие от них суставные отростки располагаются на разной высоте. Такая ситуация нарушает артикуляцию в дугоотростчатых суставах, что может создавать дополнительные силы сдвига и торсии в L5-S1 диске. Помимо этого, при незаращении дуг связки заднего опорного комплекса существенно длиннее и тоньше, чем в норме, что повышает деформируемость связочного аппарата, в частности при торсионных и сдвиговых нагрузках. Следовательно, диспластические деформации люмбосакрального сегмента изменяют его биомеханику и могут создавать дополнительные, повреждающие межпозвонковый диск нагрузки. Заключение. В механогенезе экструзий поясничных межпозвонковых дисков диспластические деформации дугоотростчатых суставов занимают определенное место. Изменение величины суставных отростков и пространственной конфигурации суставных фасеток, изменяя геометрию позвоночного сегмента, создает дополнительные сдвиговые и торсионные нагрузки на межпозвонковый диск, неизбежно приводящие к дистрофическим нарушениям в тканях диска.×
References
- Иванов И., Ротермелъ Э. //Вопросы общей и частной рентгенологии. — М., 1935. — С. 35~78.
- Adams М.А., Button W.C. //Spine. — 1981. — Vol. 6, N 3. — P. 241-248.
- Andersson G.B.J., Ortengren R., Nachemson A. //Clin. Ortop. — 1977. — N 129. — P. 156.
- Bergmark A. Mechanical stability of the human lumbar spine: Doctoral dissertation: Lund Institute of technology, Department of solid mechanics. — Lund, Sweden, 1987. — P. 13.
- Berlemann U., Jeszensky D.J., Buhler D.W., Harms J. //Acta Orthop. Belg. — 1999. — Vol. 65, N 4. — P. 472-477.
- Boden S.D., Riew K.D., Yamaguchi K. et al. //J. Bone Jt Surg. — 1996. — Vol. 78A, N 3. — P. 403-411.
- Brown Т., Hanson R., Yorra A. //Ibid. — 1957. — Vol. 39A, N 5. — P. 1135.
- Cossette J.W., Farfan H.F., Robertson G.H., Wells R.W. //J. Biomech. — 1971. — Vol. 4. — P. 149.
- Cyron B.W., Hutton W.C. //J. Bone Jt Surg. — 1978. — Vol. 60B, N2. — P. 234.
- Farfan H.F. Mechanical disorders of the low back. — Philadelphia, 1973.
- Farfan H.F., Cossette J.W., Robertson G.H., Wells R.W. //J. Bone Jt Surg. — 1970. — Vol. 52A, N 3. — P. 468.
- Farfan H.F., Sullivan J.D. //Canad. J. Surg. — 1967. — Vol. 10. — P. 179.
- Gregersen G.G., Lucas D.V. //J. Bone Jt Surg. — 1967. — Vol. 49A, N 2. — P. 247.
- Grogan G., Nowicki B.H., Schmidt T.A., Haughton V.M. //Am. J. Neuroradiol. — 1997. — Vol. 18, N 7. — P. 1325-1329.
- Lewin T. //Acta Orthop. Scand. — 1964. — Vol. 73 (Suppl.).
- Nachemson A., Morris J.L. //J. Bone Jt Surg. — 1964. — Vol. 46, N 7. — P. 1077.
- Panjabi M.M., Krag М.Н., White А.А., Southwick W.O. // Orthop. Clin. North Am. — 1977. — Vol. 88, N 1. — P. 181.
- Pearcy M., Portec I., Shepherd J. //Spine. — 1984. — Vol. 9, N 3. — P. 294.
- Rolander S.D. Motion of the lumbar spine with special reference to the stabilizing effect of posterior fusion: Thesis. — Gothenburg, 1966. — P. 32.
- Shirazi-Adl S.A., Shrivastava S.C., Ahmed A.M. //Spine. — 1984. — Vol. 9, N 2. — P. 120.
- Shirazi-Adl S.A., Drouin G. //J. Biomech. — 1987. — Vol. 20, N 6.— P. 601.
- Vanharanta H., Floid Т., Ohnmeiss D.D. et al. //Spine. — 1993. — Vol. 18, N 11. — P. 1000-1005.
- Van Shaik J.P., Verbiest H., Van Shaik F.D. //Computed tomography of the spine. — Baltimore, 1984. — P. 495-505.
- White III A.A., Panjabi MM. Clinical biomechanics of the spine. — 2nd ed. — Philadelphia, 1990.
- Willis T.A. //J. Bone Jt Surg. — 1959. — Vol. 41A, N 6. — P. 935-938.
- Yang K., King A. //Spine. — 1984. — Vol. 9, N 6. — P. 557.