Шейного отдела строение: Строение шейного отдела позвоночника у млекопитающих и человека в норме и эксперименте

Шейный отдел строение и функции. Шейный отдел позвоночника

Шея является одной из наиболее сложных частей человеческого тела. В ней расположены жизненно важные органы и артерии, снабжающие кровью головной мозг, позвоночные кости, несколько групп мышц и фасций, разъединяющих нервные пучки и кровеносные сосуды, а также лимфатические узлы.

Анатомические особенности или «шейные треугольники»

Строение шеи человека одинаковое у всех, однако визуально эта часть тела порой кардинально отличается – у одних шея длинная и тонкая, а у других – короткая и толстая. Такое различие абсолютно не оказывает влияния на функционирование внутренних органов, зато прекрасно отражает физические характеристики обладателя – пол, возраст и, в большинстве случаев, состояние здоровья.

Топографическая анатомия шеи включает несколько треугольников, которые позволяют четко определить расположение кровеносных сосудов, нервных корешков и лимфатических узлов. Эти треугольники представляют собой участки, ограниченные мышцами.

Шея условно подразделяется на 4 сегмента – передний, задний, латеральный и грудинно-ключично-сосковый. Топографические треугольники находятся в пределах этих сегментов, и в случае оперативного вмешательства служат основными ориентирами для хирургов.

Срединная линия делит шею на две области – переднюю и заднюю. Эта линия проходит от подбородка до начала яремной впадины. Передний треугольник шеи находится спереди, и ограничен сверху нижним краем нижней челюсти, по бокам – грудинно-ключично-сосцевидными мышцами, а снизу – яремной ямкой в месте схождения ключиц.

Передний треугольник состоит из нескольких, более мелких треугольников:

• сонного;
• лопаточно-трахеального;
• поднижнечелюстного;
• треугольника Пирогова;
• внечелюстной ямки.

Сонный

В области сонного треугольника расположены внутренняя и внешняя сонные артерии, блуждающий нерв и внутренняя яремная вена. Здесь же пролегает шейная ветвь лицевого и верхняя часть поперечного шейного нерва. Несколько глубже находятся лимфатические узлы.

Внешняя сонная артерия имеет несколько ответвлений:

• щитовидное;
• языковое;
• лицевое;
• мозговое;
• ушное;
• глоточное;
• глазное,
• зубное.

Все отходящие артерии обеспечивают подачу крови соответствующим органам – щитовидной железе, ушам, мозговой оболочке, глазным яблокам, большей части лица, коже, корням зубов и пр. В границах сонного треугольника, рядом с сосудисто-нервным сплетением, расположена верхняя часть подъязычного нерва. Немного дальше и ниже находится одна из ветвей блуждающего нерва – гортанный нерв. В глубине шеи, на фасционной предпозвоночной пластинке – симпатический ствол, называемый также симпатической цепочкой.

Лопаточно-трахеальный (мышечный)

В границах мышечного треугольника находятся жизненно важные для человека органы – гортань, глотка, трахея, пищевод и щитовидная железа. В области яремной впадины трахея прикрыта только кожным покровом и сходящимися здесь фасциальными пластинками – поверхностной и предтрахеальной. Совсем рядом, на расстоянии сантиметра от срединной линии, проходит внешняя яремная вена, которая направляется в пространство над грудиной, заполненное клетчаткой.

Поднижнечелюстной

В этом треугольнике расположена одна из нескольких слюнных желез – поднижнечелюстная. Сюда доходит шейная ветвь лицевого и корешки разветвленного поперечного шейного нерва. Здесь находятся также лицевая артерия и вена, а под нижней челюстью – поднижнечелюстные лимфоузлы.

Треугольник Пирогова

Этот участок располагается под нижней челюстью, его границами являются подъязычный нерв сверху и подъязычно-язычная мышца снизу. По боковой поверхности подъязычно-язычной мышцы проходит нить подъязычного нерва, а ниже – язычная вена. Глубоко в мышечных волокнах находится язычная артерия. Стоит отметить, что треугольник Пирогова может вовсе отсутствовать или иметь очень малые размеры.

Внечелюстная ямка

На этом участке проходит ушно-височный и лицевой нерв, зачелюстная вена, наружная сонная артерия. Между лестничными мышцами располагается переднелестничное и межлестничное пространство.

Анатомия треугольников задней области представлена лопаточно-ключичным и лопаточно-трапециевидным сегментами

Лопаточно-ключичный

Лопаточно-ключичный треугольник расположен непосредственно над ключицей, в этой зоне находится крайняя часть подключичной артерии и одноименная (подключичная) область плечевого нервного сплетения, а между ними располагается поперечная шейная артерия. Над спинномозговыми нервами проходит надлопаточная и поверхностная артерии. Рядом с подключичной артерией, перед лестничной мышцей, пролегает подключичная вена. Она срастается с шейной и подключичной фасциями.

Лопаточно-трапециевидный

Данный треугольник ограничен внешним краем трапециевидной мышцы, задней частью грудино-ключично-сосцевидной мышцы и нижним краем лопаточно-подъязычной мышцы. В этой области расположен добавочный нерв, отвечающий за двигательную активность головы и плеча. В промежутке между лестничными мышцами образовано плечевое и шейное сплетение, от которого отходит несколько нервных ветвей – малый затылочный, большой ушной, шейный поперечный и надключичные нервы.

Мышечный каркас

Органы и позвонки, расположенные в шее, надежно защищает прочный корсет из мышц, фасций, сухожилий и подкожной клетчатки. Сверху вся эта сложная конструкция закрыта кожной оболочкой. Анатомия мышц шеи такова, что обеспечивает данной части тела необходимую подвижность и гибкость.

Мышцы шейного отдела представлены несколькими слоями: поверхностным, срединным и глубоким. К поверхностным мышцам относятся:

• подкожная – тонкая мышечная пластинка, сращенная с кожным покровом. Она начинается вверху грудной клетки, на уровне второго ребра, и закрепляется с краю нижней челюсти. Мышечные волокна переходят на лицевую область, где переплетаются с жевательной и околоушной фасциями. Подкожная мышца выполняет защитную функцию для подкожных вен лица и шеи, отвечает за мимику благодаря способности оттягивать угол губ книзу;
• грудино-ключично-сосцевидная мышца расположена сзади подкожной и представляет собой довольно мощный тяж, волнообразно пересекающий шейную область от сосцевидного отростка до места соединения грудины с ключицами. Данная мышца может сокращаться с одной стороны, обеспечивая наклон головы. Сокращение обеих сторон дает возможность держать череп в вертикальном положении, сгибать позвоночник в шейном отделе и в то же время поднимать голову, а также грудную клетку во время вдоха. Таким образом, грудино-ключично-сосцевидная мышца участвует еще и в процессе дыхания.

Срединные мышцы подразделяются на две группы – надподъязычную и подподъязычную. В первую группу входят:

• двубрюшная. Топография этой мышцы такова, что она делит передний треугольник шеи на несколько меньших – поднижнечелюстной, сонный и надподъязычный. Расположена двубрюшная мышца под нижней челюстью, и названа так потому, что имеет два разделенных сухожилием брюшка. Функцией этого мышечного образования является опускание нижней челюсти, то есть с его помощью человек открывает рот;
• шилоподъязычная. Начинается от шиловидного отростка кости виска, проходит рядом с поверхностью заднего брюшка двубрюшной мышцы, и далее прикрепляется к выступу подъязычной кости;
• челюстно-подъязычная. Представлена в форме неправильного треугольника, и является двусторонней. Соединение этих двух сторон образует дно ротовой полости, поэтому челюстно-подъязычные мышцы называют диафрагмой рта. Данное мышечное образование входит в состав сложного механизма, обеспечивающего работу нижней челюсти, подъязычной кости, гортани и трахеи. Сокращаясь в момент глотания, челюстно-подъязычная мышца приподнимает язык и прижимает его к небу. Благодаря этому пищевой комок проталкивается в глотку. Кроме того, мышца принимает активное участие в воспроизведении членораздельной речи;
• подбородочно-подъязычная. Находится в непосредственной близости с предыдущей, челюстно-подъязычной мышцей, только немного выше. Функции этих двух мышц идентичны, они фактически дополняют работу друг друга.

Вторая группа подъязычных мышц – подподъязычная, которая включает:

• лопаточно-подъязычную. Удлиненная и плоская парная мышца разделена сухожилием на две части (брюшки). Ее назначение – натяжение шейной фасции и тяга подъязычной кости вниз;
• грудино-подъязычную. Тонкая и уплощенная мышца, начинающаяся от задней поверхности ключицы и закрепленная противоположным концом к подъязычной кости. В момент сокращения перемещает подъязычную кость книзу;
• грудино-щитовидную. Простирается от рукоятки грудины до щитовидного хряща гортани. Основная функция мышцы – тянуть гортань книзу;
• щитовидно-подъязычную. Данное образование представляет собой продолжение предыдущей, грудино-щитовидной мышцы. Двигает подъязычную кость к гортани, а при фиксации кости тянет гортань вверх.

