Kryukov_Diagnostikum_perelomov_Tom_3

ДИАГНОСТИКУМ МЕХАНИЗМОВ И МОРФОЛОГИИ ПЕРЕЛОМОВ ПРИ ТУПОЙ ТРАВМЕ СКЕЛЕТА

МЕХАНИЗМЫ И МОРФОЛОГИЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ ПОЗВОНОЧНИКА НОВОСИБИРСК «НАУКА» СИБИРСКОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ РАН 1998

УДК 616.17-001.5-079.6 ББК 54.58

Составители А.И. Коновалов, В.Н. Крюков, В.П. Новоселов, В.О. Плаксин, Б.А. Саркисян, В.Э. Янковский

Редакционная коллегия заслуженный деятель науки РФ профессор В.Н. Крюков (отв. ред.), профессор Б.А. Саркисян

(зам. отв. ред.), доктор медицинских наук профессорВ.П. Новоселов, профессор В.Э. Янковский, доцент А.И. Зорькин (секр. ред. кол.), доцент А.Б. Шадымов Диагностикум механизмов и морфологии переломов Д44 при тупой травме скелета. Т. 3.

Механизмы и морфология повреждений позвоночника / А.И. Коновалов, В.Н. Крюков, В.П. Новоселов и др. — Новосибирск:

Наука. Сибирское предприятие РАН, 1998. — 140 с. ISBN 5-02-031634-2.

В многотомном справочном руководстве подробно и наглядно представлены механизмы переломов всех отделов скелета, каждому из которых посвящен отдельный том, составленный

наиболее компетентными специалистами. На основе сочетания методов точных наук — математики, физики, материаловедения, строительной механики и сопротивления материалов — рассмотрены процессы возникновения и формирования переломов, даны схемы их механизмов, обобщены научно-практические положения, изложенные в многочисленных публикациях, докторских и кандидатских диссертациях.

Книга предназначена для практической деятельности судебно-меди-цинских экспертов, травматологов, хирургов, ренггснологов.

Табл. 2. Ил. 86. Библиогр.: 78 назв. ISBN 5-02-031634-2

' Составление В.Н. Крюков, А.И. Коновалов, В.П. Новоселов и др., 1998 Глава 1 Анатомо-биомеханические свойства позвоночника Анатомическая справка*

Атлант (1) — atlas (С^) — первый шейный позвонок, у него отсутствует тело (рис. 1, а). Латеральная масса атланта (2) — massa lateralis atlantis, расширенная боковая часть позвонка, на которой расположена суставная поверхность для сочленения с черепом. Верхняя суставная поверхность (3) — facies articularis superior. Нижняя суставная поверхность (4) — fades articularis inferior. Передняя дуга атланта (5) — arcus anterior atlantis. Ямка зуба (6) — fovea dentis,

суставная поверхность для сочленения с зубом осевого позвонка, расположенная на внутренней поверхности передней дуги атланта. Передний бугорок (7) — tuberculum anterius. Задняя дуга атланта (8) — arcus posterior atlantis. Борозда позвоночной артерии (9) — sulcus arteriae vertebralis,

*Рисунки и обозначения даны по X. Фенишу [1996].

расположена на задней дуге атланта позади боковой массы. Задний бугорок (10) — tuberculum posterius, рудимент остистого отростка.

Осевой позвонок — axis (Сд) (epistropheus) — второй шейный позвонок (рис. 1, б). Зуб (12) — dens, зубовидный отросток второго шейного позвонка. Верхушка зуба (13) — apex dentis, место прикрепления связки верхушки зуба. Передняя суставная поверхность (14) — facies articularis anterior. Задняя суставная поверхность (15) -— facies articularis posterior.

Позвоночный столб — columna vertebralis (рис. 2, a—д), образован из 31—32 позвонков: 7

шейных (vertebrae cervicales), 12 грудных (vertebrae thoracicae), 5 поясничных (vertebrae lumbales), 5 крестцовых (vertebrae sacrales), срастающихся в одну кость — крестец, 2—3

копчиковых позвонка (vertebrae coccygeae).

