Спинные мышцы человека: анатомия. Интересно и познавательно об анатомии спины

Мышечное напряжение. Мышечный спазм | Клиника Ринос

Для выполнения организмом человека работы его мышечная ткань в нормальном состоянии должна быть ровной и эластичной. В зависимости от его воли мышечная ткань может быть равнонапряженной или равнорасслабленной. Но мы постоянно встречаемся с ситуацией, когда в различных местах на теле человека могут появляться участки (или даже группы мышечных волокон и целые мышцы), в которых напряжение, независимо от желания этого человека, сохраняется и поддерживается. Подобные участки могут быть как большие, так и совсем маленькие, они могут осознаваться сознанием в качестве спазма, напряжения, а могут вообще им не замечаться.

Какой вред от мышечных напряжений и спазмов?

1. Первый ответ на этот вопрос лежит на поверхности: если мышца спазмирована, она пережимает кровеносные сосуды и нервные волокна. В результате питание и энергоинформационный обмен нарушается и в тканях самой мышцы, и в тех внутренних органах, к которым пережатыми сосудами и нервами осуществляется питание и иннервация. К примеру, в области шеи пережимается блуждающий нерв, по нему к поджелудочной железе не проходят импульсы, что вызывает нарушение иннервации органа с соответствующими ферментативными нарушениями желудочно-кишечного тракта.
2. Второй негативный результат: спазмированная мышца является мышцей сокращенной, на ее поддержание в напряженном состоянии требуется АТФ — определенные энергозатраты. То есть на поддержание мышцы в состоянии напряжения расходуется собственная энергия организма, а возникшее напряжение не только не приносит пользы, но еще и вредит организму (см. п.1). Учитывая, что области, в которых возникло мышечное напряжение, могут быть достаточно обширными, а напряжения поддерживаться постоянно (даже во сне), энергозатраты организма на нерациональную и вредную работу могут оказаться довольно существенными.

Существует и третье негативное последствие, о котором поговорим чуть позже.

Симптомы

Обычно при осмотре врача триггерные (болевые) зоны могут быть обнаружены в мышце, выпрямляющей спину или поднимающей лопатку, в трапециевидной мышце, а также в некоторых других. При мышечном напряжении пациент может ощущать:

• боль ноющего, свербящего, давящего характера
• усиление или уменьшение почти постоянной боли
• отражение боли в области плеча, глаза, головы
• невозможность совершения в полном объеме движений рукой или поворотов головы.

Причины возникновения

Основными причинами возникновения мышечных спазмов являются:

• остеохондроз, а также его проявления, выражающиеся в виде протрузий, грыж межпозвонковых дисков
• травмы и ушибы позвоночника, при которых в ответ на боль происходит напряжение мышцы и развивается триггерный синдром
• статическое мышечное напряжение длительного характера, которое может возникать при неправильной позе человека, сидящего за столом или работающего за компьютером, при ношении сумки на одном плече (когда одно плечо становится выше, чем другое)
• эмоциональные стрессы, вызывающие повышение мышечного тонуса.

Почему происходят мышечное напряжение и спазм?

Мышечные спазмы – болезненные конвульсивные мышечные сокращения, случающиеся непроизвольно непосредственно во время или сразу же после выполнения физических упражнений.

Причина появления спазмов зависит от различных причин и полностью пока не изучена. Однако есть некоторые общие причины, которые определяют природу происхождения мышечых напряжений.

Электролиты

В вероятном появлении мышечных спазмов ключевую роль играет состояние гидратации организма человека. В спортзале можно заметить людей, потребляющих витаминные напитки во время выполнения упражнений. Они делают это не просто так.

В витаминных напитках содержится оптимально сбалансированная концентрация натрия, калия и кальция. Эти микроэлементы благотворно влияют на функционирование мышц и нервов. Если баланс указанных электролитов нарушается (что возможно, когда человек сильно потеет), могут возникнуть проблемы.

То же самое может произойти, если во время выполнения физических упражнений начать пить много воды. Многие люди делают подход и сразу пьют воду, делают следующий подход и снова пьют. При этом они уверены, что таким образом помогают своему организму.

Всем известно, что человеческое тело на три четверти состоит из воды. При интенсивных нагрузках вместе с потом выделяется натрий, который ничего не заменяет. Когда человек пьет воду, он одну выделившуюся жидкость заменяет на другую, которая не является аналогичной – в ней отсутствует ключевой минеральный компонент. Это может быть причиной того, что функционирование мышц ухудшается.

Кроме того, при занятиях в очень жаркой комнате этот процесс осложняется: человек не только больше потеет, но также и жара негативно влияет на мышцы. В результате появляется слабость и усталость.

Уровень кальция

Еще одна причина появления блоков – низкий уровень в организме кальция. Если концентрация кальция снижается, количество внутриклеточной жидкости, которая окружает мышцы и нервы, уменьшается. В результате нервные окончания подвергаются излишнему раздражению, а это, в свою очередь, приводит к появлению спазмов.

Мышечная усталость

После напряжения мышц наступает период релаксации, продолжающийся дольше, чем само сжатие. Но этот процесс расслабления основывается на сенсорной обратной связи, возникающей между спинным мозгом и мышцами и объединяющей сухожилия и нервно-мышечные веретена.

Если мышцы устали, они сужаются. Это увеличивает нагрузку на нервно-мышечные веретена и уменьшает на сухожилия. Если это случится одновременно, нарушается процесс правильного сжатия/расслабления мышц, что и приводит к спазму.

Большое количество углеводов

Если человек придерживается низкоуглеводной диеты, то это может отражаться на состоянии мышечной системы. Поэтому необходимо помнить, что такой рацион питания может привести к мышечному спазму и избегать перенапряжения.

Откуда берутся мышечные спазмы?

Рассмотрим такой пример: при остеохондрозе образуются наросты костной ткани (имеющие острые края) по краям межпозвонковых дисков, так называемые остеофиты. Эти наросты при неловких поворотах или резких движениях могут легко травмировать окружающие ткани и нервы. В результате возникновения боли для защиты травмированного места из мозга поступает команда напрячь окружающие мышцы.

Чем боль сильнее, тем больше мышечное напряжение. Вместе с тем, чем сильнее мышечное напряжение, чем больнее. Возникает триггерный синдром.

Из этого следует два вывода:

• чтобы смещенный позвонок поставить на место, необходимо предварительно расслабить окружающие мышцы
• мышечный спазм является реакцией на боль.

Еще один пример: произошел перелом, в ответ на боль напряглись окружающие мышцы. Кость впоследствии срослась, но на месте перелома мышечный спазм остался на всю жизнь. Он пережимает сосуды и нервы, тем самым ограничивая подвижность.

Таким образом, к первой причине образования мышечных спазмов можно отнести всевозможные травмы, при которых в ответ на боль напрягаются мышцы и происходит развитие триггерного синдрома. По этой причине образование спазмов может возникать с самого рождения из-за родовых травм. Вообще роды являются очень большим стрессом как для организма ребенка, так и для организма матери. Они могут быть очень травматичными. Спазмы шейных мышц (в особенности подзатылочных), нарушающие питание головного мозга, у большинства людей очень часто возникают и сохраняются на всю жизнь именно в результате родовых травм.

Второй причиной образования мышечных спазмов является продолжительное статическое мышечное напряжение, которое может возникнуть при неправильной посадке школьника за партой, человека за компьютером, а также при ношении сумки на одном и том же плече (в этом случае одно плечо становится выше другого). Если такое напряжение будет поддерживаться длительное время, возникает явление торможения, напряженное состояние для клеток становится привычным. Если специально напряженную область не расслаблять и не мобилизировать, в ней постоянно будет сохраняться напряжение.

Третьей причиной возникновения мышечных спазмов могут быть эмоциональные стрессы. Для преодоления стрессовой ситуации в момент ее возникновения организмом мобилизуются все внутренние ресурсы: повышается мышечный тонус, ускоряется сердечный ритм, определенные гормоны выбрасываются в кровь, пищеварение замедляется.

Эта реакция требуется для выживания организма – обеспечения в угрожающих условиях соответствующей реакции. После преодоления угрозы организм возвращается к нормальному функционированию и расслабляется. Но при определенных обстоятельствах не происходит возврат к нормальному состоянию. Это приводит к тому, что человек как будто все время находится в состоянии стресса, для него становятся хроническими мышечные напряжения, которые характерны для стрессовой ситуации. Вместе с тем, наличие при хроническим стрессе мышечного тонуса – далеко не единственное его негативное последствие. Кроме того развиваются нарушения сердечнососудистой, пищеварительной систем (вплоть до возникновения серьезных заболеваний), человек становится раздражительным, уменьшается его работоспособность.

В каком случае необходимо обращаться к врачу?

1. Если мышцы малоподвижные и ощущается боль в течение первых трех дней.
2. Если в области спины или шеи мышечные спазмы сопровождаются онемением, покалыванием или слабостью, необходимо немедленно обращаться к врачу.

Как избежать рецидивов блоков, мышечных напряжений и спазмов.

Наилучшим способом предотвращения повторного спазма является поддержание мышц сильными, гибкими и адекватно подготовленными. Перед началом занятий активными физическими упражнениями не забывайте о растяжках, выполняйте упражнения для укрепления мышц. Заядлым спортсменам обязательно необходимо консультироваться с тренером, который сможет откорректировать те механизмы движений, которые необходимы для этого вида спорта.

Факты и симптомы спинномозговой грыжи

Грыжа межпозвоночного диска или спинномозговая грыжа относится к проблеме, которая происходит с одним из резиновых дисков, которые сидят между позвонками костей человека, ответственных за укладку и формирование позвоночника. Как мы знаем, спинномозговой диск имеет мягкий заключенный центр, который иногда называют скользящим диском или разорванным диском. Грыжа межпозвоночного диска возникает, когда ядро выталкивается из разрыва в кольцевое пространство, с помощью физической терапии, упражнений, растяжки и консервативных методов, таких как нагрев и обледенение.

 

Что такое грыжа позвоночника?

Спинномозговая грыжа-это повреждение соединительной ткани между позвонками и обычно вызывает чрезмерное напряжение и травму спинного мозга. Это приводит к боли в спине, ощущению боли в различных частях тела человека. Проблема грыжи позвоночника связана с возрастом и старением человека. Окончательный диагноз грыжи позвоночника-это МРТ, а лечение варьируется от приема обезболивающих и доходит до операции. Лучшая защита от грыжи позвоночника-это поддержание правильной осанки и силы ядра, а также осознание ее механизма.

Симптомы спинномозговой грыжи

Признаки и симптомы грыжи позвоночника могут варьироваться в зависимости от локализации грыжи и типа ткани. Симптомы включают такие изменения, как онемение, покалывание, парестезии и изменения, такие как мышечные. Когда грыжа межпозвоночного диска находится в поясничной области, человек может испытывать ишиас из-за раздражения одного или нескольких нервных корешков седалищного нерва. Боль при грыже позвоночника не похожа на пульсирующую боль или боль, которая приходит и уходит. Проблема обычно продолжается и иногда продолжается в определенных частях и положениях тела. Спинномозговая грыжа в поясничном отделе позвоночника может вызывать нервную боль, которая иррадиирует в нижние конечности или паховые области и иногда может быть связана с недержанием кишечника и мочевого пузыря. Симптомы обычно проявляются на одной стороне тела. В случае, если грыжа большая и давит на нервы с обеих сторон, будут затронуты обе стороны тела. Основная жалоба пациентов, как правило, была резкой, режущей болью, и в некоторых случаях может быть история локализованной боли. Следует отметить, что качество боли может быть тупым, ноющим и даже сложным для локализации.

Другими симптомами могут быть боль в руках и ногах, онемение, покалывание и слабость, заставляющие человека спотыкаться.

Причины

Внутреннее давление выравнивается на части дисков, когда позвоночник находится на прямой модели, например, лежа или стоя. Внутреннее давление диска может двигаться, когда человек сидит или наклоняется, чтобы поднять что-то от 17 фунтов на квадратный дюйм до 300 фунтов на квадратный дюйм. Грыжа позвоночника или диска может быть результатом общего износа, такого как сидение, вождение, приседание и даже вторичный образ жизни. Кроме того, грыжа позвоночника может возникнуть в результате подъема тяжелых грузов. Спортсмены, особенно те, кто играет в контактные игры, такие как регби, американский футбол, Хоккей на льду и борьба, более склонны к грыже позвоночника. Грыжа позвоночника может возникнуть в спине, особенно в нижней части спины, и может произойти в позвонках шеи человека. Когда человек стареет, спинной диск теряет часть содержания воды, и это уменьшение делает диски менее эластичными.

Риски

Процесс старения и общего износа позвоночника может увеличить шансы развития грыжи позвоночника. Грыжа позвоночника может быть вызвана повторяющейся деятельностью и травмой спинного мозга. Люди, которые имеют физически тяжелую работу, имеют значительный риск возникновения болей в спине и проблем. Повторяющиеся подъемы, подтягивания и сгибания могут увеличить риск грыжи межпозвоночного диска, и у некоторых людей такие проблемы связаны с их генетикой.

Диагноз

Грыжа позвоночника может быть диагностирована с помощью соответствующих диагностических тестов. Человек может иметь спинномозговую грыжу, но не испытывать боли вообще. Вот некоторые тесты, которые могут помочь в диагностике грыжи межпозвоночного диска:

Рентген: этот тест использует небольшие дозы радиации для получения изображений тела. Рентген спины делается для того, чтобы понять и определить причину боли в спине или шее у человека.

МРТ или компьютерная томография: МРТ или магнитно-резонансная томография и компьютерная томография могут показать более подробные изображения и помочь врачу найти боль в спине.

Миелограмма: это инъекция красителя, введенного в спинномозговой канал пациента перед прохождением теста компьютерной томографии. Миелограмма помогает точно определить фактический размер грыжи вместе с своим местоположением.