Глубокие мышцы шеи являются латеральными, то есть боковыми, и носят название лестничных. Анатомия шеи человека включает лестничные мышцы трех основных типов:

• передние. Начало — в области поверхности III-VI шейных позвонков, затем мышцы опускаются вниз и крепятся к выступу первого ребра. При активности этих мышц поднимается верхнее ребро в момент вдоха и сгибания шеи вперед, а при одностороннем сокращении наклон и поворот шейного отдела в соответствующую сокращенной мышце сторону;
• средние. Находятся следом за передними лестничными мышцами, но немного глубже. Начало — задняя поверхность шести последних позвонков, конец — верхняя часть первого ребра, за нитью подключичной артерии. Средняя лестничная мышца работает как мышца вдоха, поднимая первое по счету ребро. При одностороннем напряжении позволяет наклонять и поворачивать шейный отдел в нужную сторону, а двойное сокращение обеспечивает сгибание шеи к груди;
• задние. Находятся позади средних лестничных мышц, начинаясь от поперечных отростков III-VI шейных позвонков и прикрепляясь другим концом к внешней поверхности второго ребра. Задняя мышца функционирует аналогично средней, но поднимает не первое, а второе ребро, работает при вдохе.

Мышцы разгибатели

Классификация шейных мышц не ограничивается описанием поверхностных, срединных и глубоких мышц. В этой сложно устроенной системе находятся также и мышцы, отвечающие за разгибание шеи.

К ним относятся:

• трапециевидная мышца. Одним концом крепится к ключице, а другим – к лопаточной оси. Трапеция располагается в задней части шеи и верхнем отделе спины, имеет форму треугольника. Две мышцы образуют форму трапеции. Двустороннее сокращение обеспечивает разгибание шеи и головы, а при сокращении только одной из двух мышц голова будет поворачиваться в противоположном направлении;
• пластырная мышца. Расположена немного ниже трапециевидной мышцы, сокращение обеих сторон дает разгибание шеи и отклонение головы назад. Одностороннее напряжение способствует повороту шеи и головы в ту же сторону;
• выпрямляющая позвоночник мышца. Проходит от крестца до затылка вдоль позвоночного столба и является разгибателем, помогающим отклонять голову назад.

В шейной области насчитывается семь позвонков, которые соединяются межпозвоночными дисками. Позвоночник в этом сегменте особенно подвижный, поскольку здесь нет дополнительных креплений крупных костей. Кроме того, гибкость и мобильность данной области обеспечивают структурные особенности позвонков и окружающих их мягких тканей.

Шейный отдел подразделяется на 2 части – верхнюю, состоящую из двух позвонков, и нижнюю, включающую оставшиеся 5. Два первых позвонка, расположенных вверху, в затылочной части головы, обеспечивают подвижность черепа. Первым идет атлант, который крепится к костям черепа и исполняет роль стержня. С его помощью можно делать вертикальные наклоны головы вперед и назад.

Второй шейный позвонок называется «аксис», он расположен ниже первого, и отвечает за повороты головы в левую и правую стороны. В отличие от атланта и аксиса, каждый из пяти остальных позвонков имеет тело и дугу. Тело соединяется с дугой посредством ножек, а между ними (телом и дугой) остается отверстие. Совокупность отверстий позвонков составляет позвоночный канал, в котором проходит спинной мозг. От дуг отходят остистые и суставные отростки.

Все позвонки окружают мышцы, связки, фасции, сосуды и нервы, а межпозвонковые диски служат позвоночному столбу в качестве амортизаторов. Благодаря своему строению, шейный отдел позвоночника успешно выполняет функцию опоры верхней части тела и придает гибкость шее.

Органы шеи

Органы расположены внутри шеи таким образом, что никакие движения шеей и головой не могут их повредить.

В перечень жизненно важных органов шеи входят следующие:

• гортань;
• глотка;
• трахея;
• пищевод;
• щитовидная железа;
• спинной мозг.

Гортань

Гортань человека представляет собой участок дыхательной системы, соединяющий глотку с трахеей и содержащий голосовой механизм. Гортань состоит из хрящей, три из которых являются парными:

• клиновидного;
• черпаловидного;
• рожковидного;
• двух надгортанных;
• двух щитовидных;
• двух перстневидных.

Хрящи соединены между собой посредством суставов и связок. Наиболее крупный хрящ, щитовидный, образуют две пластины. У женщин эти пластины сходятся под тупым углом, а у мужчин – под острым. Благодаря такому строению на мужской шее есть кадык, или адамово яблоко.

Сверху гортань плотно прилегает к подъязычной кости, внизу сходится с трахеей. С обеих сторон и на внешней части гортани расположена щитовидная железа, а позади – гортаноглотка. Внутреннюю часть органа выстилает слизистая оболочка. Голосовые связки крепятся к черпаловидному и двум щитовидным хрящам, образовывая голосовую щель.

Напряженные мышцы заставляют гортань сжиматься, вследствие чего изменяется ее объем и форма, щель между связками при этом может расшириться либо сузиться. В результате натяжения связок воздух на выдохе преобразуется в звук.

Глотка

Глотка – это канал воронкообразной формы до 12 см в длину, расположенный широким концом кверху. Верхняя поверхность органа сращивается с костью основания черепа, задняя часть крепится к выступу затылочной кости. По бокам глоточный канал прикреплен к височным костям. На высоте VI-го позвонка глотка сужается и переходит в пищевод.

Функции глотки:

• с помощью сократительных движений органа пища, измельченная во рту, проталкивается в пищевод;
• через канал глотки проходит вдыхаемый людьми воздух;
• тембр, высота и громкость звуков речи напрямую зависят от функции глотки. При изменении формы и объема голос может звучать по-разному, а при заболеваниях глотки звучание голоса искажается, и иногда человек даже не может говорить;
• внутренняя поверхность, выстланная слизистой оболочкой, имеет множество ресничек, которые защищают организм от патологических микроорганизмов и бактерий.

Трахея – это дыхательный орган, расположенный между гортанью и бронхами. Длина трахеи варьируется от 11 до 13 см. В буквальном переводе название этого органа звучит как «дыхательное горло».

Трахейная трубка состоит из хрящевых полуколец, которых может быть от 16 до 20. Соединяются эти полукольца соединительной тканью, внутреннюю поверхность трахеи выстилает слизистая оболочка.

Дыхательная функция трахеи заключается не только в прохождении через нее вдыхаемого воздуха, но и в защите организма от инородных частиц. С помощью ресничек слизистой нежелательные элементы выталкиваются к гортани и выводятся с помощью кашля.

Одна из важнейших желез организма – щитовидная,- расположена на передней и боковой частях трахеи, и состоит из двух долей, соединенных перешейком. Этот небольшой орган в форме бабочки настолько мал, что обнаружить его методом пальпации не удастся. Основным предназначением железы является выработка гормонов – тироксина, трийодтиранина и кальцитонина. Количество продуцируемых гормонов регулирует другая железа – гипофиз. В случае нарушения работы гипофиза возникают проблемы со щитовидной железой.

В шее находится одна третья часть пищевода, тогда как остальные две трети расположены ниже. Пищевод является частью пищеварительного тракта и представляет собой полый канал из мышечных волокон, предназначенный для продвижения пищи сверху вниз, в желудок.

Длина пищевода взрослых людей может достигать 30 см. Сверху и снизу находятся сфинктеры, служащие клапанами, обеспечивающими транзит пищи только в одном направлении и препятствующими попаданию содержимого в гортань и ротовую полость.

Спинной мозг

Значимость спинного мозга для человеческого организма трудно переоценить, поскольку с его помощью осуществляется двигательная активность, регулируется сердечная деятельность, поддерживается дыхательная и пищеварительная функции.

Расположен спинной мозг в канале позвоночника, в шейном отделе он переходит без резкой границы в задний отдел головного мозга – продолговатый мозг. В шейном отделе диаметр спинного мозга увеличен в месте выхода нервных пучков, направленных к верхним конечностям. Участок наибольшей ширины находится на уровне 5-6 позвонка.

Таким образом, в сравнительно небольшой части тела сосредоточено множество органов и систем – нервные ветви и кровеносные сосуды, вены и артерии, лимфатические узлы и железы, мускулы и связки, спинной мозг, а также самый подвижный и гибкий отдел позвоночника. Природой предусмотрено все до мелочей, чтобы человек мог жить комфортно и долго. Берегите шею, и будьте всегда здоровы!

Шейные позвонки,
vertebrae cervicales
, С I -C VII (рис. 2.5, 2.6), составляют верхний (шейный) отдел позвоночного столба. Из 7 шейных позвонков два верхних значительно отличаются от прочих, поэтому их называют атипичными. Остальные пять, построены по общему принципу (рис. 2.5).