Позвоночный столб пронизан позвоночным каналом (2) — canalis vertebralis, образуется позвоночными отверстиями и содержит спинной мозг.

Все позвонки, кроме 1-го и 2-го шейных, имеют примерно одинаковое строение и включают:

тело позвонка (3) — corpus vertebrae, межпозвонковую поверхность (За) — facies intervertebralis, поверхность тела позвонка, обращенную к соседнему позвонку. Кольцевой апофиз (эпифиз) (ЗЬ) — apophysis anularis, костный выступ в виде кольца, расположенный на верхней и нижней поверхностях тела позвонка, является вторичным центром окостенения. Дуга позвонка

(4) — arcus vertebrae, ограничивает позвоночное отверстие сзади и с боков. Ножка дуги позвонка (5) — pediculus arcus vertebrae, часть дуги между телом и поперечным отростком. Пластинка дуги позвонка (б) — lamina arcus vertebrae, часть дуги между поперечным и остистым отростками. Нейроцентральное соединение (синхондроз) (6а) — junctio neurocentralis, находится между центрами окостенения в нейральных дужках и тела позвонка, выявляется у плодов и детей раннего возраста. Межпозвонковое отверстие (7) — foramen intervertebrale, ограничено верхней и нижней позвоночными вырезками, телом позвонка и межпозвонковым диском, содержит спинномозговой нерв и мелкие сосуды. Верхняя позвонковая вырезка (8) — icisura vertebralis superior, вырезка на верхнем крае ножки дуги позвонка. Нижняя позвонковая вырезка

(9) — incisura ver-tebralis inferior, вырезка на нижнем крае ножки дуги позвонка. Позвонковое отверстие (10) — foramen vertebrale, ограничено дугой и телом позвонка, отверстия всех позвонков составляют позвоночный канал. Остистый отросток (11) — processus spinosus, отходит назад от дуги по средней линии. У 2—4-го шейных позвонков конечная часть остистых отростков раздвоена. Поперечный отросток (12) — processus transversus, отходит от боковой части дуги с каждой стороны. Реберный отросток

(13)— processus costalis, поперечный отросток поясничного — аналог рудиментарного ребра.

Верхний суставной отросток

(14)— processus articularis superior, расположен на дуге позвонка и направлен вверх. Нижний суставной отросток (15) — processus articularis inferior, расположен на дуге позвонка и

направлен вниз.

ШЕЙНЫЕ ПОЗВОНКИ (16) - vertebrae cervicale. Крючок тела (17) — uncus corporis,

направленный вверх крючко-видный отросток, расположенный вдоль латерального края тел шейных позвонков; пролиферация костной ткани здесь может вызвать сдавление спинномозгового нерва. Отверстие поперечного отростка (18) — foramen transversarium, расположено в поперечных отростках шейных позвонков, содержит позвоночную артерию и вену. Передний бугорок (19) — tuberculum anterius, возвышение на поперечных отростках С-^— С^, направленное вперед, служит местом прикрепления мышц. Задний бугорок (20) — tuberculum posterius, возвышение на поперечных отростках С^—Су, направленное назад, служит местом прикрепления мышц. Сонный бугорок (21) — tuberculum caro-ticum, передний бугорок Cg (к нему можно прижать сонную артерию для остановки кровотечения). Борозда

спинномозгового нерва (22) — sulcus n. spinalis, расположена на поперечных отростках Сз—С7, в ней проходит спинномозговой нерв. Выступающий позвонок (23) — vertebra prominens, седьмой шейный позвонок, имеет самый длинный остистый отросток (в 70 % случаев), его легко прощупать у живого человека, чем пользуются для счета позвонков с диагностической целью.