ЭМГ: Электромиелограмма-это процесс, включающий в себя размещение маленьких игл в различных мышцах и измерение электрической активности. Этот тест может помочь определить, какой нервный корешок или, лучше сказать, корешки поражены спинномозговой грыжей.

Лечение спинномозговой грыжи

Грыжа межпозвоночного диска или спинномозговая грыжа в основном решается самостоятельно с помощью консервативных методов лечения, которые включают отдых, противовоспалительные препараты и физиотерапию. Для некоторых людей применение пакетов со льдом или влажного тепла на пораженном участке давало облегчение от боли и мышечного спазма в спине. В тех случаях, когда консервативное лечение не соответствует проблеме, то рекомендуются инъекции или операции. Лекарства, такие как нестероидные противовоспалительные препараты, могут облегчить боль и скованность и обеспечить подвижность человека. Операция на позвоночнике может потребоваться тем, кто не реагирует на нехирургическое лечение, и симптомы постепенно ухудшаются. Наиболее распространенный хирургический вариант включает микродискэктомию, ламинэктомию и фораминотомию. Инъекции в позвоночник-это инъекция препарата типа кортизона в нижнюю часть спины, который может уменьшить отек нервных корешков и обеспечить подвижность. Такие инъекции называются эпидуральными, а также нервными блоками.

Осложнения

Спинной мозг заканчивается выше талии, и расширенная группа нервов продолжается через спинномозговой канал. Спинномозговая грыжа редко может сдавливать весь позвоночный канал. Экстренная хирургия редко требуется, чтобы избежать постоянной слабости или паралича человека. Медицинская помощь должна быть оказана, если вы столкнулись с такими проблемами, как ухудшение симптомов, таких как боль, онемение и слабость, потеря контроля над кишечником и мочевым пузырем. Седловая анестезия-это своего рода прогрессирующая потеря чувствительности, которая влияет на области, которые касаются седла, такие как внутренняя поверхность бедер, задняя часть ног и область вокруг прямой кишки человека.

Профилактика

Профилактика не всегда возможна, но есть несколько шагов, которые человек может предпринять, чтобы уменьшить риск получения спинномозговой грыжи или грыжи межпозвоночного диска.

• Во время подъема следует использовать правильные техники. Талия не должна быть открыта, а вместо этого колени должны быть открыты, пока спина прямая,и мышцы ног должны использоваться для подъема.
• Лишний вес добавляет давления на поясницу, поэтому лучше поддерживать здоровый вес.
• Следует практиковать хорошую осанку при ходьбе, сидении, стоянии и сне.
• Сядьте, поставив ноги на пол, и спите на твердом матрасе, а не на животе.
• Следует избегать обуви на высоком каблуке.
• Бросьте курить.
• Ешьте здоровую и сбалансированную пищу ежедневно.
• Чтобы мышцы спины и ног оставались здоровыми, вы должны ежедневно заниматься физическими упражнениями. Такие упражнения, как аэробика, — хорошая идея.
• Если вы сидите в течение длительного времени, то потянитесь.

Как уже говорилось выше, мы читали о грыже межпозвоночного диска и грыже позвоночника. Профилактика была удобной, и человек должен быть добросовестным, когда речь заходит о спинном мозге и диске, поскольку любая серьезная проблема или травма может привести к тому, что человек будет парализован на всю оставшуюся жизнь.

Операция по удалению грыжи позвоночника проводится в конце, когда все нехирургические методы лечения не могут облегчить боль человека, и пациент все еще жалуется на боль в спине. Если есть боль в спине, и вы беспокоитесь об этом, обратитесь к врачу и пройдите такие тесты, как МРТ и рентген, чтобы увидеть реальную проблему, вызывающую боль в спине. Лучшим упражнением для человека, страдающего грыжей межпозвоночного диска, может быть йога, которая улучшает гибкость и предлагает облегчение боли в ноге или пояснице. Грыжа межпозвоночного диска может вылечиться в течение нескольких дней и полностью рассосаться через 5-7 недель. Имейте в виду, что во время сеанса восстановления убедитесь, что у вас правильная поза, независимо от того, спите вы, стоите или сидите.

Межпозвоночная грыжа — лечение и симптомы, диагностика грыжи межпозвоночного диска в Москве, Клинический Госпиталь на Яузе

03.11.2021

Статья проверена мануальным терапевтом, неврологом, рефлексотерапевтом, вертебрологом Гудель Р.С., носит общий информационный характер, не заменяет консультацию специалиста.
Для рекомендаций по диагностике и лечению необходима консультация врача.

В последнее время грыжа межпозвоночного диска стала достаточно распространенным заболеванием, которое может серьезно повлиять на жизнеспособность человека. Очень часто болезнь сопровождается защемлением нерва, связывающего один из внутренних органов с позвоночником, что приводит к нарушению его функций. Лечение межпозвоночной грыжи следует доверить узкоспециализированному специалисту из области неврологии.

Симптомы межпозвоночной грыжи

Симптоматика заболевания позвоночника имеет достаточно яркие проявления. Грыжа приводит к истончению межпозвонковых дисков, что вызывает характерное трение позвонков между собой. Такие изменения причиняют человеку нестерпимую боль.

Образовавшаяся грыжа начинает давить на нервные окончания, приводя к спазмам и онемению частей тела. Симптомы, как правило, меняются в зависимости от зоны локализации образования:

• грудной отдел – затруднение дыхания, появление болей в области сердца;
• шейный отдел – головные боли, головокружения, онемение верхних конечностей, перепады артериального давления;
• пояснично-крестцовый отдел – поясничные боли, онемение паховой области и пальцев нижних конечностей.

Записаться к неврологу

«Сама по себе грыжа «не рассасывается». Лечиться нужно обязательно. Если терапия проходит под наблюдением опытного врача в специализированном центре, то болевой синдром быстро убирается, и прекращаются дегенеративно-дистрофические изменения. На начальных стадиях заболевания для полного излечения понадобится 1-2 года.
Мы делаем все возможное, чтобы пациенты справились с болезнью без операции. Но если боли не утихают на протяжении нескольких дней, тогда без хирургического вмешательства не обойтись».

Акопджанов Георгий Левонович,
нейрохирург, врач высшей квалификационной категории

Причины заболевания

При изменениях положения тела межпозвоночные диски сжимаются и выталкивают кольцо наружу. Если диски находятся в здоровом состоянии, структурные изменения не наблюдаются. При развитии межпозвоночной грыжи происходит смещение пульпозного ядра диска и растяжение фиброзного кольца (протрузия).

Это первая стадия развития межпозвоночной грыжи. Если вовремя не показаться врачу, дальнейшие нагрузки приводят к разрыву фиброзного кольца и выпадению ядра. После этого заболевание вступает в свою разрушающую фазу. Начинаются сильные боли, иногда наблюдаются неврологические осложнения в области конечностей, возможен паралич.

Причины, влияющие на развитие патологии:

• характерные травмы спины;
• лишние килограммы;
• остеохондроз;
• неудачное резкое движение;
• чрезмерные нагрузки на позвоночник;
• болезни, связанные с разрушением костной или хрящевой ткани;
• искривленный позвоночник.

Существуют определенные группы людей, у которых удваивается риск развития межпозвоночной грыжи любой части позвоночника, в частности, крестцового отдела. Это возрастная категория от 25 до 50 лет, водители дальнобойщики, которые вынуждены проводить за рулем большое количество времени, работники офисов, при длительной работе за компьютером.

Давление на диски позвоночника в сидячем положении гораздо сильнее, чем при ходьбе. При ограниченной подвижности затрудняется кровообращение мышечной системы, а это приводит к потере запасов жидкости в ядре.

Записаться на консультацию

Постановка диагноза

Диагностика межпозвоночной грыжи имеет ведущее значение для выбора схемы лечения и проводится с помощью следующих методов:

• МРТ позвоночника. «Золотой стандарт» для выявления патологических изменений мышц, связок и нервных структур.
• КТ позвоночника. Позволяет оценивать состояние костей и мягких тканей.

УЗИ при межпозвоночных грыжах не является основным способом диагностики болезней позвоночника. Рентген назначается только для определения травматического или нетравматического характера имеющихся нарушений.

Лечение в Клиническом госпитале на Яузе

Грыжа межпозвоночного отдела лечится, как правило, хирургически. На начальных этапах прогрессирования заболевания используется консервативная (безоперационная) терапия. Медикаментозное лечение может продлиться несколько месяцев, но весь курс дает неплохие результаты. Своевременное принятие мер исключит необратимое разрушение структуры позвоночника и позволит избежать осложнений (недержание мочи и стула, расстройство чувствительности участков тела, паралич).

Лечение межпозвоночной грыжи с помощью медикаментозной терапии предполагает применение нестероидных противовоспалительных препаратов. Обязательно при лечении должны назначаться миорелаксанты, хондропротекторы и ряд витаминов. При резком обострении процесса патологии, для которого характерны острые боли, врач прописывает блокады (гормональные средства противовоспалительного и анальгезирующего характера).

В совокупности с медикаментозным курсом могут быть назначены физиотерапевтические процедуры, массаж, иглорефлексотерапия и лечебная физкультура. Лечение ультразвуком и электрическими импульсами дает возможность снять болевой синдром и улучшает процессы восстановления тканей.

Операция по удалению межпозвоночной грыжи хирургическим способом – это радикальный подход для устранения причин болевого синдрома и неврологических отклонений. Основные способы хирургического вмешательства: вертебропластика, эндоскопия, чрескожная дискэктомия, лазерная вапоризация.

Хирургическое лечение межпозвоночной грыжи проводится при наличии следующих показаний:

• некупируемый болевой синдром;
• нарастание неврологического дефицита;
• нарушение функций органов малого таза;
• онемение участков тела, снижение потенции.

Стоимость лечения межпозвоночной грыжи в Москве в Клиническом госпитале на Яузе зависит от степени прогрессирования заболевания, наличия/отсутствия осложнений. Уточняйте цены по телефону, указанному на сайте.

Записаться на приём

Меры профилактики

Межпозвоночная грыжа – результат неправильных нагрузок на позвоночник. Условия нормального функционирования позвоночника – это сохранение его подвижности и силы окружающих его мышц (мышечного корсета).

Для сохранения спины здоровой, пациентам рекомендуется:

1. Совершать ежедневные прогулки в удобной обуви.
2. Делать регулярно гимнастику для укрепления спинных мышц.
3. Правильно и сбалансировано питаться, чтобы сохранить оптимальный вес.
4. Спать на правильном ортопедическом матрасе (средняя, высокая степень жесткости).
5. Соблюдать оптимальный режим труда и отдыха.

Источники

1. https://cyberleninka.ru/article/n/gryzha-diska-pozvonochnika-diagnostika-i-lechenie/viewer
2. http://www.neurosklif.ru/diseases/spine/disc-herniation

Литература:

4. Парфенов В. А. Нервные болезни. Общая неврология: учеб. для студентов // Первый Московский гос. мед. ун-т им. И. М. Сеченова. 2014.

5. Яхно Н.Н., Штульмана Д.Р., Мельничука П.В.Заболевания нервной системы. Руководство для врачей // Москва. 2003.

Инъекционная терапия при подострой и хронической боли в спине

Инъекционная терапия является одним из многих доступных методов лечения для пациентов с подострой (более шести недель) и хронической (более 12 недель) болью в пояснице. Могут отличаться участки, куда делать уколы, препарат и причина, по которой делается укол.

Инъекции можно делать в различные части позвоночника (пространство между позвонками, вокруг нервных корешков, или в диск), связок, мышц или триггерных зон (точек в мышцах, при нажатии на которые человек будет чувствовать боль). Применяются препараты, снижающие припухлость (кортикостероиды, нестероидные противовоспалительные (НПВС)) и боль (морфин, анестетики). Инъекционная терапия может применяться у людей с болью в пояснице при боли и других симптомах со стороны ног (или же при отсутствии этих симптомов).

Поиск проводился среди электронных медицинских баз данных вплоть до марта 2007 года. В результате поиска было найдено 18 рандомизированных контролируемых исследований (РКИ, 1179 участников), в которых инъекции различных препаратов сравнивались с плацебо или другими препаратами. Инъекции производились в эпидуральное пространство (между позвонками и снаружи оболочек спинного мозга), фасеточные суставы (суставы двух позвонков) или чувствительные места в связках или мышцах.

Исходя из того, как проводились исследования и сообщались их результаты, авторы обзора оценили риск смещения (систематической ошибки) в десяти РКИ из 18 как низкий. Они не смогли статистически объединить результаты, поскольку места инъекций, применяемые препараты и результаты были слишком разнообразны. Лишь в пяти исследованиях из 18 сообщалось о значимых результатах в пользу одной из групп лечения. Авторы обзора посчитали, что возможная польза лечения перевешивала потенциальный вред лишь в двух исследованиях.
В девяти исследованиях из 18 сообщалось о возникновении у небольшого числа пациентов таких побочных эффектов, как головная боль, головокружение, преходящая местная боль, покалывание, онемение и тошнота. Использование морфина чаще ассоциировалось с зудом, тошнотой и рвотой. Редкие, но более серьезные осложнения инъекционной терапии, такие как синдром конского хвоста, септический артрит фасеточного сустава, дисцит, параплегия, параспинальные абсцессы, были упомянуты в литературе. Хотя абсолютная частота встречаемости этих осложнений и является низкой, они должны быть приняты во внимание.

Основываясь на этих результатах, авторы обзора пришли к выводу, что нет никаких убедительных доказательств в пользу или против любого типа инъекционной терапии для пациентов с подострой или хронической болью в пояснице.

К мышцам туловища относятся какие мышцы? Мышцы туловища человека

Для осуществления всевозможных движений в организме человека существуют мышцы, разделяющиеся на три основных вида. Это: скелетные, сердечные и гладкие. Каждая имеет собственное назначение и различное строение.