Характерной особенностью всех шейных позвонков является:

Наличие отверстия в поперечных отростках, ;

Поперечные отростки заканчиваются бугорками — передними и задними;

Передний бугорок VI шейного позвонка хорошо развит, его называют сонным бугорком, tuberculum caroticum
, к нему можно прижать общую сонную артерию при кровотечении;

Суставные поверхности верхних суставных отростков обращены назад и кверху, нижних суставных отростков — вперед и вниз;

Остистые отростки шейных позвонков короткие, раздвоенные на конце.

Рис. 2.5. Типичный шейный позвонок (вид сверху).

1 — corpus vertebrae; 2 — processus transversus; 3 — processus articularis superior; 4 — processus spinosus; 5 — foramen processus transversus.

Первый шейный позвонок
— атлант, atlas

, отличается от общего плана строения свободных позвонков (рис. 2.6а):

Он не имеет тела и вырезок;

Лишен остистого и суставных отростков;

В составе атланта выделяют переднюю и заднюю дуги, arcus anterior et posterior
, соединяющиеся по бокам двумя утолщениями — латеральными массами, massae laterales
;

На передней дуге спереди расположен передний бугорок, tuberculum anterius
. На внутренней (задней) поверхности передней дуги имеется углубление — ямка зуба, fovea dentis
. Она предназначена для сочленения с зубом II шейного позвонка;

На задней дуге атланта находится задний бугорок, tuberculum posterius
;

Сверху и снизу на каждой латеральной массе располагается верхняя и нижняя суставные ямки. Верхние суставные ямки соединяются с мыщелками затылочной кости, а нижние суставные ямки предназначены для сочленения с суставными поверхностями II шейного позвонка;

На верхней поверхности задней дуги с двух сторон видна борозда позвоночной артерии, sulcus a
. vertebralis
.

Второй шейный позвонок, осевой, axis

, отличается наличием зуба — отростка отходящего от тела позвонка (рис. 2.6б). Андрей Везалий назвал этот позвонок эпистрофеем, т.е. вращательным. При поворотах головы атлант вместе с черепом вращаются вокруг зуба. Зуб имеет переднюю суставную поверхность у линии сочленения с ямкой I шейного позвонка и заднюю, для сочленения с поперечной связкой атланта.

Седьмой шейный позвонок, vertebra prominens

, имеет длинный нераздвоенный остистый отросток, который длиннее и толще, чем у соседних позвонков. Его верхушка хорошо прощупывается у живого человека, поэтому его называют выступающим позвонком
(vertebra prominens
). Он играет роль ориентира для отсчета позвонков.

Грудные позвонки
, vertebrae thoracicae
,
Th 1 -Th 12 (см. рис 2.4), крупнее шейных. Остистые отростки длиннее, наклонены вниз и накладываются друг на друга. Также их расположение препятствует переразгибанию позвоночного столба. Суставные отростки грудных позвонков расположены фронтально, суставная поверхность верхних из них обращена назад, нижних — вперед. Концы поперечных отростков утолщены, и для сочленения с бугорком ребра имеют реберную ямку, fovea costalis processus transversus
. Она отсутствует только на XI и XII позвонках.

Характерным для грудных позвонков является наличие суставных углублений — ямок или полуямок — для ребер, расположенных на боковой поверхности тела, тотчас впереди от ножки дуги. На большинстве позвонков имеется с той и другой стороны по две реберные полуямки (одна у верхнего края, другая — у нижнего), foveae costales superiores et inferiores
. Каждая такая полуямка, соединяясь с ближайшей полуямкой соседнего позвонка, образует суставную площадку для головки ребра. Исключение составляет I позвонок (на нем имеется полная ямка для I ребра и полуямка для II), X (только верхняя полуямка для X ребра), XI и XII (на каждом по одной полной ямке для соответствующего ребра).

Рис. 2.6. Нетипичные шейные позвонки.

а — атлант (вид сверху): 1 — arcus anterior
, 2 — massa lateralis
; 3 — foramen processus transversus
; 4 — processus transversus
; 5 — sulcus a. vertebralis
; 6 — arcus posterior
; 7 — tuberculum posterius
; 8 — fovea articularis superior
; 9 — tuberculum anterius
; 10 — fovea dentis
; б — осевой позвонок (вид сзади): 1 — dens
; 2 — facies articularis superior
; 3 — processus spinosus
; 4 — processus transversus
; 5 — foramen processus transversus
.

Поясничные позвонки
, vertebrae lumbales

, L 1 -L 5 (рис. 2.7), имеют массивное тело. Поперечные отростки располагаются почти во фронтальной плоскости и представляют собой рудиментарое ребро и сохранившееся в виде небольшого отростка позади основания его, называемого добавочным отростком (парным), processus accessorius
. Суставные отростки расположены сагиттально, на верхних суставных отростках имеются сосцевидные отростки, processus mammilares
.

Рис. 2.7. Поясничный позвонок.

1 — corpus vertebrae; 2 — processus articularis supenor; 3 — processus spinosus; 4 — processus articularis inferior; 5 — processus transversus.

Крестец
, os sacrum
,
S 1 -S 5 (рис. 2.8), состоит из пяти крестцовых позвонков, vertebrae sacrales
, которые срастаются в одну кость в юношеском возрасте. В кресце различают верхний широкий отдел — основание, basis ossis sacri
; верхушку, apex ossis sacri
; переднюю вогнутую, тазовую поверхность, facies pelvina
; заднюю выпуклую, шероховатую, facies dorsalis
. У места соединения крестца с пятым поясничным позвонком образуется выступ, направленный вперед — мыс, promontorium
.

На тазовой поверхности крестца отчетливо видны четыре поперечные линии, lineae transversae
, следы сращения тел крестцовых позвонков друг с другом. На концах этих линий справа и слева имеются тазовые крестцовые отверстия, foramina sacralia anteriora
, s
. pelvina
. На выпуклой дорсальной поверхности крестца видны с каждой стороны дорсальные крестцовые отверстия, foramina sacralia posteriora
, s
. dorsalia
.

Рис. 2.8. Крестец и копчик (а — вид спереди; б —
вид сзади).

1 — foramina sacralia pelvina; 2 — lineae transversae; 3 — cornua coccygea; 4 — cornu sacrale; 5 — crista sacralis mediana; 6 — facies auricularis; 7 — crista sacralis lateralis; 8 — tuberositas sacralis; 9 — foramina sacralia dorsalia; 10 — crista sacralis intermedia; 11 — hiatus sacralis.

Пять крестцовых гребней образовались при сращении отростков крестцовых позвонков. Непарный срединный крестцовый гребень, crista sacralis mediana
, — это сросшиеся остистые отростки. Парный промежуточный гребень, crista sacralis intermedia
, является результатом сращения суставных отростков, а парный латеральный крестцовый гребень, crista sacralis lateralis
, образовался при сращении поперечных отростков.

На верхнебоковых отделах крестца находятся ушковидные поверхности, facies auricularis
, для сочленения с одноименными поверхностями подвздошных костей. С каждой стороны между ушковидной поверхностью и латеральным гребнем имеется крестцовая бугристость, tuberositas sacralis
, к которой прикрепляются связки и мышцы. Позвоночные отверстия сросшихся крестцовых позвонков образуют крестцовый канал, canalis sacralis
. Этот канал оканчивается внизу крестцовой щелью, hiatus sacralis
. По бокам щель ограничена крестцовыми рогами, cornu sacrale
, — рудимент суставных отростков.

Копчик, os coccyges
,
Cc 1 -Cc 4-5 , является результатом сращения 3-5 рудиментарных копчиковых позвонков, vertebrae coccygeae
. Копчик имеет форму треугольника. Основание его обращено вверх, верхушка — вниз и вперед. Для сочленения с крестцом имеются копчиковые рога, cornua coccygea
. Отростки и дуги у них отсутствуют.

Позвоночник состоит из нескольких отделов, каждый из которых выполняет свою функцию в теле человека. В нашей статье мы подробно рассмотрим шейные позвонки, анатомия данного отдела имеет свои уникальные особенности. Они наиболее подвижные и маленькие в позвоночнике, но имеют важное значение в работоспособности всего организма.

[ Скрыть
]

Анатомические особенности

Шейный отдел позвоночника у человека состоит из семи позвонков, всего в организме их насчитывается тридцать четыре. Это наиболее подвижная часть столба, которая отвечает за движения шеи и головы. Именно данный отдел чаще всего подвергается травматическим поражениям. Так происходит в связи со слабостью мышечной ткани по сравнению с другими частями тела, а позвонки менее прочные и небольшого размера.

Строение шейного отдела имеет свои особенности – первый, второй и последний позвонки отличаются от остальных. Первый называется Атлант, и его повреждение приводит к серьезным последствиям для организма. Так как он соединяет голову и позвоночник.

Из чего состоят?