ГРУДНЫЕ ПОЗВОНКИ (24) — vertebrae thoracicae. Верхняя реберная ямка (25) — fovea costalis superior, расположена на теле позвонка выше ножки дуги, служит для сочленения с

головкой ребра. Нижняя реберная ямка (26) — fovea costalis inferior, расположена на теле позвонка ниже ножки дуги, служит для сочленения с головкой ребра. Реберная ямка поперечного отростка (27) — fovea costalis processus transversi, суставная поверхность для сочленения с бугорком ребра, расположенная на поперечном отростке позвонка.

ПОЯСНИЧНЫЕ ПОЗВОНКИ (28) - vertebrae lumbales. Добавочный отросток (29) — processus accessorius, рудимент •поперечного отростка поясничных позвонков,; отходит от основания реберного отростка и направлен назад. Сосцевидный отросток (30) — processus mairiillaris, рудиментарный отросток поясничных позвонков, отходит от заднего края верхнего суставного отростка и направлен назад.

СОЕДИНЕНИЯ ПОЗВОНКОВ (рис. 3, а, б). Межпозвонковый симфиз — symphysis intervertebralis, соединение тел соседних позвонков. Межпозвонковый диск (10) — discus intervertebralis, фиброзно-хрящевое образование из кольцевидных соединительнотканных пластинок и студенистого ядра в центре между телами двух соседних позвонков. Фиброзное кольцо (11) — anulus fibrosus, образовано косоориен-тированными пучками фиброзных волокон, соединяющими тела соседних позвонков. Студенистое ядро (12) — nucleus pulposus, полужидкое вещество в центре межпозвонкового диска, может занимать до 50—60 % объема поперечника межпозвонкового диска. Желтые связки (13) — ligamenta flava, состоят из эластических волокон и соединяют дуги позвонков. Дугоотрост чатые суставы (14) — articulationes zygapophy-siales, формируются суставными отростками соседних позвонков. Межпоперечные связки (15) — ligg. intertransversaria, узкие тяжи между поперечными отростками позвонков. Межостистые связки (16) — ligg. interspinalia, широкие соединитель- нотканные тяжи между остистыми отростками. Надостистые связки (17) — ligg. supraspinalia, продольные фиброзные тяжи, соединяющие верхушки остистых отростков. Выйная связка (18)

— lig. nuchae, треугольной формы пластинка в верхних отделах шеи, продолжение надостистых связок. Передняя продольная связка (19) — lig. longitudinale anterius, соединяет передние поверхности тел позвонков; начинается от бугорка передней дуги атланта и заканчивается в верхней части тазовой поверхности крестца; препятствует чрезмерному разгибанию

Реберно-позвоночные суставы (10) — articulationes cos-tovertebrales. «

Сустав головки ребра (11) — articulatio capitis costae, сочленение между головкой ребра, телом позвонка и межпозвонковым диском. Лучистая связка головки ребра (12) — lig. capitis costae radiatum, направляется от передней поверхности головки ребра к телам близлежащих позвонков и межпозвонковому диску. Внутрисуставная связка головки ребра (13) — lig. capitis costae intraarticulare, соединяет гребень головки ребра с межпозвонковым диском.

Реберно -поперечный сустав (14) — articulatio costotrans-versaria, сочленение между бугорком ребра и поперечным отростком. Реберно-поперечная связка (15) — lig. costotrans-versarium, расположена между поперечным отростком и шейкой ребра. Верхняя реберно-поперечная связка (16) — lig. costotransversarium superius, направляется от ребра к поперечному отростку вышележащего позвонка. Латеральная реберно-поперечная связка (17) — lig. costotransversarium laterale, направляется от верхушки поперечного отростка к бугорку соответствующего ему ребра. Пояснично-реберная связка — lig. lumbocostale, верхняя часть пояснично-грудной фасции, при

крепляющаяся к 12-му ребру. Реберно-поперечное отверстие (19) — foramen costotransversarium, расположено между верхней реберно-поперечной связкой и шейкой ребра, содержит межреберный нерв.