Назначение мышц в теле человека

Самым первым и главным назначением их в организме является поддержка костей и внутренних органов. Мышцы полностью покрывают тело человека и несут в себе главную цель – поддержку и обеспечение двигательных функций. Каждое движение нашего тела обеспечивает мышечная ткань, и это не только движение рук и ног, но моргание, глотание, переработка и движение пищи, работа сердца. Без мышечной ткани организм человека не способен функционировать.

Строение мышечного корсета

Все мышцы человека можно разделить на группы, по их назначению и расположению.

Мышцы (таблица)

Группы	Мышцы
Крепление верхних конечностей	Трапециевидная Поднимающая лопатку Малая ромбовидная Подключичная Передняя зубчатая Малая грудная Большая грудная Широчайшая Большая ромбовидная
Поддержка позвоночника	Поясничная подвздошно-реберная Шейная подвздошно-реберная Длиннейшая шейная Грудная остистая Ременная Грудная подвздошно-реберная Длиннейшая грудная Длиннейшая головная Остистая шейная Ременная шейная
Поперечно-оститстые	Полуостистая грудная Полуостистая главная Полуостистая шейная Вращательные Многораздельные
Межпоперечные	Межпоперечные передние Межпоперечные задние Межпоперечные латеральные Межпоперечные медеальные
Позадипозвоночные подзатылочные	Большая задняя прямая головная Верхняя косая головная
Грудные	Межреберные наружные Межреберные внутренние Подреберные Поперечные грудные Диафрагма Поднимающие ребра Верхняя задняя зубчатая Нижняя задняя зубчатая
Передняя брюшная стенка	Наружная косая Внутренняя косая Поперечная Прямая
Задняя брюшная стенка	Квадратная поясничная Большая поясничная Подвздошная

Значительно легче рассматривать их более крупными группами, например, разделив их на три основные. Итак, к мышцам туловища относятся:

• спинные;
• грудные;
• брюшные.

К мышцам туловища относятся спинные поверхностные и глубокие.

Поверхностные мышцы спины

Поверхностные мышцы представлены такими:

• Трапециевидная мышца, крепящаяся ко всем позвонкам грудного отдела и вторым своим концом к ключичной кости и лопаточной ости и отвечает за сгибание головы. Она ответственна за движение лопатки. Верхняя часть поднимает, а нижняя опускает. При отведении рук назад средняя часть мышцы сводит лопатки ближе к позвоночнику. Также прикрепляется к основанию черепа и шеи.
• Широчайшая мышца спины следом за трапециевидной прикрепляется ко всем остальным отделам позвоночника нижней части и к позвонкам передней грудной клетки, таким образом охватывая полным оборотом все туловище. Она является не только корсетом для тела человека, но и притягивает плечи и руки назад, одновременно разворачивая их вовнутрь. Она одна из числа тех, которые относятся к группе «большие мышцы», так как является одной из наиболее крупных во всем организме.
• Ромбовидные мышцы, как большие, так и малые, залегают под трапециевидной и прикрепляются своими пучками к нижним шейным и захватывают 4 позвонка грудного отдела, а другим концом прикрепляются к кости лопатки и отвечают за ее приближение к центру.

• Мышца, поднимающая лопатку, находится чуть выше, над ромбовидными на задней части шеи. Одним своим концом крепится к двум шейным и двум грудным позвонкам, а второй своей частью фиксируется на верхнем ребре. Это хороший держатель для шеи, поднимающий при этом лопатку вверх.
• Нижняя и верхняя задние зубчатые мышцы. Нижняя располагается косо на спине и начинается в поясничном отделе, крепясь к первым четырем нижним ребрам. Отвечает за опускание ребер. Верхняя находится под ромбовидными и прикрепляется к верхним ребрам, начиная со 2-го по 5-е, другим своим концом держится за шейные позвонки. Отвечает за поднятие ребер.

Глубокие мышцы спины

К мышцам туловища относятся также и латеральные с медиальными, которые расположены по обе стороны от позвоночого столба, тянутся от крестца и до затылка. Латеральные ответственны за выпрямление спины и являются поверхностными. Медиальные мышцы располагаются в самом низу относительно других и состоят из групп небольших мышечных пучков, перекинутых через позвоночник. А также к таким мышцам относятся ременные мышцы головы и шеи, участвующие во всех движениях и являющиеся своеобразным корсетом.

Грудные мышцы

Мышцы грудного отдела можно подразделить на две группы, к которым относятся верхние мышцы конечностей и плечевого пояса:

• Большая грудная мышца – самая верхняя, имеющая треугольную форму и начинающаяся от ключичной кости возле плеча, присоединяющаяся к грудине от 2-го до 7-го ребра. Большая грудная мышца ответственна за движение руки вперед и внутрь, также участвует в поднимании ребер на вдохе.
• Малая грудная мышца расположена несколько глубже и крепится одним концом к лопатке, а другим к ребрам, от 2-го до 5-го. Участвует в ее движении вперед и вниз и, так же как и большая, является поднимателем ребер на вдохе.
• Еще один представитель малых мышц – это подключичная. Она натянута между ключицей и верхним правым ребром. Натягивает ее по направлению вниз, таким образом фиксируя и удерживая.
• Передняя зубчатая мышца обхватывает боковую поверхность грудной клетки. Одним своим концом прикрепляется к 9-му ребру, а вторым — к нижнему углу края лопатки. Притягивает ее вперед, вращает. Это необходимо для движения руки выше горизонтального положения. Также, в совместной работе с ромбовидной мышцей, прижимает лопатку плотно к туловищу.

Мышцы дыхания

К мышцам туловища относятся также участвующие в дыхании. Наружные и внутренние межреберные мышцы расположены в промежутке между ребрами и являются главными участниками при вдохе и выдохе.

Диафрагма – наиболее необычно расположенная плоская мышца, которая имеет куполообразный вид. Она направлена выпуклой частью вверх. По своему действию является поршневым насосом, для осуществления функции дыхания. Именно эта мышца сжимает и разжимает легкие, заставляя их наполняться воздухом и освобождая от него. Диафрагма прикрепляется по всему периметру грудной клетки. Она натянута на ребра, позвоночник, нижнюю часть грудной клетки.

Мышцы живота

Они представлены пятью основными, включая мышцы пресса.

• Наружная косая мышца крепится к нижним восьми ребрам, а сзади к гребню подвздошной кости, таким образом, располагаясь под большой грудной и до уровня, где начинают крепиться мышцы конечностей, такие как бедренные, квадрицепс и другие.
• Внутренняя косая мышца располагается под наружной, начинаясь от нижнего ребра, прикрепляясь к пояснично-грудной фасции и паховым связкам, а сзади — к нижним ребрам. Косые мышцы служат корсетом для внутренних органов брюшной полости и участвуют в сгибании, разгибании и наклонах, а также поворотах туловища.
• Поперечная мышца располагается ниже косых и прикреплена к нижним ребрам, начиная от 6-го, а далее к пояснично-грудной фасции, гребню подвздошной кости и к паховой связке.
• Прямая мышца живота лежит снаружи и состоит из 8 мышечных пучков, переходящих друг в друга. Начинаются они на грудине и нисходят от 5-х ребер к самой лонной кости. Второе их название – мышцы пресса. Прямая мышца является основной при сгибании и разгибание туловища в направлении вперед.
• Квадратная мышца поясницы начинается от гребня подвздошной кости и крепится к поясничному отделу позвоночника, образуя при этом заднюю брюшную стенку. Удерживает мышечный корсет брюшной полости. Участвует в разгибании туловища назад, а также в сгибании вперед.

Движение мышц наполняет организм жизнью. Чтобы человек ни делал, все его движения, даже те, на которые мы порой не обращаем внимания, заключены в деятельности мышечной ткани. Это активная часть опорно-двигательного аппарата, обеспечивающая функционирование отдельных его органов.

Как исправить мышечный дисбаланс — Лайфхакер

Что такое мышечный дисбаланс

Практически все скелетные мышцы в нашем теле парные и расположены симметрично — справа и слева. Мышечный дисбаланс — это нарушение симметрии, несоответствие размеров и силы парных мышц либо мышечных групп.

В одних случаях дисбаланс можно заметить, например, когда одна рука или грудная мышца заметно больше другой, в других разница не настолько очевидна, но чувствуется во время тренировок.

Например, если одна рука сильнее другой, во время жима лёжа гриф штанги может наклоняться в одну сторону, поскольку сильная рука будет быстрее выжимать его наверх.

Также дисбаланс может возникнуть между главными мышечными группами, например спиной и грудью, трицепсом и бицепсом, верхней частью ног и мышцами голени.

Это не только плохо выглядит и снижает спортивные показатели, но и может привести к травме. Например, если у атлета перекачана грудь и плохо развиты мышцы спины, это увеличивает риск травмировать плечи.

Кроме того, мышечный дисбаланс ведёт к плохой осанке. Например, слабые мышцы-разгибатели спины и жёсткие сжатые мышцы пресса характерны для сутулой осанки, а жёсткие мышцы-сгибатели бедра могут вызвать чрезмерный прогиб в пояснице.

Что вызывает мышечный дисбаланс

Не бывает идеально симметричного тела. Генетика влияет на силу мышц и их предрасположенность к гипертрофии, однако основную роль в возникновении дисбаланса играют другие факторы.

Плохо составленная программа или её отсутствие

Мужчины часто предпочитают качать грудь, плечи и руки, забывая при этом о спине и ногах. Женщины всё внимание уделяют ногам и ягодицам, боясь делать упражнения на руки и плечи, чтобы «не стать качком».

В результате и те, и другие получают мышечный дисбаланс и асимметричное тело, которому далеко до идеала.

Невнимание к технике

Если во время упражнения не следить за правильной техникой, нагрузка может сместиться на одну сторону.

Допустим, у вас больше развиты мышцы спины с правой стороны. Когда вы делаете тягу гантели в наклоне с правой руки, мышцы спины выдерживают нагрузку, вы соблюдаете правильную технику. С левой стороны слабые мышцы спины быстро сдают, нагрузка переходит на плечи.

Если не обращать на это внимание, мышцы с правой стороны будут становиться всё сильнее, появится заметный мышечный дисбаланс и риск травмировать плечо.

Недостаточная мобильность суставов

Многие люди проводят весь день за рабочим столом, сохраняя неправильное положение тела. От этого мышцы закрепощаются, становятся жёсткими и ограничивают мобильность суставов.

Тело компенсирует недостаток мобильности неправильной техникой. В результате одни мышцы получают слишком большую нагрузку, а другие практически не участвуют в движении.

Как определить, если ли у вас мышечный дисбаланс

Проще всего определить наличие асимметрии парных мышц. Возьмите портняжную ленту, измерьте мышцы с обеих сторон и сравните цифры.

Измеряйте объёмы конечностей в согнутом состоянии. Так вы не сможете сдавить мышцу лентой и приуменьшить размер.

Гораздо сложнее выявить дисбаланс между разными группами мышц, поскольку ваши суждения субъективны.

Попробуйте трезво оценить соответствие разных мышечных групп. Если у вас есть очевидный дисбаланс, наверняка вы его заметите.

Как предотвратить мышечный дисбаланс

Выполняйте многосуставные упражнения

Есть изолированные упражнения, которые прорабатывают только одну группу мышц, и сложные многосуставные упражнения, при выполнении которых нагружаются практически все мышцы тела.

Например, если вы выполняете разгибание ног в тренажёре, нагружаются только квадрицепсы. При выполнении многосуставного приседания основная нагрузка идёт на бёдра, но в работу также включаются ягодицы и мышцы кора.

Включая в свою тренировку многосуставные упражнения, вы защищаете тело от мышечного дисбаланса. Даже если вы совсем исключите из программы проработку некоторых мышц, они всё равно будут нагружаться и укрепляться в процессе тренировки.

Добавьте односторонние упражнения

Односторонние упражнения — это движения, в которых работают обе парные мышцы, но отдельно друг от друга. Такие упражнения помогут вам избежать передачи нагрузки со слабой мышцы на более сильную.

Например, выполняя жим лёжа со штангой, вы можете переложить часть нагрузки со слабой руки на более сильную. Гриф будет наклоняться, но вы сможете работать с выбранным весом, с каждым повтором усугубляя дисбаланс.

Чтобы предотвратить это, замените упражнения со штангой на варианты с гантелями или гирями. Если ваша слабая рука не справится с весом гантели, вам придётся выбрать снаряды полегче, так что разница в силе конечностей не будет расти.

Развивайте мобильность

Если вашему телу не хватает мобильности суставов, чтобы выполнять упражнения правильно, оно будет компенсировать недостатки плохой техникой.

Например, если у вас жёсткие мышцы-сгибатели бедра с одной стороны, во время приседания с большим весом вы будете заваливаться на одну сторону. Постоянное увеличение нагрузки вызовет дисбаланс или травму.

Обратите внимание на свои ограничения и постарайтесь их исправить, пока они не стали причиной асимметрии или травмы.

Как исправить мышечный дисбаланс

Как исправить асимметрию парных мышц

Чтобы избавиться от дисбаланса парных мышц, увеличьте количество повторений для слабой стороны на 25–35%.

Допустим, ваше левое плечо меньше правого. Обычно вы делаете 3 подхода по 10 подъёмов гантелей в стороны. Чтобы усилить слабое плечо, добавьте ещё один подход по 10 повторений только для левой руки.

Правой рукой вы будете делать 30 повторений, а левой — 40 повторений с тем же весом.

Если вы не хотите увеличивать нагрузку на слабую мышцу, выполняйте одинаковое количество повторений на сильную и слабую стороны. Для этого всегда начинайте упражнение со слабой стороны, чтобы выяснить, сколько повторений и с каким весом вы можете выполнить.

Как исправить дисбаланс мышечных групп

Если какие-то мышцы выглядят слабыми и неразвитыми по сравнению с другими, просто добавьте больше нагрузки: увеличьте количество упражнений или рабочие веса. Однако общая нагрузка должна остаться прежней.