В строении позвонка выделяют тело и дугу, которая закрывает позвоночное отверстие. На дуге имеются различные по форме отростки – парные, парные поперечные и остистый. Дуга у своего основания имеет верхние и нижние вырезки. Отверстие внутри позвонка формируется за счет вырезок двух смежных позвонков.

Отличия шейных позвонков:

• отверстие в поперечных отростках;
• увеличено треугольное отверстие по сравнению с таким же в других отделах;
• тело имеет меньший размер и овальную форму, которая вытянута в поперечном направлении. Исключением является атлант – у него и вовсе тело отсутствует.

Позвонки формируют кости. Тело является передней частью, а сзади располагается дуга со всеми отростками. Посредине между ними формируется отверстие, через которое проходит канал со спинным мозгом. Так построен типичный позвонок. Его тельце обладает вогнутой формой. А от третьего до шестого имеют специфическую верхнюю часть – края по бокам как бы поднимаются слегка вверх, образую крючок.

Позвонковое отверстие напоминает треугольник, имеет достаточно большой размер. А отростки короткие в длину, располагаются под углом, с плоскими, чуть выпуклыми поверхностями. От второго позвонка и далее тело обладает остистыми отростками, которые становятся больше в длину. На конце имеют расщепление и незначительный наклон вниз.

Есть также и маленькие отростки, которые располагаются в разные стороны друг от друга. Сверху у них находится глубокая бороздка, внутри которой проходит нерв спинного мозга. Бородка располагается посредине между двумя бугорками (задним и передним), которые находятся на окончании поперечного отростка.

На шестом позвонке располагается передний бугорок большего размера, так как спереди от него проходит сонная артерия. При возникновении кровотечения она прижимается к данному бугорку. У тел позвонков есть поперечный отросток, который формируется за счет двух других отростков. Передний – это рудимент ребра, а вот задний – просто отросток. Каждый из них обрамляет отверстие поперечного отростка, в котором проходят кровеносные сосуды.

Такое сложное устройство позвонков необходимо для тщательной защиты спинного мозга, который отвечает за функциональность многих органов и конечностей.

Какое количество насчитывается?

Итак, как мы уже писали, количество позвонков в шейном отделе составляет семь штук. Первый — это Атлант, а следующий называется Аксис. Именно они соединяют череп и позвоночник с помощью так называемого атлантоаксинально-затылочного соединения. Первые два позвонка имеют свою особенную структуру. Между ними находятся три сочленения, два парных, а третье располагается в месте соединения зубовидного отростка аксиса с дугой атланта.

У атланта отсутствует дуга и тело, как у остальных позвонков. Он имеет особенную структуру в форме кольца из передней и задней дуги. Они скрепляются элементами сверху овальной формы, а снизу плоской. Здесь же происходит касание кости затылка. Нижняя плоская часть имеет точку соединения с аксисом. Передняя дуга формирует бугорок, а задняя незначительное углубление, которое соединяется с зубом тела. А вот на задней дуге остистого отростка находится задний бугорок, там проходит бороздка для артерии.

Второй позвонок также имеет специфическую форму. Он является осью, на которой располагается и вертится голова. На аксисе находится зуб (направлен вверх) с острой вершиной. На него, как на шарнир, крепится атлант и вся голова. Спереди у зуба расположен участок, к которому прикрепляется зуб первого позвонка. Сзади зуба есть задняя часть сустава, к которой прикреплена связка от атланта.

Третий, четвертый, пятый и шестой позвонки являются абсолютно типичными, их строение мы описали выше. А вот седьмой обладает своими особенностями. У него есть больше по размеру, чем у остальных, остистый отросток, который не делится на две части. Также присутствуют поперечные, которые имеют значительную длину. При этом поперечные отверстия практически не видны, а на теле сбоку расположено углубление, в котором соединяется шейный отдел с первым ребром.

Роль и функции в организме

Первые два позвонка отвечают за крепление и повороты черепной коробки. При поражении атланта он может прирасти к черепу, это серьезная травма. Она нарушает двигательную способность черепа и его кровоснабжение.

Функции третьего — седьмого позвонков: опорная, двигательная, защитная для спинного мозга. В каждом поперечном отростке присутствует отверстие для артерии позвоночника. За счет такой структуры шейный отдел позволяет выполнять действия сгибания, разгибания, наклоны вбок, круговые и ротационные движения, а также по вертикальной оси.

Для выполнения данных функций важное значение имеют шейные мышцы и связки, которые позволяют данному отделу быть одновременно мобильным, а также подвижным. Шестой позвонок стоит отметить отдельно. Его еще называют сонный бугорок, так как рядом с ним проходит сонная артерия. Поскольку существует высокий риск травмирования данной артерии, природой было задумано более сильное развитие и подвижность бугорка в данном позвонке.

Каждый позвонок выполняет свою особенную функцию, тогда как вместе они представляют собой целую систему защиты для спинного мозга и взаимодействия в движениях. При нарушениях в позвонках, например, грыже, протрузиях человек начинает чувствовать себя плохо. Возникают боли, головокружение, тошнота, так как голова плохо снабжается питанием, зажимаются нервные окончания.

Подробное строение

Позвоночник представляет собой целую систему, и позвонки в ней составляют лишь ее одну часть. Они состоят из костей и располагаясь друг на друге, образовывают столб. Выше мы уже рассмотрели их подробное строение. Между позвонками располагаются диски. Они являются прокладкой между костными структурами, амортизируя все движения, а также выполняют соединительную функцию.

Для скрепления костей между собой в позвоночнике находятся связки. А между позвонками располагаются фасеточные сочленения, создавая возможность позвоночнику двигаться. Ну и естественно мышцы, которые окружают позвоночник и позволяют ему поддерживать свое положение и двигаться.

Внутри позвоночного столба проходит спинной мозг, который является частью центральной нервной системы человека. Через него идут импульсы от мозга во все органы человеческого тела. Каждый отдел отвечает за свой набор органов и частей тела. Спинной мозг имеет нервные корешки, которые выходят за пределы позвонков через отверстия их ножек и отростков.

Связки и костные структуры

Позвонки формируются из костей губчатого типа. То есть представлены двумя слоями – наружным кортикальным и внутренним губчатым. Последний похож на губку, так как формируется из балок, между которыми находится пространство, заполненное костным мозгом.

Основные связки – это продольная и желтая. Первая отвечает за соединение тел позвонков с задней стороны, а вторая связка объединяет дуги разных позвонков. При травматических поражениях или недугах сочленений и дисков между позвонками связки пытаются восстановить нормальное положение частей позвоночника. Это приводит к их перерастяжению.

Межпозвонковые диски

Это прослойка между позвонками круглой формы. Имеет сложную структуру из фиброзной ткани с ядром в центре. Фиброзное кольцо представлено множеством пересекающихся волокон. Они достаточно прочные и держат форму диска, защищая ядро внутри и не позволяя позвонкам сместиться. Но при развитии дегенеративных недугов, как, например, остеохондроз, фиброзная ткань сменяется на рубцовую. В этом случае диск становится слабым, сжимается при воздействии позвонков, может лопнуть, тогда у человека появляется грыжа.

Мышцы

Вокруг позвоночника находятся мышцы, которые его поддерживают, обеспечивают возможность наклоняться, поворачивать шею. Мышцы крепятся к отросткам. При болях в шее часто причиной является именно болевой синдром в мышечной ткани. При физической нагрузке, или заболеваниях позвоночника часто происходит их растяжение. Это случается в связи с попыткой мышц стабилизировать поврежденный участок, случается спазм, накапливание молочной кислоты и как результат передавливания кровеносных сосудов.

В детском возрасте развитие мышечной ткани вокруг позвоночника отвечает за здоровое развитие новорожденного. Спазмы и тонус ткани может спровоцировать задержки в физическом и психическом развитии. Существует, например, симметричный шейно-тонический рефлекс. Его своевременное обнаружение и лечение может предотвратить патологические изменения подвижности суставов в момент обучения ребенка самым простым действиям (сидеть, ходить).

Данный рефлекс развивается на уровне первого, второго и третьего позвонков в шейном отделе. Диагностируется при помощи тестов. Например, в положении лежа на спине сгибается голова, в этот момент рефлекторно происходит сгибание в руках и разгибание в ногах.

Спинной мозг

Это отдел в центральной нервной системе, он является совокупностью множества нервных клеток, окруженных тремя оболочками. Последняя твердая вмещает в себя сам мозг и пару сантиметров нервных корешков. Каждый отдел спинного мозга отвечает за определенную часть тела человека. Шейная часть соединена нервными окончаниями с шеей и верхними конечностями. За счет нервных импульсов происходит обмен информацией между данными отделами и головным мозгом. При травмировании спинного мозга может наступить паралич конечности.

Межпозвоночные отверстия

Их еще называют фораминальными. Находятся они сбоку позвонков, формируясь из ножек, тел и отростков смежных позвонков. Через них выходят из внутренней части столба нервные окончания, а для питания внутрь входят вены, артерии. Такие отверстия находятся с каждой стороны двух соединяющихся позвонков.

