Биомеханика шейного отдела позвоночника и коррекция ее нарушений

Особенности биомеханики в шейном отделе позвоночника и их роль в развитии болевых синдромов

По статистике болевые синдромы чаще всего возникают именно в шейном отделе позвоночника. Благодаря своему особому строению и особенностям биомеханика, именно этот отдел позвоночника обладает максимальной свободой движений.

Почему же именно там чаще всего возникает боль? Только ли особенности строения способствуют появлению этого феномена?

Противоречие на уровне шейного отдела позвоночника состоит в следующем: движения в шейном отделе позвоночника совершаются по спирали (спиралевидная форма движения), т.е. на одно угловое движение приходится одно линейное. Таким образом движение фактически представляет комбинацию двух видов движения. Например, флексия и экстензия (сгибание-разгибание) на уровне шейного отдела позвоночника, комбинируются с латеральным смещением. Латерофлексия туловища (наклоны в сторону) сочетается с движением суставов вперед. Ротация совершается с краниальным смещением. Эти феномены надо учитывать при оценке функциональных снимков шейного отдела позвоночника. Так, если на снимках имеет место латеральное смещение тел позвонков, у пациента может быть либо повышенная экстензия, либо плоская шея. Для позвонка величина лордоза или кифоза будет такой, чтобы в другой плоскости не было латерального смещения, т.к. избыточная или недостаточная флексия воспринимается организмом как совершенное движение.

Закон спиралевидного движения заложен в анатомии тел позвонков. Ротация в шейном отделе позвоночника физиологически происходит на первом сегменте С1-С2 и для того, чтобы в движении преобладала ротационная форма, «зуб» второго шейного позвонка располагается строго вертикально, обеспечивая спиралевидную форму движения. Вторая особенность биомеханики состоит в том, что суставная поверхность имеет наклонную плоскость. Это необходимо для того, чтобы сустав совершал три типа движения. В шейном отделе позвоночника латерофлексия и ротация всегда происходят вместе. Ротация максимально представлена на уровне С2. Признаком правильной биомеханики шеи является состояние, когда объем ротации вправо и влево симметричен. В случае смещения одного позвонка относительно другого, шея теряет физиологический лордоз и появляется флексия.

Законы биомеханики необходимо учитывать при проведении кинезитерапевтических сеансов. Особое внимание удивляется состоянию глубоких мышц шеи, в особенности коротких флексорам и экстензорам. Правильное включение данных мышц в биомеханику движения обеспечивает устранение травмирующего воздействия в средней трети шейного отдела позвоночника, восстановление состояния мышц диафрагмы, иннервируемой диафрагмальным нервом, который часто вовлекается в патологический процесс у пациентов с остеохондрозом шейного отдела позвоночника. Занятия на специальных декомпрессионных тренажерах, по специальным программам, разработанных индивидуально для каждого пациента, позволяют активировать кровоток глубоких мышц шеи, восстановление максимального объема движений в шейном отделе позвоночник. Необходимость коррекции нарушений в данной области, обусловлена фактом наличия большого количества рецепторов натяжения, их связи с глазодвигательными нервами, прямое воздействие на состояние всех нижележащих отделов позвоночника.

Благоприятный эффект кинезитерапии выражается не только в устранении болевых синдромов, но и в улучшении функций зрения, памяти, психо-эмоционального состояния пациентов.

Помните, что в конечном итоге только Вы можете активировать собственный потенциал резервов восстановления нарушенных функций.

Биомеханика является наукой о механических эффектах живого организ­ма. Она занимается изучением строения и функций человеческого организ­ма в нормальном и патологическом состоянии именно с позиций механики. Биомеханика шейного отдела позвоночника имеет свои особенности, кото­рые необходимо учитывать для диагностики патобиомеханических наруше­ний и для лечения в виде их корреции.

Шейный отдел позвоночника как и все другие его отделы должен соот­ветствовать двум противоположным механическим условиям: устойчивости и пластичности (Kapandji I.A., 1987). Шея жирафы, страуса или лебедя по гибкости и подвижности далеко опережают шею человека, но шея человека в не меньшей степени обладает возможностью обеспечить точность и ус­тойчивость в смещениях и поворотах центральной наблюдательной вышке всего тела — голове с ее высококачественными телескопами — глазами, и зву-коулавителями -ушными раковинами (Бернштейн Н.А., 1991).

С биомеханической точки зрения шейный отдел позвоночника является одним из звеньев в кинематической цепи позвоночника. Он обладает стати­ческой и динамической функциями.

СТАТИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ

Задачи статической функции — обеспечение вертикальной позы неза­висимо от сил гравитации, позы для сохранения равновесия в покое и при движениях. Голова как двигательный элемент представляет собой рычаг первого рода с точкой опоры в диске (Шмидт И.Р., 2001). Масса головы рас­положена на одном конце рычага, уравновешивающая сила мышц шеи — на другом. Ось центра тяжести головы проходит кпереди от поперечной оси атланто-окципитального сочленения через передние отделы шейных дисков и тело шестого шейного позвонка. Голова опирается на шейный отдел позво­ночника. Благодаря шейному лордозу в значительной мере нейтрализуются все толчки и сотрясения головного мозга при движениях. Шейный лордоз является физиологическим искривлением позвоночника. Это физиологичес­кое искривление шейного отдела позвоночника отмечается в сагиттальной плоскости. Шейный лордоз формируется к возрасту 5-6 лет. Вершина шей­ного лордоза локализуется на уровне Cv — CV]. Физиологиче-ские изгибы позвоночника увеличивают его резистентность к осевой ком-прессии.

При осмотре сзади все остистые отростки шейных позвонков располо­жены по одной срединной линии. Искривления на любом уровне шейного отдела позвоночника во фронтальной плоскости являются патологией.

Шейные позвонки имеют особенности строения. Первые два шейных поз­вонка являются атипичными, отличающимися от всех других позвонков. Атлант отличается тем, что у него нет тела и остистого отростка, он имеет форму кольца с передней и задней дугой. На утолщенных латеральных частях кольца имеются четыре суставные фасетки. Верхние суставные фасетки слегка вогнуты и пред­назначены для сочленения со слегка выпуклыми поверхностями затылочной кости. Нижние суставные фасетки атланта слегка выпуклы и направлены книзу для сочленения с верхними суставными фасетками аксиса. У атланта имеется суставная фасетка на внутренней поверхности передней дуги для сочленения с зубовидным отростком второго шейного позвонка — аксиса. Атипичным являет­ся и этот второй шейный позвонок, так как он имеет вертикальный выступ — зуб, отходящий от верхней поверхности тела. Аксис имеет верхние сутавные фасет­ки для сочленения с атлантом и нижние — для сочленения с нижним смежным позвонком. Верхние суставные фасетки осевого позвонка имеют наибольшую площадь из всех шейных позвонков. Передняя суставная фасетка отмечается на зубе аксиса для сочленения с передней дугой первого шейного позвонка.

Типичные шейные позвонки имеют тело, маленькое в поперечном диа-метре. Передняя поверхность тела выпуклая, задняя — плоская. Верхняя по-верхность тела имеет форму седла, благодаря крючковидным отросткам бо-ковых частей верхних поверхностей. Верхние суставные фасетки типичных шейных позвонков обращены вверх и медиально, нижние — кпереди и лате-рально. Остистые отрост­ки короткие, тонкие, кончики раздвоены, вытянуты почти горизонтально. В попе­речных отростках имеется канал для прохожде-ния позвоночной артерии.

Компрессионные нагрузки (вес головы) передаются на уровне кранио-цервикального сочленения напрямую через атланто-затылочный сустав к суставным фасеткам аксиса, так как диски на этом уровне отсутствуют. За­тем эти компрессионные силы передаются нижней поверхности тела второ­го шейного позвонка и к двум суставным фасеткам. Далее сила передается к нижнему смежному диску. На уровне типичных шейных позвонков компрес­сионные нагрузки передаются по трем параллельным столбам:

1. передне-центральный столб — тела шейных позвонков и диски;

2. два задне-латеральных столба — правые и левые фасетные суставы.

Компрессионные нагрузки передаются преимущественно по передне-центральному столбу, только треть их — по заднелатеральным столбам.

Шейный отдел отличается от грудного и поясничного отделов тем, что на него приходится меньший вес, и, в целом, он более подвижен. Хотя шейный отдел и является наиболее гибким из всех отделов позвоночника, стабильность его, в особенности атланто-затылочного и атланто-осевого суставов, необходи­ма для поддержания головы и защиты спинного мозга и позвоночных артерий.

Конструкция атланта такова, что он предоставляет больше свободного места для спинного мозга, чем любой другой позвонок. Дополнительное пространс­тво является гарантией того, что во время движений по достаточно большой амплитуде, характерных для этого региона, не произойдет защемления спинно­го мозга. Костная конфигурация атланто-затылочного сустава создает опреде­ленную стабильность, однако даже небольшие нагрузки вызывают значитель­ные ротации затылочно-атланто-осевого комплекса, так же, как и нижней части шейного отдела. Существование большой нейтральной зоны подразумевает, что связки и суставные капсулы не натянуты, и что мышцы играют важную роль в обеспечении устойчивости для всего комплекса. К мышцам, отвечающим за устойчивость относятся: многораздельная мышца, межостистые мышцы, полу­остистая мышца головы и полуостистая мышца шеи.

Стабильность шейного отдела позвоночника обеспечивается теми же структурами, которые были представлены ранее и которые суммированы в таблице 1.

Таблица 1

Нарушения биомеханики на уровне шейного отдела позвоночника вызы­вают появление разнообразных клинических симптомов, для лечения кото­рых необходимым условием является коррекция этих патобиомеханических изменений. Она возможна после точной диагностики, которая позволяет вы­явить нарушения биомеханики на данном уровне.