Например, если вы решили подкачать слабые ноги, совсем не обязательно устраивать отдельную тренировку в дополнение к тому, что вы уже делаете. Это может закончиться перетренированностью и остановкой прогресса.

Вместо этого вам нужно перестроить свою тренировку таким образом, чтобы освободить место для дополнительной нагрузки на ноги. Вы смещаете акцент на одну группу мышц, устраняете дисбаланс и успеваете полностью восстановиться между сессиями.

Выводы

Подведём итоги:

• Мышечный дисбаланс появляется в процессе тренировок, когда одна мышца или группа мышц нагружается чаще и больше, чем другая.
• Чтобы предотвратить дисбаланс, нужно:
  • добавить в программу многосуставные упражнения, нагружающие мышцы всего тела;
  • выполнять односторонние упражнения, которые нагружают парные мышцы по отдельности;
  • развивать мобильность суставов и следить за техникой.
• Чтобы исправить дисбаланс, нужно проследить, чтобы сильные мышцы не получали больше нагрузки, а также увеличить интенсивность проработки слабых мышц.

Не оставляйте без внимания свои слабости, вовремя устраните дисбаланс мышц, тогда вы увеличите свои показатели и снизите риск травм.

Лечение нарушений осанки, искривлений позвоночника

Чем опасно искривление позвоночника?

На 4й стадии сколиоза, кифоза и лордоза помочь пациенту можно только при помощи сложной хирургической операции с использованием специальных металлоконструкций, которые крепятся на позвонки крючками или винтами.

При искривлении грудного отдела позвоночника страдают сердце и лёгкие. Это происходит из-за уменьшения грудной клетки. Сердце и лёгкие смещаются и/или деформируются. Появляются проблемы с дыханием (одышка, тяжесть при дыхании), гипертония, заболевания сердца.

Искривление в поясничном отделе позвоночника может приводить к проблемам с почками, кишечником (частое мочеиспускание, запоры, метеоризм и др.), способствовать появлению отёков в ногах.

Виды нарушений осанки, которые мы лечим

В Центре неврологии и ортопедии «Алан Клиник» проводится лечение нарушений осанки всех видов и стадий, кроме 4 стадии.

Позвоночник может искривляться в двух направлениях (плоскостях):

1. Боковое искривление (сколиоз)

Такая деформация называется «сколиоз».

Он может быть правосторонним, левосторонним или S-образным.

2. Изгиб назад (кифоз)

Если позвоночник изогнут назад (наружу), такое состояние называют «кифоз».

Как правило, кифоз возникает в грудном и/или шейном отделах и выглядит как горб на спине.

Поясничный и крестцовый кифоз — более редкие явления.

3. Изгиб вперёд (лордоз)

Если изгиб направлен внутрь (к животу или к горлу) — это «лордоз».

Встречаются две разновидности лордоза — поясничный и шейный.

4. Сочетания различных типов

Перечисленные разновидности искривлений могут возникать по одному или в сочетании.

Довольно частыми сочетаниями являются:

• Кифоз + сколиоз (кифосколиоз) — состояние, при котором позвоночник изгибается одновременно вбок и назад.
• Лордоз + кифоз — состояние, при котором позвоночник искривляется одновременно вперед и назад.
  • Чаще встречается поясничный (пояснично-крестцовый) лордоз вместе с грудным (шейно-грудным) кифозом.
  • Реже бывает наоборот — шейный лордоз вместе с крестцовым кифозом.

Как ставится диагноз?

При ярко выраженных нарушениях осанки для постановки диагноза может быть достаточно осмотреть пациента.

Однако врач ортопед может назначить также аппаратную диагностику — рентгенографию и/или МРТ. Это позволяет определить стадию заболевания, точное местоположение проблем, выявить сопутствующие заболевания, такие как грыжа межпозвонкового диска, протрузии диска, остеохондроз, спондилоартроз, ущемление нервных корешков (радикулит) и т.п.

Некоторым пациентам требуется параллельное наблюдение у врачей двух специализаций — ортопеда и невролога-вертебролога.

Методы лечения искривлений позвоночника в «Алан Клиник» Казань

Лечение состоит из 2х этапов.

1 этап — подготовительный

Как правило, на этом этапе назначаются такие методы, как:

• массаж,
• остеопатия,
• физиотерапия и некоторые другие.

Суть этого этапа в том, чтобы подготовить спинные мышцы к более интенсивному воздействию.

2 этап — укрепление мышц, выпрямление позвоночного столба, восстановление гибкости

Это основной этап коррекции осанки. Его основная задача — укрепить глубокие мышцы спины и мышечный корсет в целом, которые формируют осанку и помогают позвоночнику выпрямиться.

Он обязательно включает в себя кинезиотерапию, в том числе кинезиотерапию на установке «Экзарта». Обе методики представляют собой специально разработанные комплексы упражнений с использованием различных устройств.

Очень важно выполнять упражнения для выпрямления позвоночника с врачом-кинезиотерапевтом. Совместно с лечащим врачом ортопедом он подберёт оптимальный курс двигательной активности для коррекции осанки и укрепления мышц спины.

Помимо кинезиотерапии могут быть назначены:

• кинезиотейпирование,
• юмейхо-терапия,
• мануальная терапия,
• ударно-волновая терапия (УВТ).

Результаты лечения

Наша комплексная программа коррекции искривления позвоночника позволяет добиться видимых результатов:

• уменьшается кривизна дуги,
• увеличивается рост человека,
• нормализуется дыхание,
• стабилизируется давление.

Позвоночный столб — обзор

Скелет

Позвоночный столб делится на пять различных анатомических и функциональных областей. При рождении тело, поперечные отростки, позвоночник и пластинка отдельных позвонков, как правило, разделены, но вскоре компоненты дуги позвонка окостеневают и сливаются, образуя позвоночный канал. Несоблюдение этого правила приведет к расщеплению позвоночника (описанному в разделе «Пренатальное развитие, врожденные пороки развития и молекулярные основы морфологии приматов» выше).Эпифизарные пластинки тел позвонков обращены к межпозвоночным дискам и одними из последних срастаются во взрослом возрасте. У большинства приматов семь шейных позвонков (от С1 до С7), которые характеризуются телами с вогнутыми краниальными (верхними) поверхностями, отраженными выпуклыми каудальными (нижними) поверхностями, и тонкими, каудально (снизу) изогнутыми шипами. Детали клинически важных модификаций C1 и C2 (рисунки 10A – C, 4.11) описаны в разделе «Морфология головы и шеи» (последний абзац в разделе «Скелет»).Первые шесть шейных позвонков обычно имеют поперечное отверстие, пронизывающее каждый поперечный отросток, и обычно позвоночная артерия входит в образовавшийся канал на уровне С6. Поперечные отростки и позвоночник C7 обычно длинные и тонкие. Сочленения между черепом и С1 позволяют кивать движениями головы, как будто указывая «да». Сочленения между C1 и C2 позволяют вращать или перемещать голову, как будто указывая «нет». Движения между оставшимися шейными позвонками в основном представляют собой сгибание и разгибание, хотя боковой изгиб также возможен из-за толщины межпозвонковых дисков в этой области.

У большинства приматов 12 грудных позвонков (от Т1 до Т12), хотя у некоторых людей их может быть целых 13 или всего 10. Все грудные позвонки обеспечивают сочленение пары ребер (рис. 4.10D, E). Ребро с таким же номером обычно сочленяется как с черепной (верхней) частью тела, так и с поперечным отростком грудных позвонков того же номера. В дополнение к этим суставам, верхние грудные позвонки (обычно от Т2 до Т9) также имеют каудальное (нижнее) сочленение на теле для контакта с ребрами соседних позвонков.Остистые отростки грудных позвонков обычно длинные и узкие и перекрывают позвоночник соседнего более каудального (нижнего) позвонка (рис. 4.8D). Большая часть вращения позвоночного столба происходит в грудном отделе, но сгибание незначительно из-за конфигурации суставов между дугами позвонков, наличия ребер и тонких межпозвонковых дисков.

Поясничные позвонки (от L1 до L7) составляют область позвоночного столба у высших приматов с наиболее изменчивым числом сегментов.У некоторых видов обычно всего четыре поясничных позвонка, у других — семь (рис. 4.10F, G). Все поясничные позвонки имеют большие тела и большие широкие остистые отростки. Их поперечные отростки становятся все длиннее и массивнее от краниального к хвостовому. Исключение составляет последний поясничный позвонок, который может быть меньше и находиться в непосредственной близости от соседних границ подвздошной кости.

Число поясничных позвонков не только сильно различается у разных видов, но также существует значительная вариабельность в пределах одного вида.Наиболее распространенное число для обезьян Старого Света — семь, для меньших приматов — пять, а для больших приматов — четыре, в то время как обезьяны Нового Света варьируются от четырех в Ateles и Lagothrix до шести или семи в Cebus. Число реальных позвонков в этой области можно приблизительно, но не точно, коррелировать с локомоторным поведением или функциональной ролью области у конкретного вида. Эриксон (1963) продемонстрировал эту корреляцию между использованием региона в общих паттернах передвижения и его функциональной длиной.Функциональная (в отличие от морфологической) длина поясничной области оценивается не по наличию или отсутствию ребер, а по положению суставных фасеток, длине остистых отростков и расположению антиклинального позвонка. Таким образом, у некоторых видов функциональная длина поясничного отдела включает также ряд нижних грудных позвонков. Анализ Эриксона, хотя и не идеальный, дает доказательства функциональных различий, связанных с морфологической изменчивостью в регионе.Например, у прыгунов (например, Aotus ) функциональная поясничная область может превышать грудную длину, в то время как у брахиаторов (например, Ateles ) поясничная область может быть лишь немного больше, чем половина грудной длины (Erikson, 1963). Большая часть сгибания и разгибания, а также значительный боковой изгиб позвоночника происходит в поясничной области.

Крестцовые позвонки (от S1 до S5) высших приматов срастаются после младенчества (рис. 4.10H, I). Крестец больших и малых обезьян обычно является результатом слияния четырех или пяти крестцовых позвонков, тогда как у большинства обезьян Старого и Нового Света обычно есть только три крестцовых элемента.Крылья наиболее краниальных сегментов крестца широкие и имеют обширное сочленение с подвздошной костью. Первый крестцовый сегмент всегда самый крупный, его размер уменьшается с каждым последовательно большим хвостовым сегментом. Размер последнего крестцового сегмента и высота его нервной дуги частично коррелируют с длиной хвоста и сравнительной толщиной нервов спинного сегмента, иннервирующих хвост (Ankel-Simons, 2007).

Хвостовые позвонки сильно различаются по форме и количеству у разных видов приматов, и большая длина не обязательно коррелирует с большей гибкостью.Во всех случаях, однако, хвостовые позвонки становятся все меньше в диаметре и более видоизменяются по морфологии от основания хвоста до его кончика (German, 1982). Самые проксимальные хвостовые позвонки очень похожи на другие позвонки и имеют относительно короткие тела, обеспечивающие большую подвижность у основания хвоста. Краниально-каудальный размер тела позвонка первоначально увеличивается и становится намного больше, чем его дорсально-вентральная или медиально-латеральная ширина. Типичные позвоночные характеристики утрачиваются упорядоченным образом от проксимального до дистального по ходу хвоста — позвоночник, позвоночное отверстие, суставные отростки и поперечные отростки.Сочленения между соседними телами позвонков становятся округлыми, а шевронные кости связаны с более проксимальными элементами. По мере упрощения морфологии черепно-каудальная длина позвонков увеличивается до самого длинного позвонка, а затем уменьшается более дистально. Проксимальные и дистальные функциональные области хвоста коррелируют с морфологическими паттернами по обе стороны от самых длинных позвонков (Schmitt et al., 2005). Постепенно весь размер хвостовых сегментов заметно уменьшается.Длина и степень гибкости и подвижности в каудальной области значительно различаются у разных видов, но все высшие приматы с внешними хвостами используют их для баланса на древесных субстратах. У очень древесных цепких хвостатых обезьян Нового Света также используются свои хвосты в качестве универсальных пятых придатков, особенно во время поддерживающего движения или кормления, но в целом у нечеловеческих приматов длина и гибкость хвоста не обязательно сильно коррелируют.

Суставы и связки позвоночного столба аналогичны человеческим, за исключением того, что затылочная связка отсутствует или слабо развита у нечеловеческих приматов.Некоторые связки, такие как надостная и желтая связки, содержат более высокую долю эластических волокон, чем другие связки. Связки спины нечеловеческих приматов подвержены тем же патологиям, включая кальцификацию, что и люди. Расположение суставных фасеток в каждой области различается у разных видов и коррелирует с функциональными областями, диапазоном движений, а также локомоторными и постуральными паттернами.

Разработка и проверка своевременной и репрезентативной конечно-элементной модели позвоночника человека для биомеханического моделирования

Достижения в области вычислительной биомеханики проложили путь для более точных представлений модели конечных элементов человеческого торса и его биомеханического поведения.Эти модели FE обычно строятся на основе математических представлений (т.е. рассматриваются для конкретных случаев), которые не учитывают точные геометрические представления и могут привести к чрезмерно упрощенной модели. Хотя для конкретных случаев такие приближения и предположения верны, такое упрощение уводит такие модели от точного физиологического представления. Например, в последнее время было показано, что такие эффекты, как абдоминальное давление, мышечное давление и грудопоясничная фасция ^38,67 , играют роль в биомеханике позвоночника, и, следовательно, их включение в биомеханические модели может быть оправдано, если сосредоточить внимание на них. исследования по этому поводу.

В соответствии с этим, трехмерная репрезентативная новая полномасштабная биомеханическая КЭ модель позвоночника была успешно построена и утверждена. Модель состояла из тел грудных и поясничных позвонков, межпозвонковых дисков, брюшной стенки и ее внутрибрюшного давления, грудопоясничной фасции, длиннейшей, многораздельной, поясничной большой, широчайшей и межпозвоночной мышц, а также сопровождающих их сухожилий.