Фасеточные суставы

Смежные позвонки объединяются между собой двумя сочленениями, которые располагаются симметрично к средней линии в теле от дужки с обеих сторон. Отростки от двух позвонков расположены в направлении друг друга, их концы обволакивает хрящевая ткань. Она гладкая и скользкая, за счет чего суставные поверхности могут легко двигаться, без лишнего трения. Окончания костей окружает сумка сочленения, которая наполнена амортизирующей суставной жидкостью.

Видео «Строение атланта»

На видео вы подробно увидите, как выглядит атлант и как он крепится к черепу и позвоночнику.

Позвоночник – основа скелета человека, его опора и обладает важнейшими функциями. Изученное в школе не может дать полной картины о важности позвоночника, о его деятельности. А если человек не знает, он не может понять, как важно поддерживать здоровье позвонков и дисков. Позвоночник защищает головной мозг от возможных повреждений.
За счет его подвижности мы можем двигаться. Позвоночник имеет всего 24 позвонка и, каждая их пара соединена дисками. Последние служат амортизаторами для каждого отдела и всего позвоночного столба. Все позвонки разделены и выполняют свои функции. Каждый из отделов важен и жизненно необходим, но основные защитные функции лежат на шейных позвонках.

Позвонки шейного отдела самые подвижные и хрупкие, каждый из них имеет свои особенности. Но все они уязвимые и поэтому первые травмы часто получают еще в момент рождения малыша. Не очень давно этот факт подтвержден учеными: при рождении, когда малыша тянут за головку, его шейные позвонки получают первую травму. Обнаружить такое повреждение впоследствии невозможно, в итоге позвоночник начинает формироваться с нарушениями в строении и в своих функциях.

Шейный отдел позвоночника имеет 7 позвонков. Каждый из них мелкий и достаточно хрупкий, часто подвергается травмам и быстрее других страдает от остеохондроза. Каждый из позвонков имеет свое предназначение и свою форму. Самый сильный в шее – первый и седьмой позвонки, что объясняется задачами, которые они выполняют. Первый позвонок служит соединением шейного отдела и черепа, седьмой соединяет шею с грудным отделом.

Первый позвонок имеет сложное строение и особые задачи, которые он выполняет. За его счет соединяются не просто отделы позвоночника, а спинной мозг с главным – головным. Только благодаря шейным позвонкам обеспечивается правильное кровоснабжение и питание коры головного мозга. В этой части позвоночника много насыщена нервными окончаниями.

Первый позвонок – атлант шеи, не имеющий собственного тела и своих отростков. Его формируют две дуги, которые окружают начало спинного мозгового канала. Он необычно твердый и нестандартной формы, только так он может обеспечить полноценные движения голове. Он соединен со вторым, его называют аксис, при помощи отростка второго позвонка. За счет этой пары голова сравнима с движением на шарнирах.

Это соединение позвонков лишено промежуточного и соединительного диска. Это практически литая конструкция и потому травмирование этой части влечет необратимые последствия для всего организма.

Седьмой и шестой позвонки заканчивают шейный отдел позвоночника, но главная скрипка у седьмого. Он имеет выступающую форму, поэтому его легко просто нащупать в начале спины, если чуть нагнуть голову. Именно тут чаще всего формируется “холка”, происходит отложение солей. Седьмой позвонок единственный из всех, у кого имеется две пары нервных окончаний. Но есть и другая особенность, которая отличает его от остальных: полное или частичное отсутствие сквозных отверстий. В норме остистые отростки должны проходить через такие отверстия, но в седьмом позвонке такого нет. Также его большой отросток не имеет разветвления.

Внизу седьмого позвонка есть углубление, при его помощи он соединяется с первыми ребрами скелета, уже отсюда формируя грудной каркас. У шестого позвонка другая важная особенность. Он расположен очень близко к одной из важных артерий: к сонной. Его бугорок практически упирался бы в нее, если бы артерия была прочной. Именно на этот позвонок можно надавить, если человеку грозит кровотечение. Это профессиональный метод, который позволяет уменьшить кровотечение и снизить падение давления при критических ситуациях.

Другие позвонки

Для нормального питания и кровообращения необходимо, чтобы все позвонки работали слаженно. Их подвижность обеспечивается сочетанием их размеров. Остальные позвонки шейного отдела имеют скромные и небольшие размеры, но их тела больше похожи на форму треугольников. Их отверстия значительно больше остальных, некоторые отростки из них выходят под углом. Также, как и у остальных, у них есть поперечные отростки.

В этих коротких отростках находятся отверстия-соединения с основными кровеносными сосудами. Именно в этом месте проходит позвоночная артерия, которая призвана питать не только спинной, но и головной мозг.

Такие сложные соединения защищают главный мозг и дают возможность двигаться. Даже такая возможность как поворот головы и ее наклон созданы не просто для комфорта человека, а для защиты позвоночного столба. Шейный отдел позвоночника настолько же хрупок, насколько и чувствителен. Травмировать его просто, необязательно прилагать усилия. Часто травмы происходят в обычных бытовых условиях.

Шейные позвонки часто травмируются при неправильных прыжках в воду. На мелководье или при неправильной технике ныряния люди часто получают подвывихи или более сложные смещения. Иногда человек не чувствует нарушения, для него все обычно. И даже снимки могут показать абсолютное здоровье. Сложность в том, что мелкие трещины в суставной ткани невозможно увидеть. Также последствия могут наступать не сразу, есть такое понятие как отсроченность. Это такой же принцип как в случае с отрубленной головой курицы. Когда она может еще какое-то время бегать без головы.

Иногда может пройти значительное время до того, как последствия повреждения дадут о себе знать. Тяжесть их зависит от сложности полученной травмы. Кто-то может умереть сразу или через короткий срок, у других начинаются серьезные проблемы со здоровьем. Даже вывихи могут провоцировать тяжелые последствия.

Важно понимать, что головной мозг начинает страдать сразу же, как перестает получать необходимое питание и нужную информацию. Были случаи, когда в результате небольшой травмы, которую через несколько часов врачи успешно подлечили, человек терял зрение, слух или у него проявились другие нарушения. После травмы любого характера счет идет на часы до оказания помощи. Медлить нельзя, шейные позвонки – основа здоровья головного и спинного мозга.

Самые тяжелые повреждения и не только для шейных позвонков – переломы. Медицина прошла большой путь, но и сейчас не может ликвидировать последствия переломов позвоночника. Чаще всего при такой травме наступает моментальная смерть, шансы выжить почти нулевые.
Тяжелыми могут быть последствия при разрыве межпозвонковой грыжи и разрушении дисков от удара. При таких травмах остаются осколки в тканях позвоночника, прекращается обычное функционирование и питание мозга. Последствия чаще необратимые, даже если бригада успевает прибыть вовремя.

Более легкие повреждения:

• повреждение связок;
• вывихи и подвывихи;
• смещение.

Но и в таких случаях все зависит от степени и сложности, какой именно позвонок оказался поврежденным. Оценивая значимость позвонков шейного отдела, можно признавать его главным в позвоночнике. Если при травмах других отделов у человека будут шансы остаться жить, то в случае с шейным отделом эти шансы существенно ниже. Даже наличие такого “родного” заболевания как остеохондроз, уже способно сделать человека беспомощным и больным.

Признаки проблем с шейным отделом

Чаще всего люди, которые имеют проблемы с шейными позвонками, жалуются на сильные и постоянные головные боли. Спектр жалоб может быть крупным, но все состоят из неврологических симптомов:

• головокружения;
• тошнота и рвота на фоне головной боли;
• потеря сознания без видимой причины;
• снижение зрения, слуха;
• появление “мушек” в глазах;
• повышенная утомляемость, даже в состоянии отдыха.

Часто этот список пополняют психосоматические признаки. Так, человек может внезапно перестать нормально засыпать, нарушается цикл сна, меняется настроение в самой широкой гамме. Все признаки индивидуальны, ведь мозг человека – это не дублированная программа, а уникальное творение.

4. Шейный отдел позвоночного столба, его строение, соединения, движения. Мышцы, производящие эти движения.

Позвоночный
столб (columna
vertebralis), или
позвоночник, человека состоит из 33–34
позвонков (vertebrae).
В нем различают отделы: шейный (7
позвонков), грудной (12 позвонков),
поясничный (5 позвонков), крестцовый (5
позвонков) и копчиковый (4–5 позвонков).
Крестцовые позвонки срастаются в одну
кость – крестец, а копчиковые – в копчик.