Позвоночник, или позвоночный столб, имеет метамерное строение, состоит из отдельных костных сегментов — позвонков, последовательно накладывающихся один на другой и относящихся к коротким губчатым костям.

Позвоночник выполняет роль осевого скелета, который является опорой тела, защитой находящегося в его канале спинного мозга и участвует в движениях туловища и черепа. Соответственно этим функциям каждый позвонок имеет:

тело позвонка — опорную часть, расположенную спереди и утолщенную в вице короткого столбика; дугу, которая прикрепляется к телу сзади двумя ножками и замыкает позвонковое отверстие. Из

совокупности позвонковых отверстий образуется позвоночный канал, который защищает спинной мозг от внешних воздействий (защитная функция); отростки — для движения позвонков: по средней линии от дуги отходит назад остистый

отросток; по бокам с каждой стороны — поперечные; вверх и вниз — парные суставные отростки, которые ограничивают сзади парные вырезки, образующие соседними позвонками межпозвонковые отверстия для нервов и сосудов спинного мозга. Суставные отростки служат для образования межпозвонковых суставов, в которых совершаются движения позвонков.

Поперечные и остистый отростки — для прикрепления связок и мышц, приводящих в движение позвонки.

В разных отделах позвоночника части позвонков различаются по форме и величине, в зависимости от выполняемых функций. Так, опорная часть шейных позвонков (тело) развита мало, так как на них приходится наименьшая вертикальная нагрузка. По направлению вниз тела позвонков постепенно увеличиваются, достигая наибольших размеров в поясничном отделе. Крестцовые позвонки, несущие на себе тяжесть головы, туловища и конечностей и связывающие скелет этих частей тела с костями тазового пояса, а через них — с нижними конечностями, срастаются в единую крестцовую кость.

Дуга позвонка как защитная часть в местах утолщения спинного мозга (нижние шейные, верхние грудные и верхние поясничные позвонки) образует более широкое позвонковое отверстие.

Поперечные и остистые отростки более выражены в тех отделах, где к ним прикрепляются мощные мышечные группы — поясничный и грудной отделы. На крестце в связи с

исчезновением хвостовой мускулатуры эти отростки уменьшаются и образуют небольшие гребни.

Особенностью строения шейных позвонков, кроме меньших размеров их тел, является наличие в поперечных отростках отверстий. Они образуются вследствие сращения поперечных отростков с рудиментом ребра. Образованные этими отверстиями каналы защищают проходящие в них позвоночные артерии и вены.

Первый и второй шейные позвонки имеют особое строение, обусловленное их участием в подвижном сочленении с черепом.

У первого позвонка (атланта) тело практически отсутствует и представлено передней дугой, а тяжесть головы воспринимают боковые массы. Верхняя и нижняя их поверхности служат для сочленения с соседними костями: верхняя вогнутая — для сочленения с мыщелками затылочной кости, нижняя упло-щенная — с суставной поверхностью второго шейного позвонка. Величина позвонкового отверстия наибольшая, так как здесь помещаются зубовидный отросток и продолговатый мозг.

Второй шейный позвонок (аксис, осевой) получил свое название из-за наличия зубовидного отростка, служащего осью вращения головы.

Грудные позвонки входят в состав костного комплекса — грудной клетки. Поскольку грудные позвонки сочленяются с ребрами, в отличие от других, на теле каждого позвонка вблизи основания дужки имеются реберные ямки. Большинство ребер соединяются с двумя соседними позвонками, имеющими по две неполные реберные ямки (на верхнем и нижнем краях). Исключением является первый грудной позвонок, у которого на верхнем крае располагается полная суставная ямка для первого ребра, а на нижнем — полуямка для второго. Десятый позвонок имеет только верхнюю полуямку для Х ребра. На XI и XII позвонках располагаются по одной полной ямке для сочленения с соответствующими ребрами. Эти анатомические особенности дают возможность легко отличить их от других позвонков.

Другие отличительные свойства грудных позвонков следующие: суставные отростки расположены во фронтальной плоскости, а поперечные отростки направлены в стороны и назад.