Разработка модели

Геометрическому моделированию уделялось внимание с целью сохранения характеристик МРТ.То есть было выполнено несколько итераций моделирования, чтобы гарантировать, что каждая деталь была смоделирована точно без существенной потери качества. Например, модели тел позвонков и межпозвоночных дисков были созданы с качеством не менее 94%. Это было достигнуто за счет непосредственного огранки этих частей и сохранения замкнутого объема для моделирования деформируемого тела. Брюшная стенка, с другой стороны, требовала относительно больших усилий, так как требовалось прослеживать мышцы живота, достигая фронтальной стороны тел позвонков и диафрагмы сверху.Это потребовало сбора множества мнений о форме брюшной полости и ее биомеханическом поведении. Кроме того, создание репрезентативной модели мышц и приложенного к ним давления было утомительным занятием, которое в большинстве разработанных моделей заменяется векторами силы. Таким образом, первым шагом на пути к построению данной модели было создание модели передней большеберцовой мышцы, пригодной для прогнозирования мышечных сил по ее IMP и наоборот. ³³ . Тем не менее, поскольку сухожилия являются функциональными пассивными частями мышечной структуры, разделение обеих частей с целью лучшего моделирования анатомии двух структур потребовало создания и огранки некоторых утраченных сухожилий.Это привело к некоторой потере точности, особенно для многораздельной мышцы из-за ее компактности, поскольку объемная разница увеличилась примерно до 81% по сравнению с исходными компонентами на основе МРТ. Тем не менее, это было учтено в модели сухожилия и, в конечном итоге, в самих частях мышцы. Наконец, грудопоясничная фасция в последнее время привлекает все большее внимание, и поэтому было выдвинуто предположение, что ее включение играет роль в распределении силы в модели. Однако в исходной модели отсутствовало соединение TLF с позвонком, что требовало интеграции фасеточных соединений в спинной части позвонка.Подобная двухмерная планарная модель TLF была проверена и исследована авторами ³⁸ . Таким образом, авторы стремились к точному моделированию всех компонентов.

Создание репрезентативной вычислительной сетки считается одним из наиболее важных этапов в КЭ-моделировании. Как правило, исследователи стремятся создать сетку, которая надежно воспроизводит результаты, но сохраняет низкую сложность для проведения будущих симуляций в разумные сроки. Тем не менее, первоначальное моделирование проводилось с использованием обычных методов, что привело к значительным накладным расходам, требующим месяцев для решения.Следовательно, настоящая модель была построена с использованием нетрадиционной новой техники. Как описано в методике, поверхности контактирующих тел были созданы вручную. Таким образом, нелинейные контактные вычисления были значительно сокращены, благодаря чему механизм передачи нагрузки между контактирующими телами следовал явному решению, а не итеративному нелинейному, как в случае нелинейных контактных алгоритмов ANSYS. То есть весь позвоночник стал одной структурой с точки зрения зацепления, для которой деформация одного объекта напрямую влияет на соседние компоненты.В механике человеческого тела это фактически рекомендуется для обеспечения однородного плавного движения всех частей тела. Следовательно, для сравнения, этот новый метод построения сеток привел к огромному сокращению для достижения результатов моделирования менее чем за 3 минуты на одно моделирование, в зависимости от свойств материала и граничных условий.

Проверка модели

Для обеспечения вычислительной надежности проверка играет ключевую роль в любой построенной модели FE. Учитывая большое количество компонентов, введенных в модель, проверка целостности модели за один шаг была невозможна, чтобы конкретно определить, что такая модель не существует, насколько известно авторам.Таким образом, как подробно описано в разделе о методологии, было проведено комплексное тематическое исследование с целью проверки модели с разбивкой по подразделам.

Мышцы и внутреннее давление

Моделирование скелетных мышц как структур, находящихся под давлением, дает более точное представление о сокращении мышц, играя важную роль как в межмышечном, так и в внутримышечном давлении. Достоверность этой процедуры моделирования проистекает из доказанного достоверного представления о двух состояниях мышцы с жидкой структурой, которое было ранее проведено ³³ .Тем не менее, все еще было важно исследовать, изменит ли масштабирование мышц соотношение IMP-F. При реалистичной сократительной силе мышц, собранной из данных ЭМГ, как показано ранее, мышцы большой поясничной мышцы (PM) производили значительное сгибание позвоночника при силе 275 Н и разгибание при силе противоположных мышц 75 Н., как было предложено Cholewicki et al. ⁴⁷ . Фактически, линейная корреляция между мышечными силами и IMP постоянно сохранялась (рис. 4a). Такие результаты были очень обнадеживающими для моделирования всех других скелетных мышц, представленных в модели, с использованием той же процедуры из-за доказанного потенциала этой точной и репрезентативной модели мышц в поле FE.

Поясничный отдел позвоночника

Модели поясничного отдела позвоночника привлекли большое внимание, что привело к передовым исследованиям среди исследователей-биомехаников. Усилия, предпринятые Dreischarf et al. Модель ¹⁷ , сравнивающая восемь различных хорошо разработанных FE-моделей поясничного отдела позвоночника, представляла особый интерес, поскольку проверка всех этих моделей одновременно повысила бы точность и достоверность представленных моделей поясничного отдела позвоночника. Таким образом, при моделировании сгибания вперед результаты показали линейное увеличение изгибающего момента с 5.От 5 до 9,3 Нм при увеличении угла сгибания. Линейность в этом случае проистекает из линейной зависимости между силой и изгибающим моментом, представленной в формуле. (1). Кроме того, точный прогноз 7,5 Нм произошел при угле сгибания 33 ° (рис. 4b). В их исследовании результаты in vitro показали, что момент 7,5 Нм будет результатом сгибания на \ (35 \ pm 2 \) °. Тем не менее, при нынешнем подходе к применению диапазона изгиба и измерения результирующего изгибающего момента, приложенная к ним ведомая нагрузка будет скорее результатом, чем исходными данными в текущем исследовании.Таким образом, восстановление сжимающей нагрузки на уровне L ₅ привело к нагрузке 977 Н, имитирующей приложенную ими нагрузку на толкатель в 1000 Н. Основная причина для моделирования поясничного сгибания таким способом заключается в том, что одной из важнейших особенностей полной модели является включение основных мышц позвоночника. То есть, для точного представления мышц, производящих движение позвоночника, было интересно свести к минимуму другие приближения, которые могли бы заменить любое мышечное усилие, в основном нагрузки ведомого и вклад мышц, моделируемые как векторы силы.

В целом, достигнутые результаты доказали высокую точность существующей модели поясничного отдела позвоночника FE в сочетании с заявленными свойствами материала по сравнению с ранее хорошо разработанными моделями поясничного отдела позвоночника в литературе.

Интрадискальное давление (МПД)

Как описано во введении, боль в пояснице часто связана с нарушением функции поясничного отдела позвоночника, связанным с чрезмерным давлением поясничных дисков. Данные о внутридисковом давлении при болях в пояснице, являющиеся одной из основных причин инвалидности ⁶⁸ , широко доступны.Это позволило провести дополнительную проверку поясничного отдела позвоночника, в основном исследуя точность модели позвоночника для прогнозирования давления МПД.

В первом сценарии при нормальном диапазоне сгибания / разгибания, описанном в тесте для поясничного отдела позвоночника , давление МПД увеличивалось с диапазона 0,41–0,43 МПа до 0,59–0,66 МПа (рис. 5a) для всего диапазон IVD ₁ –IVD ₅ . Данные очень похожи на несколько предыдущих исследований ^64,65,66 с максимальным расхождением 14%, как показано в разделе результатов.Хотя такая разница не имеет особого значения, если рассматривать ее во всем диапазоне, значения давления МПД находятся в пределах нормальных физиологических диапазонов ⁶⁴ . Такие различия могут быть напрямую связаны с тем, что другие мягкие ткани были исключены из этого исследования. Тем не менее, включение таких компонентов, особенно TLF, позволяло сохранять значительную нагрузку в этих мягких тканях. При более плавном переходе нагрузок, о чем свидетельствуют результаты текущего теста, меньшее давление оказывается на МПД и на позвоночник в целом, что приводит к более репрезентативному внутридисковому давлению.

Оценка давления МПД по средней нормальной нагрузке на поверхность МПД оказалась точной на ранее исследованной мышечной модели ³³ . Это связано с тем, что для толстостенных герметичных конструкций радиальное напряжение равно и противоположно манометрическому давлению на внутренней поверхности ⁶⁹ . Однако при разделении МПД на пульпозное ядро ​​и фиброз кольца ядро ​​моделировалось как структура, заполненная гидростатической жидкостью.Результаты по давлению МПД ₅ показали, что обе процедуры очень похожи друг на друга с максимальным расхождением примерно 4% при сгибании 34 ° (рис. 5b). Очевидно, что второй подход обеспечивает более точное представление биомеханики позвоночных дисков. Однако, как и во всех анализах FE, до тех пор, пока модель предсказывает точные результаты, приближения в соответствии с менее затратным в вычислительном отношении подходом остаются применимыми.

В целом, результаты теста внутридискового давления (IVD) позволяют предположить наличие валидированной модели позвоночных дисков.В сочетании с тестом на поясничный отдел позвоночника оба теста предполагают полностью подтвержденную структуру позвоночника, аналогичную большинству опубликованных моделей позвоночника, которые состоят из тел позвонков и межпозвонковых дисков. По сути, это закладывает основу для передовых исследований и оценок боли в пояснице, которая сильно коррелировала с давлением МПД ⁶⁸ .

Полная валидация корешка

Заключительный тест проводился с целью сделать вывод о валидности полной модели. Однако из-за новизны модели предыдущей модели, очень похожей на нынешнюю, найдено не было.Таким образом, модель была сначала проверена на одной из наиболее сложных моделей, предложенных Huynh et al. ⁶¹ , после чего были включены все остальные мягкие ткани, чтобы прокомментировать полную достоверность модели.

Первоначально применение все большего сгибания вперед на базовой модели приводило к большему смещению VB T ₁₀ –L ₅ (рис. 6a). Также было замечено, что такие смещения уменьшаются, пока не исчезнут на уровне поясничного отдела позвоночника, что свидетельствует о сильной поддержке МПД.Результаты «Сила – Смещение» были в хорошем согласии с результатами Хюня вплоть до силы 350 Н. Однако исследование Хюня показало, что смещения позвонков выходят на плато при 350 Н, после чего они снова начинают уменьшаться, что настоящая модель не могла предсказать. Это было нелогично, поскольку численно считается, что смещения в конечном итоге увеличиваются при сгибании. Результаты, полученные Huynh’s, можно отнести к принятой системе координат, из которой казалось, что они измеряли смещения только в одном направлении и относительно фиксированной системы координат, а не обновляли и измеряли направленное смещение.Кроме того, чрезмерное движение их модели позвоночника превышало физиологический диапазон статического сгибания позвоночника, для чего они непрерывно применяли сгибание, пока позвоночник не оказался в перпендикулярном положении по отношению к своему первоначальному. Несмотря на это, основание настоящей модели близко соответствовало их результатам до точки максимального смещения с очень небольшим расхождением в 6%, зарегистрированным для T ₁₁ при силе 300 Н.

Поскольку модель учитывает фактические структуры скелетных мышц, а не использует векторные силы, было более репрезентативно воспроизвести движение сгибания через сокращение мышц.Тем не менее, разумные силы должны передаваться через мышцы, что послужило причиной принятия предыдущих данных о мышцах ⁴⁷ . Такие данные предполагали максимальное положение сгибания с общей силой 382 Н на уровне Т ₁ , что было немного выше, чем ранее использовавшийся максимум 350 Н, но все же было достаточно близко, чтобы предположить, что мышцы способны производить точное сгибание позвоночника. . После этого были включены все части для исследования общего воздействия на смещения тел позвонков.Для сил, представленных в Таблице 3, результаты «Сила – Смещение» следовали той же тенденции, но со значительным снижением смещения позвонков (Рис. 6b). То есть корреляция осталась неизменной, но предполагала значительный вклад других мягких тканей. Добавление абдоминального давления от 5 до 36 мм рт. Ст. Сыграло роль сопротивления, поддерживая поясничный отдел позвоночника. При исследовании таких значений давления они не казались произвольными. То есть они очень хорошо сравнивались со значениями IAP Mueller’s et al. ⁷⁰ . Кроме того, как и предполагалось, грудопоясничная фасция, по-видимому, также играет важную роль в поддержке позвоночника. С увеличением степени сгибания TLF создавал увеличивающуюся силу с 12 до 139 Н, сопротивляясь движению сгибания вперед и, таким образом, поддерживая роль сохранения достаточного напряжения, позволяющего позвоночнику выдерживать чрезмерные нагрузки. Такие данные также подтверждают результаты теста внутридискового давления (МПД) , в котором включение других мягких тканей снижает сгибание позвоночника, что оказывает меньшее давление на МПД.Комбинируя все четыре теста, предложенная модель показывает точные и достоверные результаты с возможностью использования ее для проведения исследований позвоночника.

Анализ чувствительности

Как и в любой модели FE, важна проверка формы модели и повторяемости результатов по входным параметрам. Таким образом, руководящие принципы, сформулированные ASME V&V 40-2018 для численных моделей в области биомеханики, были соблюдены, чтобы выполнить применимые условия чувствительности, необходимые для заключения о проверке модели.

Изучение формы модели было необходимо для того, чтобы убедиться, что моделируемые детали правильно захватывают снимки МРТ, на которых основывалась модель. Для этой цели наиболее подходящей метрикой, казалось, был объем каждой части. Результаты показали, что смоделированные части превосходно согласуются с данными МРТ с максимальной разницей в 6,17%, зарегистрированной для IVD ₂ (рис. 7a). Это доказывает, что все детали были точно смоделированы графически с небольшой погрешностью.