Шейные
позвонки (vertebrae cervicales, С)
сохранили от ребер незначительные
рудименты, сросшиеся с поперечными
отростками, которые поэтому
называются поперечно-реберными.
В основании
этого отростка находится отверстие
Часть отростка, ограничивающая отверстие
спереди, и является рудиментом ребра.
Поперечно-реберные отверстия всех
шейных позвонков образуют прерывистый
канал. Он служит защитой позвоночной
артерии, проходящей к головному мозгу,
и одноименной вены. Тела шейных позвонков
по сравнению с телами грудных менее
массивны, а верхние и нижние поверхности
их седловидны. Благодаря этому в шейном
отделе позвоночника имеется значительная
подвижность. Позвоночные отверстия
велики, дуги тонкие. Остистые отростки
(за исключением отростка VII позвонка),
короче, чем в грудном отделе, и раздвоены
на конце, что увеличивает площадь
прикрепления к ним многочисленных мышц.
Первые два шейных позвонка резко
отличаются от остальных.

Атлант –
первый шейный позвонок – имеет форму
кольца Место тела занимает передняя
дуга, на ее
выпуклой части расположен передний
бугорок. На
стороне, обращенной внутрь широкого
позвоночного отверстия, заметна суставная
ямка для зубовидного отростка II позвонка.
На задней
дуге,соответствующей
дугам других позвонков, от остистого
отростка сохранился небольшой выступ
– задний
бугорок. Вместо
верхних суставных отростков на дуге
расположены овальные суставные ямки,
которые сочленяются с мыщелками
затылочной кости. Роль нижних суставных
отростков выполняют ямки, сочленяющиеся
со вторым позвонком.

Эпистрофей, или
осевой позвонок, отличается от типичных
шейных позвонков развитием на верхней
части тела зубовидного
отростка, вокруг
которого вращается атлант вместе с
черепом. Этот отросток возникает во
внутриутробный период развития человека
путем прирастания к эпистрофею большей
части тела атлант. Взамен верхних
суставных отростков по бокам зубовидного
отростка находятся слегка выпуклые
суставные поверхности При поворотах
головы вместе с черепом вращается
атлант. Эпистрофей же своим зубовидным
отростком служит осью вращения.

МЫШЦЫ

5. Соединения атланта с черепом и с осевым позвонком. Особенности строения, движения.

[13:18:13]
Дашка)): Соединение позвоночного столба
с черепом представляет собой комбинацию
нескольких суставов, допускающую
движение вокруг трех осей, как в шаровидном
суставе.

Атлантозатылочный
сустав, art. atlantooccipitalis, относится к
мыщелковым; он образован двумя мыщелками
затылочной кости, condyli occipitales, и вогнутыми
верхними суставными ямками атланта,
foveae articulares superiors atlantis. Обе пары сочленовных
поверхностей заключены в отдельные
суставные капсулы, но совершают движение
одновременно, образуя единый комбинированный
сустав.

Вспомогательные
связки:

1)
передняя, membrana atlantooccipitalis anterior, натянута
между передней дугой атланта и затылочной
костью;

2)
задняя, membrana atlantooccipitalis posterior, находится
между задней дугой атланта и задней
окружностью большого затылочного
отверстия.

В
атлантозатылочном суставе происходит
движение вокруг двух осей: фронтальной
и сагиттальной. Вокруг первой из них
совершаются кивательные движения, т.
е. сгибание и разгибание головы вперед
и назад (выражение согласия), а вокруг
второй оси — наклоны головы вправо и
влево. Сагиттальная ось своим передним
концом стоит несколько выше, чем задним.
Благодаря такому косому положению оси
одновременно с боковым наклоном головы
происходит обыкновенно небольшой
поворот ее в противоположную сторону.

Суставы
между атлантом и осевым позвонком. Здесь
имеются три сустава.

Два
латеральных сустава, artt. atlantoaxiales
laterales, образованы нижними суставными
ямками атланта и соприкасающимися с
ними верхними суставными ямками осевого
позвонка, составляя комбинированное
сочленение. Находящийся посередине
зуб, dens axis, соединен с передней дугой
атланта и поперечной связкой, lig.
transversum atlantis, натянутой между внутренними
поверхностями латеральных масс атланта.

Зуб
охватывается костно-фиброзным кольцом,
образованным передней дугой атланта и
поперечной связкой, вследствие чего
возникает цилиндрический вращательный
сустав, art. atlantoaxialis mediana. От краев поперечной
связки отходят два фиброзных пучка:
один кверху, к передней окружности
большого отверстия затылочной кости,
а другой книзу, к задней поверхности
тела осевого позвонка. Эти два пучка
вместе с поперечной связкой образуют
крестообразную связку, lig. cruciforme atlantis.
Эта связка имеет огромное функциональное
значение: как уже отмечалось, она, с
одной стороны, является суставной
поверхностью для зуба и направляет его
движения, а с другой — удерживает его от
вывиха, могущего повредить спинной и
близлежащий около большого отверстия
затылочной кости продолговатый мозг,
что ведет к смерти.

Вспомогательными
связками служат lig. apicis dentis, идущая от
верхушки зуба, и ligg. alaria — от его боковых
поверхностей к затылочной кости.

Весь
описанный связочный аппарат прикрывается
сзади, со стороны позвоночного канала,
перепонкой, membrana tectoria (продолжение lig.
longitudinale posterius, позвоночного столба),
идущей от ската затылочной кости. В
artt. atlantoaxiales происходит единственный
род движения — вращение головы вокруг
вертикальной оси (поворот вправо и
влево, выражение несогласия), проходящей
через зуб осевого позвонка, причем
голова движется вокруг отростка вместе
с атлантом (цилиндрический сустав).
Одновременно происходят движения в
суставах между атлантом и осевым
позвонком. Верхушка зуба во время
вращательного движения удерживается
в своем положении вышеупомянутыми ligg.
alaria, которые регулируют движение и
предохраняют таким образом от сотрясений
лежащий по соседству спинной мозг.
Движения в соединениях черепа с двумя
шейными позвонками невелики. Более
обширные движения головой происходят
обыкновенно при участии всей шейной
части позвоночного столба. Черепно-позвоночные
сочленения наиболее развиты у человека
в связи с прямохождением и подъемом
головы.

Строение позвоночника

Остеохондроз может проявляться разными симптомами. Пациенты обходят многих врачей-специалистов. Окулисту они жалуются на мелькание «мушек» перед глазами и снижение остроты зрения, ЛОР-врачу рассказывают о шуме в ушах, снижении слуха, дискомфорте при глотании и частом поперхивании, неврологу — о головных болях, головокружении и шаткости походки, а психотерапевту — о депрессии, беспокойном сне и забывчивости. Капли в глаза и уши, различные лекарства им не помогают. Потому что основная причина недомоганий — остеохондроз шейного отдела позвоночника.

Наиболее известный и часто встречающийся симптом остеохондроза — боли в спине, шее, пояснице, плечевом и тазовом поясе. Острая боль в пояснице является наиболее частой причиной утраты трудоспособности людей до 45 лет. В возрасте от 45 до 65 лет боль в спине занимает третье место по частоте после заболеваний сердца и суставов (артриты). Выяснено, что у 60 ~ 80% населения такие боли возникали хоть однажды. В настоящее время это заболевание встречается так же часто, как грипп, сердечно-сосудистые заболевания, и не уступает им по финансовым затратам на лечение. Зарубежные ученые подсчитали, что синдром боли в пояснице занимает третье место (как наиболее дорогостоящее заболевание после болезней сердца и онкологии), потому что он сопряжен со значительными затратами на диагностику и лечение, на операции, на компенсацию нетрудоспособности и дотации по инвалидности.

Строение позвоночника

Строение позвоночника человека обусловлено его функциями: опорной, защитной, амортизационной и двигательной. Позвоночник представляет собой изогнутый вертикальный столб, который поддерживает сверху голову и опирается снизу на таз и нижние конечности. Позвоночник человека состоит из 33-34 позвонков, из которых 24 соединены межпозвонковыми дисками и подвижны. Выделяют 7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 4-5 копчиковых позвонков.

Позвонки по латыни называются (вертебре), а наука, изучающая позвоночник и его болезни, — вертебрологией. Иногда в диагнозе можно встретить слово вертеброгенный или вертебральный, что означает «произошедший от позвоночника». В шейных позвонках, в отличие от других, имеются особые отверстия в поперечных отростках, образующие канал. В канале проходит позвоночная артерия в полость черепа. Она питает головной мозг, в том числе области, ответственные за координацию движений, слух, эмоции, сон, бодрствование и многое другое. Этим объясняются многоликие истории болезни у людей с шейным остеохондрозом.

Позвоночник в целом является гибким стержнем и опорой для головы, плечевого пояса и рук, органов грудной и брюшной полости. Он соединяет верхнюю часть скелета с нижней. Опорная функция позвоночника обусловлена постепенным увеличением размеров позвонков сверху вниз от шейного к крестцовому отделу. Наибольший размер у поясничных позвонков. Лежащие ниже крестцовые позвонки срастаются в единую массивную кость (крестец) Копчик представляет собой остаток исчезнувшего у человека хвоста.