На их передних отделах находятся небольшие суставные поверхности для сочленения с бугорками ребер, на двух последних позвонках эти поверхности отсутствуют. Остистые отростки длинные, значительно наклонены книзу и накладываются друг на друга в виде черепицы, особенно в среднем грудном отделе.

Поясничные позвонки имеют наиболее массивные тела, их остистые отростки направлены прямо назад, а суставные — располагаются в сагиттальной плоскости. Поперечные отростки в большей своей части представляют собой рудиментарные ребра, слившиеся с настоящими поперечными отростками.

Филогенетическое развитие человека и переход к прямо-хождению обусловили своеобразие в строении позвоночника, где представлены все виды соединений: синдесмозы (связки между поперечными и остистыми отростками), синэластозы (связки между дугами), синхондрозы и гемиартрозы (между телами позвонков), диартрозы (между суставными отростками).

Все соединения позвонков соответственно двум основным его частям разделяются на соединения между телами и дугами.

Соединения тел позвонков представляют собой симфиз, в состав которого входит межпозвонковый хрящ. Этот хрящ является волокнисто-хрящевой пластинкой, его периферическая часть состоит из соединительнотканных волокон, образующих крепкое фиброзное кольцо. В центральной части пластинки располагается студенистое ядро, представленное мягким волокнистым хрящом. Это ядро находится в сильно сдавленном состоянии и постоянно стремится к расширению, что является своеобразным амортизатором и гасит толчки вертикального нагружения.

Все позвонки соединены между собой еще двумя продольными связками, идущими спереди и сзади по средней линии.

Передняя продольная связка препятствует чрезмерному разгибанию позвоночника назад, а задняя ~ выполняет роль ее функционального антагониста.

Соединение дуг позвонков между собой осуществляется с помощью суставов и связок, располагающихся как между самими дугами, так и между их отростками. Междужковые связки состоят из эластических волокон желтого цвета и потому называются желтыми связками. В силу

своей эластичности они стремятся сблизить дужки и вместе с межпозвонковыми хрящами содействуют выпрямлению позвоночника и прямохождению. Межостистые связки располагаются между остистыми отростками. В шейной части позвоночника они значительно выходят за верхушки остистых отростков и образуют выйную связку, которая вместе с межостистыми и над-остистой связками ограничивает чрезмерное сгибание позвоночника и головы кпереди. Связки между поперечными отростками (межпоперечные) ограничивают боковые движения позвоночника в противоположную сторону. Межпозвонковые суставы, в которых совершаются движения позвонков, образованы суставными отростками и малоподвижны.

Соединения позвоночника с черепом представляют собой сочетания нескольких сочленений, допускающих движения вокруг трех осей, как в шаровидном суставе. Атлантозатылоч-ный

сустав образован двумя мыщелками затылочной кости и вогнутыми верхними суставными поверхностями атланта. Обе пары сочленовых поверхностей заключены в отдельные суставные сумки, но совершают движения одновременно, образуя единый комбинированный сустав. В атлантозатылочном суставе движения выполняются вокруг двух осей: фронтальной и сагиттальной. Вокруг фронтальной осуществляются киватель-ные движения (наклоны вперед и назад), вокруг сагитгальной — наклоны головы вправо и влево. Поскольку сагиттальная ось своим передним концом находится несколько выше, чем задним, боковой наклон головы одновременно сопровождается небольшим ее поворотом в противоположную сторону. Соединение между атлантом и осевым позвонком включает в себя три сустава. Два боковых

сустава образованы нижними суставными поверхностями атланта и соответствующими им верхними поверхностями осевого позвонка. Эти два сустава составляют комбинированное сочленение. Зубовидный отросток охватывается костно-фиброзным кольцом (передняя дуга атланта и поперечная связка), формируя цилиндрический вращательный сустав. Поперечная связка с отходящими от нее вверх и вниз фиброзными тяжами образует крестообразную связку, которая, являясь суставной поверхностью для зуба, направляет его движения и удерживает его от вывиха (защитная функция для спинного и продолговатого мозга). В атлантоаксиальном суставе осуществляется вращение головы вокруг вертикальной оси (повороты вправо и влево). Одновременно совершаются движения и в боковых суставах, между атлантом и осевым

позвонком.