Кроме того, исследование чувствительности модели к принятой сетке имеет решающее значение, поскольку сетка была одной из новинок модели.Кроме того, обычной практикой во всех КЭ-моделях, с помощью которой исследователи проверяют точность численных результатов, является анализ чувствительности сетки. Для этой модели были исследованы различные методы построения сеток, как линейные, так и нелинейные (рис. 7b). Результаты показали очень хорошее совпадение с максимальным расхождением 8,7% между исходной сеткой и тетраэдрической сеткой второго порядка. Стоит отметить, что наблюдалось значительное сокращение времени вычислений при принятии сетки второго порядка только для поясничной модели.Возможно, при приемлемом уровне несоответствия использование исходной сетки дает большой потенциал, благодаря устранению нелинейностей высокого порядка, для использования модели в медицинских приложениях в качестве инструмента быстрой оценки позвоночника или для оптимизации конструкции имплантата, поскольку Примеры.

Следовательно, с такими приемлемыми пределами различия, модель можно с уверенностью считать устойчивой к критическим параметрам, используя как точную действительную, так и повторяемую проверенную репрезентативную новую полную модель позвоночника.

Ограничения

Как и в любой модели in silico, ограничения неизбежны из-за схемы аппроксимации и сделанных допущений. Однако такие ограничения не ограничивают возможности модели до тех пор, пока доказано, что модель с ее фиксированными входными параметрами является действительной и точной в отношении содержания использования, на которое нацелено последующие анализы. Одним из ограничений разработанной модели, описанной здесь, являются свойства материала и используемые законы материала. В частности, в данном расследовании отсутствует тематическое исследование чувствительности материального имущества.Из-за огромного количества включенных деталей, каждая из которых имеет широкий диапазон приемлемых свойств материала, проведение чувствительности для всех возможных комбинаций было бы исчерпывающей мерой. Однако, поскольку принятые свойства материала были ранее подтверждены и взяты из исследований, по которым была проверена текущая разработанная модель, результаты которых дополнительно подтвердили ее пригодность, такое ограничение не может считаться значительным.

Применение модели в качестве инструмента для клинической оценки статической стабильности позвоночника требует баланса между точностью и затратами времени на моделирование.Без существенной потери точности, помимо новой сетки, созданной для этой конкретной модели, принятые законы о материалах позволили значительно сократить время моделирования. Хотя они были в основном линейными, учитывая квазистатический характер модели, максимальный диапазон смоделированного движения по-прежнему находился в пределах упругого режима всех компонентов при нелинейном моделировании (гиперупругость, взаимодействие нескольких состояний и временные эффекты). В частности, на рис. 7c показано максимальное напряжение, зарегистрированное для VB, МПД, сухожилий, мышц и TLF, которое было равно 0.14, 5,3, 3,5, 9,2 и 2,6% соответственно. Такие результаты хорошо согласуются с линейным режимом кривых растяжения каждого из этих компонентов ^{25,71,72,73,74,75} ; таким образом, это сильно подтверждает обоснованность использования линейных законов материала для этого диапазона статического движения.

Хотя принятая сетка может считаться разумным подходом к экономии времени, можно утверждать, что ее реализация снижает точность модели на небольшой процент. Однако, помимо того, что такое расхождение незначительно с учетом всех факторов, такая методика построения сетки имеет значительный прикладной потенциал.Одним из них является значительное сокращение времени вычислений, позволяющее использовать его в реальных приложениях. Он также представляет способ численного анализа, для которого избыточные нелинейности могут быть преодолены с помощью такого тщательного построения сетки.

Наконец, проверка модели была утомительной задачей из-за отсутствия литературы по полному моделированию. В частности, модель нужно было проверять по подразделам, а не проводить прямую схему проверки. Даже при таком подходе были предприняты значительные усилия для проверки сечения мягких тканей модели.Поскольку в литературе обычно моделируются такие эффекты, как векторы сил, или даже полностью устраняются их, необходимо было объединить несколько исследований, чтобы добиться полной валидации позвоночника. Несмотря на то, что результаты показали близкое сходство, все же можно утверждать, что это может быть не лучший подход для достижения валидации из-за различных сегрегированных ошибок, интегрированных в окончательную модель. Тем не менее, с полученными результатами авторы смело предположили, что такие анонимные ошибки были устранены, в результате чего была создана потенциально полностью проверенная модель.

Будущая работа

Возможности этой модели выходят за рамки численного моделирования и проверки. Использование такой модели может помочь в различных промышленных и биомеханических областях, от оценки травм позвоночника, исследования боли в пояснице и до проектирования и оптимизации медицинских устройств. Авторы далее признают, что это был первый шаг к важным исследованиям, которые будут проведены, но выходят за рамки данной статьи. Однако в первую очередь следует рассмотреть более подробный анализ чувствительности для учета свойств материала, толщины моделей оболочки и дальнейшего более точного моделирования других деталей, если это будет сочтено необходимым.

Ожидаемый вклад

Авторы с уверенностью предполагают, что это исследование может внести свой вклад в области моделирования и биомеханики. Модель представляет подход, возможно, лучшего моделирования биологических тканей для полного представления механики позвоночника человека. Включение грудопоясничной фасции, брюшной полости, а также учет мышечного внутримышечного давления в одной модели позвоночника само по себе является новинкой. Кроме того, в этой статье представлен метод построения сеток, применимый к любой сложной системе, которая действует как унитарная структура, а не интегрирует эффекты использования сложных вычислений числовых узлов и элементов, находящихся в контакте.

В заключение, это исследование разработало и подтвердило новую трехмерную объемную модель конечных элементов позвоночника, включая тела позвонков, межпозвонковые диски, основные мышцы туловища, точное моделирование внутрибрюшного давления, а также грудопоясничную фасцию. Модель была построена с использованием новой техники построения сеток, которая позволила устранить избыточные нелинейности, связанные с расчетами контактов, и значительно ускорила необходимое время расчета. Модель была косвенно подтверждена против нескольких ранее опубликованных моделей в четырех различных проверочных тестах.Все результаты испытаний показали, что модель дает надежные результаты при точном учете входных параметров. Наконец, модель оказалась надежной в свете анализа формы модели и чувствительности сетки. Эта новая модель обеспечивает точный метод моделирования механики позвоночника с возможностью использования ее для различных медицинских целей, от оценки травм до разработки или оценки хирургического лечения.

Человеку непросто перерезать позвоночник. Вот почему

Государственный прокурор города Балтимор Мэрилин Мосби на сегодняшней пресс-конференции заявила, что Фредди Грей «получил тяжелую и критическую травму шеи» в результате того, что его сковали наручниками, сковали и не пристегнули в полицейском фургоне.

Подробно описывая события, она сказала, что Грея приковали наручниками к земле, арестовали, а затем положили ему на живот в фургоне. Его никогда не пристегивали ремнем безопасности, и его неоднократные просьбы о медицинской помощи были отклонены, несмотря на несколько остановок. К тому времени, как он добрался до Central Booking, у него была остановка сердца и он больше не дышал.

По словам Мосби, травмы позвоночника, полученные во время поездки, привели к его смерти. Вопрос в том, как это сделать. Смертельно повредить позвоночник непросто, и эксперты говорят, что если в фургоне произошел катастрофический удар, то, вероятно, он был нанесен не намеренно, ударившись головой.

«Если вы говорите о человеке с нормальным позвоночником, вам потребуется огромная сила воли», — говорит нейрохирург из Колумбийского университета Марк Оттен.

Позвоночник состоит из 33 позвоночных костей, которые проходят как плотно уложенные ступеньки лестницы от основания черепа до копчика. Между каждой костью находится тонкий диск из губчатого хряща, обеспечивающий гибкость. Позвоночник окружен мышцами для поддержки.

Иллюстрация позвоночника человека. Изображение предоставлено Science Photo Library и Getty Images

«Представьте, что вы играете в« игру падения доверия »на рабочем месте.Перед тем, как вы упадете назад, ваши мышцы инстинктивно напрягаются, чтобы защитить голову и шею », — сказал Оттен. То же самое происходит, когда футболист головой по мячу. Их мышцы сгибаются, чтобы защитить кости шейного отдела позвоночника, известные как шейные позвонки.

Только несколько сценариев могут преодолеть эти инстинкты самоподдержки. Когда столкновение неожиданно, например, и голова срывается или ударяется об объект с огромной силой, например, во время аварии на высокоскоростном автомобиле.Чтобы привести к серьезной травме, при внезапном рывке семь шейных позвонков должны быть повернуты или растянуты до точки, в которой они не совпадают.

«Это может вызвать рассечение спинного мозга», — сказал Оттен.

Чтобы наступила смерть, отдельные диски должны пересечься и повредить диафрагмальный нерв, идущий от шеи до диафрагмы — первичную мышцу, участвующую в дыхании. Нерв контролирует темп диафрагмы при вздутии легких, а это означает, что его разрушение может привести к дыхательной недостаточности.

Другой [возможной] причиной смерти является «спинномозговой шок», — сказал нейрохирург медицинского факультета Университета Джона Хопкинса Али Байдон, при котором травма позвоночника повреждает нервы, которые контролируют кровяное давление и частоту сердечных сокращений. «Это приводит к неспособности оксигенировать ключевые органы и последующей смерти».

Упомянутый ранее эффект ножниц может также вызвать сжатие двух артерий, идущих от сердца через шейный отдел позвоночника и к мозгу. По словам Оттена, заклинивание этих кровотоков может вызвать инсульт.

Трудно количественно оценить, сколько силы потребуется, чтобы сломать человеческий позвоночник, сказал Байдон. Но исследования показали, добавил он, что для перелома шейного отдела позвоночника потребуется сила, превышающая 3000 ньютонов. Это равно удару, создаваемому 500-фунтовой машиной, врезавшейся в стену со скоростью 30 миль в час.

Травма тупым предметом во время ареста, по словам Оттена, также может сделать позвоночник более восприимчивым к серьезным повреждениям.

«Я слышал о травмах позвоночника, когда людей сковывали наручниками и бросали на землю.Проблема в том, что они не могут взять себя в руки, — сказал Оттен. В феврале 57-летний мужчина в Алабаме остался частично парализованным после того, как полицейские ударили его о землю во время ареста.

У вас есть нервы: исследование спинномозговых нервов

Спинной мозг человека длиной около 45 см представляет собой информационную магистраль, соединяющую мозг с остальными частями тела. Это может показаться крошечным по сравнению даже с самой короткой автомагистралью между штатами, но самое лучшее в спинном мозге — это то, что электрические сигналы (надеюсь) не застревают в пробке! За доли секунды сенсорные нейроны могут передавать информацию от кончиков пальцев ног до мозга.

Как и большинство крупных магистралей, спинной мозг также имеет «выходы», которые ведут к более узким местным путям. Эти выходы — спинномозговые нервы — вот на чем мы сосредоточимся здесь. Где они? К чему они подключаются? Что происходит, когда один из них закрывается?

Другими словами, мы отправляемся в путешествие по нервной системе.

Знакомство с позвоночником

Первый шаг в нашем путешествии по позвоночнику — понимание его компонентов. Спинной мозг, покрытый соединительной тканью и поддерживаемый позвонками, состоит из нервной ткани (серого и белого вещества).Позвоночный столб, окружающий спинной мозг, на самом деле длиннее, чем спинной мозг, и его размеры составляют около 71 см для мужчин и 61 см для женщин. У среднего взрослого человека этот столбец содержит 33 позвонка в пяти различных «секциях»:

Также есть 23 диска, состоящие из гелеобразной жидкости, окруженные хрящом между позвонками. Они обеспечивают гибкость и амортизацию.

Изображение из Атласа анатомии человека.

Ваши спинномозговые нервы и вы

Теперь, когда мы знаем немного больше о позвоночнике, давайте рассмотрим нервы, которые соединяют спинной мозг и остальное тело.

Прежде всего, что такое нерв? Нерв — это группа аксонов, состоящая из множества нейронов, защищенных соединительной тканью (аксон — это длинный «хвост» нейрона). Вне мозга аксоны могут быть довольно длинными. Самый длинный нейрон в организме простирается от основания позвоночника до большого пальца ноги — расстояние, которое может измеряться до метра!

Спинномозговые нервы называются смешанными, потому что они содержат как сенсорные, так и моторные аксоны. Сенсорные нейроны и проводящие пути передают информацию о внешнем мире обратно в мозг, тогда как двигательные нейроны и проводящие пути передают приказы от мозга обратно к телу.Это означает, что спинномозговые нервы являются жизненно важным связующим звеном между центральной нервной системой (головной и спинной мозг) и периферической нервной системой (нейроны повсюду).

Есть 31 пара спинномозговых нервов, ответвляющихся от спинного мозга, названных в честь частей позвоночника, к которым они прикрепляются. Спинномозговые нервы с каждой стороны тела следующие:

• 8 шейных спинномозговых нервов (C01 – C08)
• 12 грудных спинномозговых нервов (T01 – T012)
• 5 пояснично-спинномозговых нервов (L01 – L05)
• 5 крестцовых спинномозговых нервов (S01 – S05)
• 1 копчиковый спинномозговой нерв (копчиковый нерв)

Как вы можете видеть на изображении ниже, эти нервы «выглядывают» из промежутков между позвонками, которые известны как нервные отверстия (sg.отверстие). Обычно спинной нерв проходит через отверстие над позвонком, имеющим его номер. Так, например, спинномозговой нерв C04 проходит через отверстие между позвонками C03 и C04.

Изображение из Атласа анатомии человека.

Как это обычно бывает в нервной системе, спинномозговые нервы разветвляются почти сразу после выхода из отверстий. Эти ранние ветви называются ветвями (sg. Ramus). Задние ветви иннервируют кожу и мышцы спины, а передние ветви иннервируют такие области, как туловище и конечности.Передние ветви делают это, образуя сплетение, кластеры нервов, которые затем разделяются на «именованные» нервы, которые иннервируют более отдаленные участки тела.