Защитная функция позвоночника заключается в предохранении спинного мозга от повреждений. В связи с окончанием спинного мозга на уровне второго поясничного позвонка позвоночное отверстие в нижерасположенных позвонках постепенно сужается и у копчика совсем исчезает.

Характерная особенность позвоночника, которая обеспечивает его амортизационную функцию — это физиологические изгибы. Между телами всех позвонков, кроме первого и второго шейных, имеются межпозвонковые диски. Благодаря дискам позвоночник подвижен, эластичен и упруг, выдерживает значительные нагрузки. Простое разгибание позвоночника вызывает давление на позвоночные диски до 90-123 кг. Если разгибание сочетается с поднятием груза, то сила, действующая на диск, возрастает во много раз. Экспериментально выяснено, что нагрузка в 100 кг снижает высоту диска на 1,4 мм и увеличивает его ширину на 0,75 мм. Болезненные изменения в состоянии диска ведут к нарушению функции позвоночника. Пребывание в горизонтальном положении в течение нескольких часов расправляет диски и удлиняет позвоночник человека больше, чем на 2 см. За счет потери упругости диска, которая происходит с возрастом из-за снижения его способности связывать воду, рост человека может снизиться иногда более чем на 7 см.

Связочный аппарат и мышцы.

Связки (плотные соединительнотканные структуры) прочно соединяют позвонки, направляя и удерживая их движения в разные стороны. Связки выдерживают большую нагрузку и крепки на растяжение настолько, что при травме не разрываются. Обычно происходит отрыв участка кости в месте прикрепления связок. Многочисленные мышцы спины наряду со связками обеспечивают надежное соединение позвонков и подвижность позвоночника.

Анатомия спинного мозга.

Защищая спинной мозг, структуры позвоночника тесно взаимодействуют с ним, его корешками и нервами, обеспечивая работу соответствующих им внутренних органов и звеньев опорно-двигательного аппарата. Спинной мозг лежит в позвоночном канале, располагаясь от края затылочного отверстия черепа до уровня первого-второго поясничных позвонков, постепенно истончаясь и заканчиваясь конусом. Ниже спинного мозга в позвоночном канале находится пучок отходящих от него нервных корешков, который называется «конский хвост».

Спинной мозг окружен тремя оболочками: мягкой, паутинной и твердой. Мягкая оболочка непосредственно покрывает спинной мозг. Между ней и паутинной оболочкой находится подпаутинное пространство, в котором спинной мозг и его корешки лежат свободно, «плавая» в спинномозговой жидкости. Твердая мозговая оболочка прилегает к позвонкам. От спинного мозга отходят спинномозговые нервы: 8 пар шейных, 12 — грудных, 5 — поясничных, 5 — крестцовых и 1 или 2 — копчиковых. Каждый спинномозговой нерв выходит через собственное межпозвонковое отверстие двумя корешками: задним (чувствительным) и передним (двигательным), которые соединяются в один ствол. Каждая пара спинномозгового нерва отвечает за определенную часть тела, кожи, мышц, костей, суставов и внутренних органов. Все заученные автоматические и рефлекторные (непроизвольные) движения контролирует спинной мозг.

Статика и биомеханика здорового позвоночника.

Сохранение правильного положения смежных позвонков и всего позвоночного столба в целом называется статикой. Нормальная статика позволяет выполнять позвоночнику его функции опоры и защиты. Изгибы позвоночника удерживаются силой мышц, связками и формой самих позвонков. S — образный профиль позвоночника человека обусловлен прямохождением. Двойная изогнутость позвоночного столба придает ему прочность, смягчая толчки и удары при движениях.

У большинства людей линия тяжести проходит впереди позвоночника, поэтому вес тела не увеличивает всех изгибов, а выпрямляет поясничный лордоз. При стоянии напрягаются мышцы и связки и усиливают давление на тела позвонков. Излишняя подвижность позвонков опасна для спинного мозга, расположенного в спинномозговом канале. Степень подвижности (динамика) позвоночника обусловлена перемещением смежных позвонков и изменениями конфигурации всего позвоночника, его положения относительно других частей тела.

Движения позвоночника возможны по трем осям: сгибание и разгибание по поперечной оси; боковые наклоны вокруг сагиттальной оси, вращение вокруг продольной оси. Вращение максимально в шейном и верхнегрудном отделах, а сгибание и разгибание — в шейном и поясничном. Боковые наклоны с наибольшей амплитудой возможны в нижнегрудном отделе позвоночника. В движениях участвуют пассивная часть позвоночника (позвонки, суставы, связки и диски) и активная часть (мышечный аппарат).

Правильная статика и динамика обеспечивает статную осанку и хорошую подвижность позвоночного столба, его гибкость. Хорошая гибкость — это признак оптимального состояния всех анатомических структур позвоночника, а значит — его здоровья.

анатомия и особенности строения, поперечная, крестообразная и крыловидная связки, передняя и задняя дуга, расположение

Вспомогательные связки: 1) передняя, membrana atlantooccipitalis anterior,

натянута между передней дугой атланта и затылочной костью; 2)
задняя, membrana atlantooccipitalis posterior,
находится между задней дугой атланта и задней окружностью большого затылочного отверстия.

В атлантозатылочном суставе

происходит движение вокруг двух осей:
фронтальной и сагиттальной
. Вокруг первой из них совершаются кивательные движения, т. е. сгибание и разгибание головы вперед и назад (выражение согласия), а вокруг второй оси — наклоны головы вправо и влево. Сагиттальная ось своим передним концом стоит несколько выше, чем задним. Благодаря такому косому положению оси одновременно с боковым наклоном головы происходит обыкновенно небольшой поворот ее в противоположную сторону.

Строение

Позвоночник начинается с атланта, этот позвонок еще называется С1 или atlas. Он размещен под мыщелками (шарообразное окончание кости) затылочной кости и над вторым позвонком шейного отдела (С2, аксис). Атлас можно прощупать пальцами, при его правильном расположении сохраняется нормальная подвижность головы, нормально функционирует организм.

Анатомия атланта отличается от других шейных позвонков. Это самый тонкий элемент позвоночника, который имеет кольцевидную форму и несколько небольших выступов.

1 шейный позвонок не имеет тела, вместо этого на переднем его конце размещена передняя дуга, самую выпуклую часть которой называют передним бугорком. Передняя дуга имеет изгибы назад, а также по бокам от бугорка, а ее задняя поверхность гладкая.

На задней поверхности передней арки находится суставное углубление для зуба второго позвонка шейного отдела (аксис).

Справа и слева от передней дуги размещены самые широкие участки С1. На каждой латеральной массе (утолщения) размещены овальные впадины, которые имеют гладкую поверхность, их называют суставные фасетки.

К этим углублениям крепятся мыщелки затылочной кости, так образуется атлантозатылочное сочленение. Это костное соединение позволяет сгибать, а также разгибать шею.

На нижней поверхности каждой латеральной массы размещены суставные углубления, которые обеспечивают сочленение с аксисом (С2). Так образуется атлантоаксиальный сустав.

По бокам каждой латеральной массы размещены расширения, которые называют поперечные отростки, внутри них есть отверстия для позвоночных артерий, а также вен, идущих через шею. Эти костные структуры защищают сосуды от повреждения. Кроме того, к поперечным отросткам крепятся мышцы, отвечающие за движения шеей.

От поперечных отверстий простирается задняя арка, которая замыкает кольцо атланта, а внутри него размещено позвоночное отверстие. Тонкий кольцевидный позвонок имеет расширение только на заднем участке, где образуется бугорок.

Его структура и функции схожи со многими остистыми отростками.

Углубления с каждой стороны задней арки служат для выхода нервных корешков из позвоночного отверстия, а также позволяют позвоночной артерии пройти в затылочное отверстие через полость в позвоночном столбе.

Атлант – вид сверху

Атлант – вид снизу

Изучить структуру атласа можно на фото выше, где представлен его вид сверху и снизу.

Таким образом, можно выделить основные отличительные особенности строения атланта от других позвонков:

• С1 не имеет тела.
• Вместо тела атлас имеет латеральные массы, которые соединяются передней и задней дугами.
• Атлант имеет бугорок спереди, а также сзади.
• На внутренней стороне передней дуги находится суставное углубление для сочленения атланта с аксисом. Это костное соединение сохраняет подвижность обеих позвонков.
• Между С1 и С2 размещено подвижное сочленение, которое обеспечивает движения головой.

Это основные черты атласа, которых нет ни у одного из других позвонков.

Функции атланта

Позвонок С1 поддерживает череп, а также обеспечивает движения головой и шеей. Костное соединение между затылочной костью и атлантом позволяет сгибать-разгибать шею с помощью нескольких мышц.

Атлантоаксиальный сустав обеспечивает боковое сгибание, вращение головой в разные стороны. Большинство мышц шеи задействованы при повороте головы, но некоторые из них (в том числе прямая латеральная, а также косая мышцы головы) крепятся к поперечным отросткам атласа.