НАРУШЕНИЯ БИОМЕХАНИКИ НА УРОВНЕ ШЕЙНОГО ОТДЕЛА ПОЗВОНОЧНИКА

Нарушения биомеханики на уровне шейного отдела позвоночника вызы­вают появление разнообразных клинических симптомов, для лечения кото­рых необходимым условием является коррекция этих патобиомеханических изменений. Она возможна после точной диагностики, которая позволяет вы­явить нарушения биомеханики на данном уровне.

К нарушениям биомеханики на уровне шейного отдела позвоночника от­носятся соматические дисфункции. Соматические дисфункции могут встре­чаться и на верхнем шейном уровне, и на нижнем шейном уровне. Однако, в зависимости от локализации, они будут подчиняться различным законам биомеханики, что связано с анатомо-физиологическими особенностями фасетных суставов, связок, дисков. Эти законы были описаны Фрайетом (1954). На этих законах основана диагностика нарушений биомеханики позвоночника и их коррекция.

Позвоночник имеет две оси движения:

передняя ось               проходит через тела позвонков и

межпозвонковые диски;
задняя ось                    проходит через суставные фасетки и

поперечные отростки позвонков.

Вокруг передней оси происходит ротация позвонков. Задняя ось служит для сгибания (флексии), разгибания (экстензии) и бокового наклона (лате-рофлексии) позвоночника. Когда нагрузки на переднюю и заднюю оси поз­воночного столба распределяются равномерно, позвоночный двигательный сегмент находится в нейтральном положении. В этой нейтральной позиции сохранены все физиологические изгибы позвоночника (лордозы, кифозы). Когда нагрузка больше падает на переднюю или заднюю оси движения, то возникает не-нейтральная позиция, при которой происходит изменение фи­зиологических изгибов позвоночника. При нейтральной механике во время бокового наклона (латерофлексии) позвоночного двигательного сегмента происходит одновременная ротация в противоположную сторону. При не­нейтральной позиции во время бокового наклона (латерофлексии) происхо­дит ротация сегмента в ту же сторону.

Законы позвоночной биомеханики заключаются в следующем.

I закон Фрайета         Позвонок в нейтральном боковом сгибании

имеет тенденцию к контралатеральной ротации, за ис­ ключением случаев, когда он находится выше верхушки кривой. Вершинный позвонок приходит в позицию мак­ симальной ротации за счет суммации мелких приростов ротаций нижележащих позвонков группы изгиба. Выше верхушки такими же малыми приростами происходит деротация.

II закон Фрайета        Позвонок, который оказался согнутым или

разогнутым в достаточной степени, чтобы это вызвало одностороннюю блокировку суставной площадки, будет вращаться с ипсилатеральным боковым сгибанием в случае продолжения движения в сагиттальной плоскос­ти в том же направлении.

III закон Фрайета      Если движение позвоночного сустава воз-

никло в одной плоскости, это автоматически снижает его подвижность в других двух плоскостях (иногда это пра­вило называют законом Беквита).

Соответственно данным положениям, выделяются два типа сомати­ческих дисфункций (Fryette H.H.,1954; Greenman Ph.E., 1984,1989; Шмидт И.Р.,2001; Новосельцев С.В.,2005), которые различаются по позиции двига­тельного сегмента:

1. нейтральная соматическая дисфункция;

2. не-нейтральная соматическая дисфункция.

Нейтральная соматическая дисфункция

Нейтральная соматическая дисфункция выделена из первого закона поз­воночной биомеханики. Она является компенсаторной, возникает при сущес­твовании более выраженной дисфункции в выше- или нижерасположенных позвоночных двигательных сегментах, при развитии каких-то структурных нарушений в соматическом каркасе. Нейтральная соматическая дисфункция всегда бывает групповой дисфункцией и включает не менее трех позвонков.

Нейтральная соматическая дисфункция характеризуется латерофлекси-онно-ротационным сколиозом с фиксацией в положении бокового наклона (латерофлексии) и ротации в разные стороны. Движения соответственно ограничены в противоположные от фиксации стороны. Всегда боковой наклон (латерофлексия) и ротация сегмента ограничены в противополож­ные стороны. Суставной компонент дисфункции выражен не ярко, более представлен мышечный компонент. Изгибы позвоночника в сагиттальной плоскости не нарушены. Движения сгибания (флексии) и разгибания (экс­тензия) сохранены.

Для нейтральной соматической дисфункции характерно постепенное на­чало. Боль, обычно, локализуется латерально от позвоночника и возникает вследствие мышечного спазма или растяжения. При пальпации отмечается выступание поперечных отростков позвонков на выпуклой стороне сколиоза. Позвонок, находящийся в наибольшей ротации является, обычно, ключевым для всей группы позвонков в дисфункции.