Как правило, передние ветви, образующие сплетения, представляют собой ветви шейного, плечевого, поясничного и крестцового спинномозговых нервов. Передние ветви спинномозговых нервов T01 – T011 (а также S05 и копчиковый нерв), с другой стороны, не образуют сплетений. Вместо этого передние ветви T01 – T011 образуют межреберные нервы, которые огибают переднюю часть тела и иннервируют межреберные мышцы между ребрами, а также несколько мышц живота.

В следующих нескольких разделах мы более подробно рассмотрим эти сплетения и то, как они соединяются с другими частями тела.

Голова, плечи… [шейное сплетение]

Правое и левое шейные сплетения состоят из передних ветвей шейных спинномозговых нервов C01 – C04 и иннервируют передние мышцы шеи, а также кожу на шее, голове и плечах. Части C05 также участвуют в шейном сплетении, но C05 обычно не считается частью сплетения.

Диафрагмальный нерв, состоящий из аксонов от C03 – C05, также технически не является частью шейного сплетения. Однако это важно отметить, потому что он иннервирует диафрагму. Если вы дышите (а я надеюсь, что вы дышите!), Вы можете поблагодарить диафрагмальный нерв. На изображении ниже вы можете увидеть, как C03 – C05 соединяется с диафрагмальным нервом и как диафрагмальный нерв проходит вниз к диафрагме.

Изображение из Атласа анатомии человека.

Шнуры питания [плечевое сплетение]

Плечевое сплетение, состоящее из передних ветвей спинномозговых нервов C05 – T01, иннервирует руки и грудной пояс.Вы можете использовать латинское слово для обозначения руки, brachium, , чтобы запомнить это!

Плечевое сплетение немного сложнее шейного сплетения, потому что его нервы несколько раз разделяются и воссоединяются по пути к месту назначения. Сначала нервы плечевого сплетения образуют стволы, каждый из которых разделяется на передний и задний отделы. Затем части этих разделов снова объединяются, образуя три шнура.

На этом изображении вы можете увидеть спинномозговые нервы, выходящие из отверстий и образующие верхний, средний и нижний стволы.

Изображение из Атласа анатомии человека.

Интересный факт! Нервы переднего отдела плечевого сплетения обычно иннервируют мышцы, сгибающие части руки, а нервы заднего отдела плечевого сплетения обычно иннервируют мышцы, разгибающие части руки.

Ниже каждый ствол разделяется на два своих отдела, и образуются задний, медиальный и латеральный тяж. Вы также можете увидеть, как нервы опускаются под ключицу, когда стволы разделяются и воссоединяются в связки.

Изображение из Атласа анатомии человека.

Наконец, вы можете увидеть основные терминальные ветви каждого спинного мозга, то есть «именованные нервы», которые соединяются со спинными нервами плечевого сплетения.

Изображения из Атласа анатомии человека.

Части C05 – T01 образуют задний канатик. Его первая конечная ветвь — подмышечный нерв, который иннервирует мышцы, например, дельтовидные мышцы плеча. Другая его конечная ветвь — лучевой нерв, который иннервирует задние мышцы руки, такие как трицепс.

Части C08 – T01 образуют медиальный тяж, который имеет две (почти) концевые ветви. Первая из этих ветвей — срединный нерв, который также содержит части латерального канатика. Этот нерв отвечает за иннервацию большинства передних мышц плеча. Если вы когда-нибудь ударили что-то своей «забавной костью», вы знаете, каково это — ударить локтевой нерв, другую конечную ветвь медиального канатика.

Наконец, части C05 – C07 образуют боковой шнур.Его конечные ветви — это рассмотренный выше срединный нерв и кожно-мышечный нерв (попробуйте сказать, что это в пять раз быстрее!), Который иннервирует больше передних мышц руки.

… Колени … [поясничное сплетение]

Теперь мы перейдем к поясничному отделу позвоночника и некоторым спинным нервам, отвечающим за иннервацию мышц ног и таза. Передние ветви L01 – L04 образуют поясничное сплетение, которое иннервирует мышцы бедра и кожу внутренней части ноги.

Изображение из Атласа анатомии человека.

Нервы этого сплетения также делятся на переднюю и заднюю части. Бедренный нерв, который иннервирует такие передние мышцы бедра, как четырехглавая мышца бедра (разгибатель колена) и сгибатели бедра, является основной ветвью переднего отдела. Основная ветвь заднего отдела — запирательный нерв, иннервирующий приводящие мышцы бедра (медиальные мышцы бедра).

… и пальцы ног (косвенно) [Крестцовое сплетение]

Крестцовое сплетение состоит из передних ветвей L04 – S04 и имеет передний и задний отделы.Нервы переднего отдела имеют тенденцию иннервировать мышцы, которые участвуют в сгибании или подошвенном сгибании нижней конечности, тогда как нервы заднего отдела имеют тенденцию иннервировать мышцы, которые участвуют в разгибании или тыльном сгибании. Вместе эти нервы иннервируют таз, ягодичную область, промежность и большую часть ног.

Изображение из Атласа анатомии человека.

Когда силы передней и задней частей крестцового сплетения сочетаются, они образуют седалищный нерв.Этот нерв не может быть супергероем (у капитана седалищного нерва нет большого кольца), но это самый большой и длинный нерв в организме, поэтому он выполняет много работы, чтобы тело работало правильно.

Изображение из Атласа анатомии человека.

Передняя часть седалищного нерва образует большеберцовый нерв.

Задняя часть образует общий малоберцовый нерв, который разделяется на глубокий малоберцовый нерв и поверхностный малоберцовый нерв. Они иннервируют многие передние и боковые мышцы ноги соответственно.

изображений из Атласа анатомии человека.

Травма спинномозговых нервов — она ​​«радикальная»

Вы можете спросить себя, что происходит, когда что-то идет не так со спинномозговыми нервами. А пока мы сосредоточимся на двух примерах: один связан с защемлением спинномозгового нерва, а другой — с заболеванием, которое поражает спинномозговые нервы.

Радикулопатия — это заболевание, возникающее при защемлении спинномозгового нерва. Симптомы часто включают покалывание, боль, потерю чувствительности или мышечную слабость в областях мышц и кожи, иннервируемых этим нервом.

Рассмотрим в качестве примера ишиас (повреждение седалищного нерва, также известное как поясничная радикулопатия). Ишиас часто вызывается смещением или грыжей межпозвоночного диска. Что это обозначает? Иногда внешняя часть диска (волокна) изнашивается, а внутренняя часть диска (геля) отодвигается в сторону, где может давить на корешок спинномозгового нерва. Когда соскользнувший диск слишком сильно давит на корни седалищного нерва, это часто вызывает боль в ягодице и бедре с одной стороны. Сюрприз, сюрприз — это области, иннервируемые седалищным нервом!

Опоясывающий лишай (опоясывающий герпес) — это случай, при котором поражаются, в частности, дерматомы.Дерматом — это область кожи, снабженная спинным нервом. По сути, опоясывающий лишай возникает, когда вирус ветряной оспы (ветряная оспа) попадает в задний корневой ганглий одного или нескольких спинномозговых нервов и остается в организме в спящем состоянии, часто в течение многих лет. Когда вирус снова становится активным, на дерматомах пораженных спинномозговых нервов появляется болезненная зудящая сыпь.

Чтобы увидеть, как опоясывающий лишай влияет на дерматомы, взгляните на карту общих зон, где высыпания опоясывающего лишая появляются бок о бок с картой дерматома тела.Сравнение поразительное. Например, пятна вокруг ребер похожи на полосатый рисунок дерматомов грудных спинномозговых нервов.

Карта мест общего пользования, пораженных черепицей:

Изображения с cdc.gov

Картирование дерматома:

изображений из Атласа анатомии человека.

Вот и все, ребята!

Поздравляю с завершением вихревого путешествия по спинномозговым нервам, их сплетениям и некоторым ключевым нервам, которым они питаются в других частях тела.Теперь вы можете перемещаться по магистрали спинного мозга, а также по основным дорогам, которые от нее отходят.

П.С. Если вы хотите узнать, как с помощью Атласа анатомии человека создавать изображения, подобные приведенным в этой статье, посмотрите это видео!

Чтобы просмотреть 3D-тур по изображениям в этом сообщении в блоге с использованием Атласа анатомии человека 2021 или более поздней версии …

---

Не забудьте подписаться на блог Visible Body, чтобы узнать больше об анатомии!

Вы профессор (или знаете кого-нибудь)? У нас есть отличные наглядные пособия и ресурсы для вашего курса анатомии и физиологии! Узнайте больше здесь.

Дополнительные источники:

Заболевания спины — поясничный, грудной, шейный | Двойная физиотерапия Боро

Если вы когда-либо сталкивались с болезненными состояниями спины, вы не одиноки. По данным Американской ассоциации физиотерапии, боль в спине — самая распространенная боль в стране. Фактически, каждый четвертый американец испытывал боли в спине за последние три месяца. Несмотря на то, что боль в спине является обычным явлением, ее часто неправильно понимают и не лечат.

Физиотерапия может быть очень эффективным вариантом лечения широкого спектра заболеваний спины. Сюда входят все состояния поясничного, грудного и шейного отделов позвоночника, такие как растяжения, растяжения и травмы дисков. Кроме того, послеоперационная реабилитация у физиотерапевта может стать решающим шагом для положительного результата.

Опытные и заботливые физиотерапевты в Twin Boro в Нью-Джерси предлагают нехирургические, неинвазивные методы лечения, которые помогут облегчить боль в спине без зависимости от лекарств.Показано, что физиотерапия решает ужасную проблему зависимости от опиатов. Благодаря комплексному индивидуальному плану лечения наши специалисты помогают пациентам увеличить силу, выносливость и подвижность, что в долгосрочной перспективе способствует уменьшению боли и повышению качества жизни.

Лечение боли в спине

В Twin Boro мы создаем индивидуальную программу лечения и упражнений для непосредственного устранения источника боли путем обретения подвижности и укрепления, чтобы в конечном итоге улучшить функцию.Наша команда работает совместно с каждым пациентом, чтобы определить лучший подход к лечению, отвечающий его конкретным потребностям.

Физиотерапия при заболеваниях спины может включать:

• Практическая мануальная терапия
• Миофасциальный релиз
• Миотерапия триггерной точки
• Нервно-мышечная терапия
• Акупрессурная терапия
• Ультразвуковая терапия
• Вытяжение позвоночника
• Электростимуляция мышц
• Тепло / холод
• Упражнения на усиление предписанные

Факторы риска заболеваний спины

Боли в спине может испытать любой, даже в молодости.Следующие факторы могут повысить риск развития боли в спине:

• Возраст . Хотя в молодости тоже может развиться боль в спине, она чаще встречается у взрослых в возрасте 40 лет и старше.
• Сидячий образ жизни . Отсутствие физических упражнений может привести к ослаблению мышц спины и живота, что может вызвать боли в спине.
• Избыточный вес . При избыточном весе лишний вес может создать слишком большую нагрузку на вашу спину.
  Неправильная техника подъема.Подъем спиной, а не ногами, может привести к травме спины.
• Психологические состояния и заболевания . Люди, склонные к депрессии, могут иметь больший риск боли в спине, а также те, кто страдает артритом и раком.
• Курение . Исследования показывают, что у курильщиков чаще возникают боли в спине.

Общие симптомы боли в спине

Боль в спине может иметь большое влияние на качество жизни, ограничивать подвижность и мешать работе и нормальной деятельности.Боль в спине может варьироваться по интенсивности от легкой до сильной и может включать следующие симптомы:

• Стрельба, жжение или колющие ощущения в поясничном, грудном и шейном отделах позвоночника
• Иррадирующая боль по ноге
• Боль, усиливающаяся при сгибании, скручивании, подъеме, стоянии или ходьбе

Если вы теряете жизненные силы из-за хронической боли в спине, вы можете найти облегчение в Twin Boro Physical Therapy, расположенном по всему Нью-Джерси. Общие цели физиотерапии при заболеваниях спины — уменьшить боль, улучшить функции и дать пациентам знания, необходимые для предотвращения травм в будущем.

О позвоночнике человека

Позвоночник человека — это костная структура, которая защищает спинной мозг и служит местом происхождения периферических спинномозговых нервов. Помимо этой защитной функции, позвоночник обеспечивает стабильность и гибкость туловища во многих плоскостях.

Позвоночник человека разделен на четыре области, которые находятся между головой и тазом. Эти четыре отдела (от головы вниз) — это шейный отдел позвоночника (шея), грудной отдел позвоночника (середина спины), поясничный отдел позвоночника (поясница) и крестец (часть таза).Каждая из этих областей уникальна как по дизайну, так и по функциям.

Общими для шейного, грудного и поясничного отделов позвоночника являются следующие анатомические структуры.

• Костные позвонки

• Фацетные соединения

• Межпозвоночный диск

• Спинномозговые нервы

• Связки

• Мышцы

Позвонок

Позвонки — это костные строительные блоки спины и позвоночника. Они предназначены для защиты спинного мозга, обеспечения опоры и структуры позвоночника и выдерживают вес головы и туловища.Позвонки каждого отдела позвоночника различаются, потому что они выполняют разные функции, характерные для этой области.

Шейный : Есть семь шейных позвонков, и они самые маленькие и самые подвижные в теле.

Грудной : 12 позвонков грудного отдела позвоночника крупнее и менее подвижны. Грудные позвонки являются источником двенадцати ребер грудной клетки, которые служат для защиты жизненно важных органов тела (например, легких, сердца, печени, почек и т. Д.).)

Поясничный : пять позвонков поясничного отдела позвоночника — самые большие в организме. Они более подвижны, чем грудные позвонки, но менее подвижны, чем шейные позвонки. Поясничные позвонки рассчитаны на то, чтобы выдерживать вес туловища и соединять верхнюю половину тела с тазом и ногами.

Некоторые общие состояния позвонка включают компрессионный перелом позвоночника, спондилолистез, анкилозирующий спондилит, остеопороз и спондилез.