Движения в соединениях черепа с первыми двумя шейными позвонками невелики, в обширных движениях головы принимает участие весь шейный отдел позвоночника.

Позвоночник как целое представляет собой вертикальный столб, имеющий изгибы в сагиттальной плоскости: в шейном и поясничном отделах он изогнут кпереди (лордоз), а в грудном и крестцовом — кзади (кифоз). Развитие этих изгибов генетически обусловлено, а их

формирование происходит в детском возрасте и связано с поддержанием равновесия при вертикальном положении как всего тела, так и отдельных его частей. Изогнутый таким образом позвоночник, благодаря своей эластичности, выдерживаег нагрузку тяжести головы, верхних конечностей и туловища. При увеличении нагрузки изгибы усиливаются, а при обратных условиях — становятся меньше. Изгибы смягчают толчки и сотрясения вдоль позвоночника,- возникающие при прыжках и даже при обычной ходьбе.

В старости вследствие уменьшения межпозвонковых дисков и самих тел позвонков, из-за потери эластичности постепенно уменьшаются лордозы, позвоночник сгибается кпереди с обра- зованием одного большого грудного изгиба (старческий горб).

Кроме указанных физиологических изгибов в грудном отделе позвоночника бывает заметен изгиб во фронтальной плоскости, чаще вправо — сколиоз. Этот изгиб является приобретенным Причина его развития полиэтиологична (пра-ворукость, леворукость и пр.).

При помощи межпозвонковых хрящей и связок позвоночник образует гибкий столб, в котором две эластичные системы противодействуют друг другу; хрящи мешают сблизить позвонки, а связки — их отдалить.

Сегментарное строение позвоночника обусловливает, суммируя мелкие движения между отдельными позвонками, довольно значительную его подвижность.

Наибольшую подвижность имеют шейный и верхний поясничный отделы позвоночника, наименьшую — грудной из-за его соединения с ребрами, а крестец совершенно неподвижен. В позвоночном столбе возможны следующие движения:

вокруг фронтальной оси — сгибание и разгибание; вокруг сагиттальной оси — наклоны вправо и влево;

вокруг вертикальной оси — вращение туловища вправо и влево.

Общая длина позвоночника до сакрального отдела составляет у мужчин в среднем 60 см, у женщин — 57 см, длина грудного отдела — соответственно 28 и 26 см; поясничного — 15—20 см, а шейного — от 11 до 17 см.

Физические и биомеханические свойства позвоночника

Наиболее типичным считается III поясничный позвонок. Боковые поверхности тела позвонка вогнуты, что дало основание для сравнения его с фигурой однополостного гиперболоида Однако наиболее точным подобием является геометрическая поверхность катеноида. Сужение тела позвонка — так называемая «талия» — расположено не в среднем отделе, а смещено к верхней части позвонка. Отношение нижней части к верхней составляет уже знакомые выражения типа 1.3—14/1 0 (см. «Диагностикум»..., т. 1, с. 8—12).

Исследования П.П Горобца [1971] и В.О. Плаксина [1976] показали, что костные балки губчатого вещества тел позвонков человека подходят к компактному веществу под углом от 60 до 80° и под таким же углом соединяются между собой. Это препятствует концентрации в

местах соединения критических напряжений В то же время на сагиттальных распилах четко выявляется разрежение губчатого вещества в виде своеобразного клина (вершиной обращенного к центру позвонка) в средней части переднего отдела (рис 6).

Специфическое расположение костных пластинок с образованием овоидных полостей во фронтальном и сагиттальном направлениях обеспечивает максимальную устойчивость при