Фацетные соединения

Каждый позвоночный уровень позвоночника имеет два фасеточных сустава, которые соединяют один позвонок с другим.Функция фасеточных суставов заключается в обеспечении поддержки, стабильности и подвижности позвоночника.

Все фасеточные суставы имеют суставной хрящ, покрывающий концы костей. Суставной хрящ имеет гладкую и блестящую поверхность, что позволяет концам костей свободно скользить друг по другу. Кроме того, каждый сустав окружен защитной оболочкой для мягких тканей, называемой капсулой, и смазывается синовиальной жидкостью.

Общие состояния фасеточных суставов включают спондилез, остеоартроз позвоночника, воспаление фасеточных суставов, дегенеративное заболевание суставов позвоночника и фасеточную артропатию.

Межпозвоночный диск

Межпозвоночный диск — это фиброзно-хрящевая структура, расположенная между телами соседних позвонков. Между каждой парой позвонков в позвоночнике есть диск, за исключением первого и второго шейного уровня.

Диск похож на пончик с желе. Он имеет ряд наружных фиброзных колец (фиброз кольца), окружающих студенистый центр (студенистое ядро). Диск функционирует как амортизатор, позволяет двигаться и служит хрящевым суставом между соседними позвонками.

Общие состояния межпозвонкового диска включают выпячивание диска, грыжу диска, выпадение диска, остеохондроз, разрыв межпозвонкового диска, разрыв диска и смещение диска.

Межпозвоночное отверстие

Когда межпозвоночный диск и суставы соединяют два тела позвонка, они образуют каналы по обе стороны от позвоночника. Эти каналы называются межпозвоночными отверстиями. Нервы, выходящие из спинного мозга, проходят через отверстия, выходят из позвоночного столба и выходят к телу.

Размер или диаметр спинномозгового отверстия может варьироваться от человека к человеку. Любой компромисс или вторжение в канал может оказать давление на выходящий нерв. Это может вызвать симптомы, варьирующиеся от боли, покалывания, онемения или даже слабости.

Некоторые состояния, влияющие на межпозвонковое отверстие, включают стеноз позвоночника, остеоартрит позвоночника и дегенеративное заболевание суставов

Спинномозговые нервы

Спинномозговые нервы — это электрические провода тела.Они берут начало в ядре позвоночника и выходят из позвоночного столба через межпозвонковое отверстие. Попав в тело, спинномозговые нервы считаются периферическими. Они обеспечивают как сенсорную (афферентную), так и двигательную (миотомную) иннервацию тела.

Повреждение или нарушение проводимости (способности передавать информацию) этих нервов может вызвать неврологические проблемы, такие как боль, слабость, аномальные ощущения и изменения спинномозговых рефлексов.

Общие состояния спинномозгового нерва включают защемление нервного корешка, прикрепленный нервный корешок, защемление нерва, жало, радикулит, поясничную радикулопатию и шейную радикулопатию.

Спинные связки

Связки — это волокнистые связки мягких тканей, которые прикрепляют кость к кости. В позвоночнике существует две классификации связок: внутрисегментарные и межсегментарные. Внутрисегментарные связки прикрепляют отдельные позвонки друг к другу. Межсегментарные связки прикрепляются ко многим позвонкам и удерживают их вместе.

Связки позвоночника жизненно важны для обеспечения стабильности и структуры позвоночника. Они также позволяют перемещаться в разных плоскостях.Связочная система позвоночника защищает межпозвонковые диски от травм и предотвращает чрезмерное движение позвоночника.

Основными связками внутрисегментарной группы являются желтая связка, межостистая связка и межпоперечные связки. Основные связки межсегментарных связок включают переднюю продольную связку, заднюю продольную связку и надостной связку.

Мышцы позвоночника

Мышечная система позвоночника большая и сложная, включая глубокие мышцы, выпрямляющие позвоночник, или параспинальные группы мышц, которые проходят параллельно позвоночнику.Кроме того, есть более поверхностные мышцы, которые помогают двигаться и защищают позвоночник. В каждой области позвоночника есть группа мышц, которые служат для поддержки, движения и стабилизации.

Мышцы позвоночника работают вместе со связками, обеспечивая движение, стабильность и поддержку позвоночника. Их можно разделить на категории в зависимости от их функции. Четыре основные категории — это сгибатели, разгибатели, боковые сгибатели и вращатели.

Мышцы могут быть многосегментными, соединяться и прикрепляться к более чем одному позвонку или мышцам, которые поддерживают и перемещают один сегмент относительно другого.Раздражение или повреждение структур позвоночника может вызвать спазм и боль в мышцах спины. Травма, стеснение или слабость мышц позвоночника может привести к боли, снижению способности сохранять хорошую осанку, ограничению движений и снижению способности стабилизировать позвоночник во время активности.

Посетите наш канал YouTube, чтобы увидеть больше информационных видео!

Анатомия позвоночника | Полная ортопедия

Позвоночник человека состоит из 5 основных сегментов: шейного, грудного, поясничного, крестцового и копчикового.Каждый сегмент состоит из отдельных костей, называемых позвонками, которые наложены друг на друга.

Шейный отдел позвоночника состоит из 7 позвонков, грудной — из 12, а поясничный — из 5. 5 позвонков крестцовой области срослись в одну кость. Точно так же 4 позвонка копчика (копчика) также сливаются вместе, образуя одну кость.

Форма и размер позвонков в разных сегментах приводят к характерной двойной S-образной форме позвоночного столба в вертикальном положении.Шейный отдел позвоночника естественно изогнут с изгибом внутрь, грудной отдел изогнут наружу, а поясничный отдел изогнут внутрь.

Рентгеновский снимок нормального шейного и поясничного отделов позвоночника.

Рентгеновский снимок нормального шейного и поясничного отделов позвоночника.

Шейный отдел позвоночника начинается от основания черепа и заканчивается в верхней части грудной клетки. Шейный отдел позвоночника помогает в движении головы, обеспечивая устойчивость. Грудной отдел позвоночника соединяет шейный отдел позвоночника с поясничным отделом, начиная с верхней части груди и заканчивая серединой спины.

Грудной отдел позвоночника соединяется с грудной клеткой. Поясничный отдел позвоночника состоит из крупных позвонков, поскольку он поддерживает вес тела и соединяет верхнюю часть тела с тазом.

МРТ поясничного отдела позвоночника в аксиальном и сагиттальном сечениях.

МРТ поясничного отдела позвоночника в аксиальном и сагиттальном сечениях.

Каждый позвонок образует канал при наложении друг на друга, создавая безопасный канал для спинного мозга и нервных корешков. Спинной мозг проходит от основания головного мозга через отверстие в нижней части черепа и заканчивается на уровне 1-го и 2-го поясничных позвонков.После того, как спинной мозг оканчивается около L1 и L2 позвонков, он продолжается вниз как пучок нервов, известный как конский хвост.

Спинной мозг дает ветви, которые проходят через отверстия в позвонках, известные как межпозвонковые отверстия. Эти выходящие нервы служат связью между головным и спинным мозгом с тканями, которые они снабжают.

Фасеточные суставы отвечают за естественные изгибы позвоночника. Они также обеспечивают стабильность позвоночника и помогают в его движении.Каждый позвонок имеет 2 пары фасеточных суставов, одна пара обращена вверх, соединяясь с позвонками выше, а другая пара обращена вниз, соединяясь с позвонком ниже.

Фасеточные суставы стабилизируют позвоночник во время различных движений, таких как скручивание, наклон вперед или назад. Как и другие суставы тела. Каждый фасеточный сустав покрыт капсулой. Концы костей, образующие фасеточные суставы, покрыты защитной тканью, известной как хрящ. Капсула сустава выделяет водянистую жидкую жидкость для смазки и питания сустава.

Межпозвоночные диски соединяют тела каждого позвонка друг с другом. Межпозвоночные диски представляют собой плоские ткани в форме диска, которые действуют как амортизатор между соседними позвонками. Каждый диск состоит из толстого фиброзного внешнего кольца, известного как фиброзное кольцо, и мягкого внутреннего центра, известного как пульпозное ядро. Пульпозное ядро ​​имеет гелеобразную консистенцию, что придает диску гибкость и амортизирующие свойства.

Связки — это прочные волокнистые ткани, соединяющие позвонки.Различные связки соединяют соответствующие позвонки. Вместе позвоночные связки обеспечивают структурную стабильность позвоночника в состоянии покоя и во время движения.

Спинальная мышца и сухожилия вокруг позвоночного столба вместе помогают двигать позвоночник и обеспечивают стабильность. Мышцы и сухожилия, прикрепленные сзади и по бокам, помогают сгибать позвоночник назад, а мышцы спереди, включая мышцы живота, помогают сгибать позвоночник вперед.

Шейный отдел позвоночника с протезом диска

На изображении выше показан шейный позвонок с протезом шейного диска.Протезный диск может использоваться для лечения пациентов с заболеванием шейного межпозвонкового диска. Преимущество замены диска заключается в сохранении движения пораженного сегмента по сравнению с сращением шейного отдела позвоночника.

Спинальные мышцы космонавтов сокращаются и ослабевают после длительного пребывания в космосе

Жизнь в космосе может сказаться на спине космонавта, со временем ослабляя мышцы позвоночника, подтверждает новое исследование. В условиях микрогравитации эти мышцы склонны к атрофии, в результате чего кости позвоночника становятся жесткими и выпрямляются.Такие изменения тела могут объяснить, почему так много астронавтов страдают от болей в спине после полетов на низкую околоземную орбиту. И решение этой проблемы может иметь решающее значение, если НАСА хочет когда-нибудь отправить людей на Марс.

---

Решение этой проблемы может иметь решающее значение, если НАСА хочет отправить людей на Марс

До сих пор исследователи считали, что боль в спине у космонавтов вызвана скоплением жидкости в дисках позвоночника — хрящевых суставах, которые смягчают кости позвоночника. Но после проведения МРТ и других тестов шести астронавтов НАСА ученые из Университета Сан-Диего обнаружили, что диски не так сильно меняли свою форму в космосе.Вместо этого параспинальные мышцы, которые соединяют кости позвоночника вместе и контролируют их движения, уменьшились в размере примерно на 19 процентов, согласно исследованиям, санкционированным НАСА, подробно описанным сегодня в журнале Spine .

Результаты могут означать, что астронавтам пора внести некоторые изменения в свой распорядок дня в космосе, чтобы оставаться здоровыми. В настоящее время космонавты тренируются около двух часов каждый день, чтобы укрепить свои мышцы и кости. Эти системы могут ослабнуть в космосе, поскольку они не работают против гравитации.Автор исследования Алан Харгенс говорит, что упражнения для укрепления кора и шеи могут потребоваться, чтобы сохранить здоровье спины.

«Мы думаем, что шея — это часть позвоночника, которая особенно восприимчива к этой потере силы тяжести», — говорит Хардженс, профессор ортопедической хирургии Калифорнийского университета в Сан-Диего, The Verge . «Так что нужны упражнения для шеи космонавта получше. Насколько нам известно, сейчас у них ничего нет».

Астронавт JAXA Коичи Ваката тренируется на беговой дорожке космической станции.(НАСА)

Обычно позвоночник человека имеет естественный изгиб, но в космосе на эти кости не действует сила тяжести, поэтому они естественным образом выпрямляются. А по мере того как окружающие мышцы ослабевают, кости могут становиться жестче, в результате чего позвонки накладываются друг на друга и стирают эту естественную кривизну. Это могло бы объяснить, почему около двух третей людей, которые проводят в космосе несколько месяцев, страдают той или иной болью в спине, а у астронавтов риск грыжи межпозвоночного диска в четыре раза выше, когда они возвращаются на Землю.(В космосе космонавты страдают и от множества других проблем со здоровьем.)

Эти проблемы со спиной, кажется, также совпадают с удлинением позвоночника

Эти проблемы со спиной, кажется, также совпадают с удлинением позвоночника. Астронавты обычно возвращаются на Землю примерно на два дюйма выше, чем до отбытия. «Если вся эта кривизна исчезнет, ​​мы думаем, что это объясняет, почему астронавты растут», — говорит Харгенс. «А из-за сильной атрофии мышц вокруг позвоночника это делает позвоночник уязвимым для травм, когда астронавты возвращаются на Землю.«

Сегодняшнее исследование показывает, что все эти проблемы могут быть вызваны значительным ослаблением спинных мышц. МРТ и стресс-тесты шести астронавтов НАСА показали, что параспинальные мышцы сократились примерно на 19 процентов после космического полета, а площадь поперечного сечения мышц — ключ к силе мышц — уменьшилась с 86 процентов до 72 процентов после космического полета. Через два месяца после полета площади поперечного сечения восстановились только примерно на две трети.

«В этом есть смысл.С мускулами, если вы их не используете, вы их теряете », — говорит Дорит Доновил, заместитель главного научного сотрудника Национального института космических биомедицинских исследований, которая не принимала участия в исследовании, The Verge .« Если вам не нужно чтобы стабилизировать позвоночник против силы тяжести, было бы разумно, чтобы эти мышцы со временем атрофировались ».

Йога может помочь укрепить мышцы кора

Учитывая эти результаты, Харгенс и его команда работают над рекомендациями для НАСА по лучшим упражнениям и устройствам для смягчения этих эффектов.По словам Харгенса, йога, например, может помочь в укреплении корпуса, а шейные устройства, имитирующие гравитацию, также могут помочь, поскольку именно в этой области астронавты испытывают наибольшие грыжи межпозвоночных дисков. Кроме того, по словам Харгенса, астронавты могут поднимать слишком много тяжестей во время тренировок в космосе, что может еще больше повредить позвоночник.

Важно определить правильный режим упражнений для астронавтов, тем более что НАСА хочет когда-нибудь отправить людей на поверхность Марса.Поездки на Красную планету могут занять до шести месяцев, и к моменту прибытия астронавты должны быть в максимально возможном состоянии здоровья.