Несколько мышц соединяют поперечные отростки с аксисом, позволяя сгибать шею в стороны к плечам.

С1 образует костное кольцо, которое защищает спинной мозг, а также исходящие из него нервные корешки, от повреждений.

Позвоночное отверстие атласа имеет больший диаметр, чем у других позвонков, что позволяет мягкой нервной ткани беспрепятственно двигаться при сгибании или вращении шеи.

Поперечные отверстия защищают позвоночные артерии, вены, которые обеспечивают питание головного мозга. Эти костные структуры не позволяют сжимать или повреждать кровеносные сосуды.

Атлантоаксиальный сустав

Как упоминалось ранее, под атлантом размещен аксис. 1 и 2 позвонок образуют атлантоаксиальный сустав. Строение аксиса или осевого позвонка отличается от С1, это заметно на фото ниже.

Аксис – второй позвонок шейного отдела

Это костное соединение является комбинированным, оно содержит 3 отдельных сочленения: срединный, а также 2 латеральных.

Срединный сустав состоит из передней и задней суставных углублений атласа, которые сочленяются с ямкой зуба, поперечной связкой С1, натянутой между его боковыми массами.

Это цилиндрическое одноосное костное соединение, которое позволяет поворачивать голову вправо-влево. Атлант вместе с черепом может поворачиваться вокруг зуба С2 на 30 — 40° в обе стороны.

Латеральный атлантоаксиальный сустав – это парное костное соединение (правое и левое). Он состоит из нижнего суставного углубления С1, а также верхней сочленяющейся поверхности С2. Это плоское многоосное соединение, которое обеспечивает повороты черепа при движении атласа вокруг зубовидного отростка осевого позвонка.

Срединный и латеральные соединения имеют отдельные суставные сумки, они укреплены связками. Фиксацию зубовидного отростка при его вращении вокруг С1 осуществляет крестообразная связка. Ее образует поперечная связка атласа, а также 2 пучка (верхний и нижний), которые проходят вверх к затылочному отверстию, а потом вниз к задней части С2.

Справка. Крестообразная связка фиксирует зуб, направляет его движения. Кроме того, она не допускает его вывих, повреждение спинного, а также продолговатого мозга, что может привести к смерти.

Крыловидные связки размещены по бокам зубовидного отростка, они поднимаются к затылочной кости. Связка верхушки зуба – это тонкий пучок, который идет от верхней части отростка до основания черепа.

Атлантозатылочный сустав

Далеко не все люди знают, что такое атлантозатылочный сустав. Это костное соединение, которое соединяет череп с шейным отделом позвоночника, оно состоит из двух мыщелков затылочной кости и верхних суставных углублений позвонка С1. Сочленяющиеся поверхности образуют комбинированный мыщелковый двуосный сустав.

Атлантозатылочный сустав

Каждое костное соединение имеет отдельные капсулы, а снаружи их фиксируют связки:

• Передняя мембрана, которая натянута между передней аркой С1 и костью затылка.
• Задняя мембрана, которая размещена на участке между задней аркой атласа, а также задней окружностью отверстия в затылочной кости черепа.

Справка. Сочленяющиеся поверхности заключены в отдельные капсулы, но двигаются они одновременно.

Атлантозатылочный узел человека позволяет совершать движения вокруг фронтальной и сагиттальной оси. Вокруг первой можно наклонять голову вперед-назад, а вокруг второй – наклонять ее вправо-влево. Передний конец сагиттальной оси расположен немного выше заднего. Благодаря диагональному расположению оси при боковом наклоне голова немного поворачивается в противоположную сторону.

Мышцы и связки атлантозатылочного узла позволяют двигать головой относительно шеи, фиксируют затылок, черепную коробку в нужной позиции.

Связочные узлы удерживают зубоподобную кость в постоянном положении при вращении головой, предохраняя спинной мозг и кровеносные сосуды от повреждения.

На участке соединения черепа с шейным отделом позвоночника возможны движения с небольшой амплитудой, более широкие движения возможны при участии всей шеи.

Как упоминалось ранее, С1 имеет широкое позвоночное отверстие, что позволяет нормально функционировать верхнему отделу спинного мозга. На задней поверхности атлантозатылочного узла проходит позвоночная артерия, а также большое количество спинномозговых нервов, которые передают сигналы от ЦНС.

Почему может сместиться атлант

Атлант может сместиться, как говорилось ранее, из-за травмы. Однако есть и другие возможные причины такой проблемы. К ним относятся:

• патологии системы позвоночника, например, остеохондроз, кифоз, спондилез;
• родовая травма, допущенная недостаточной аккуратностью врача-акушера, которая, учитывая огромное давление, испытываемое малышом при прохождении по родовым путям, может вызвать смещение атланта;
• нездоровые процессы в развитии опорно-двигательного аппарата еще не рожденного младенца;
• спондилолиз, который является врожденным несрастанием позвоночных дужек;
• резкое движение при спазме в шее.

Появиться смещение может из-за резкого движения или различных патологий позвоночника

Шейные позвонки

Шейные позвонки, vertebrae cervicales, числом 7, за исключе­нием первых двух, характеризуются неболь­шими низкими телами, постепенно расши­ряющимися по направлению к последнему, VII, позвонку. Верхняя поверхность тела слегка вогнута справа налево, а нижняя вог­нута спереди назад. На верхней поверхно­сти тел III — VI шейных позвонков заметно возвышаются боковые края, образуя крючок тела, uncus corporis.

Первый шейный позвонок. Атлант видео

Второй шейный позвонок. Аксис видео

Позвоночное отверстие, foramen vertebrate, широкое, близкое по форме к треуголь­ному.

Суставные отростки, processus articulares. сравнительно короткие, стоят косо, их су­ставные поверхности плоские или слегка выпуклые.

Остистые отростки, processus spinosi, от II до VII позвонка постепенно увеличиваются о длину. До VI позвонка включительно они расщеплены на концах и имеют слабо вы­раженный наклон книзу.

Поперечные отростки, processus transversi, короткие и направлены в стороны. По верхней поверхности каждого отростка проходит глубокая борозда спинномозгового нерва, sulcus nervi spinalis, — след прилегания шейного нерва.

Она разделяет передний и задний бугорки, tuberculum anterius et tuberculum posterius, расположенные на конце поперечного отростка. На 6-ом шейном позвонке передний бугорок развит. Впереди и близко от него проходит общая сонная артерия, a.

carotis communis, которую при кровотечениях прижимают к этому бугорку; отсюда бугорок и получил название сонного, tuberculum caroticum. У шейных позвонков поперечный отросток образуется двумя отростками. Передний из них является рудиментом ребра, задний – собственно поперечный отросток.

Оба отростка вместе ограничивают отверстие поперечного отростка, foramen processus transversi, через которое проходят позвоночные артерия, вена и сопровождающее их нервное симпатическое сплетение, в связи с чем это отверстие называют также позвоночно-артериальным.

От общего типа шейных позвонков отличаются атлант, atlas, осевой позвонок, axis, и 7-ой выступающий позвонок, vertebra prominens.

Первый шейный позвонок, атлант, atlas, не имеет тела и остистого отростка, а представляет собой кольцо, образующееся из двух дуг – передней и задней, arcus anterior et arcus posterior, соединённых между собой двумя более развитыми частями – латеральными массами, massae laterales.

Каждая из них имеет сверху овальную вогнутую верхнюю суставную поверхность, facies articulares superior, — место сочленения с затылочной костью, а снизу почти плоскую нижнюю суставную поверхность, facies articularis inferior, сочленяющуюся со 2-ым шейным позвонком.

Передняя дуга, arcus anterior, имеет на своей передней поверхности передний буго­рок, tuberculumanterius, на задней — неболь­шую суставную площадку — ямку зуба, fovea dentis, сочленяющуюся с зубом шейного позвонка. Задняя дуга, arcus posterior, на месте ости­стого отростка имеет задний бугорок, tuberculum posterius.

На верхней поверхности за­дней дуги проходит борозда позвоночной артерии, sulcus arteriae vertebralis, которая иногда превращается в канал. Второй (II) шейный позвонок, или осевой позвонок, axis, имеет напра­вляющийся вверх от тела позвонка зуб. dens, который оканчивается верхушкой, apex.

Boкруг этого зуба, как вокруг оси, вращается атлант вместе с черепом. На передней поверхности зуба имеется передняя суставная поверхность, facies articularis anterior, с которой сочленяется ямка зуба атланта, на задней поверхности — задняя суставная поверхность, facies articularis posterior, к которой прилегает поперечная связка атланта, lig. transversum atlantis. На поперечных отростках отсутствуют перед­ний и задний бугорки и борозда спинномоз­гового нерва.

Седьмой шейный позвонок, или высту­пающий позвонок, vertebra prominens, отличается длинным и нераздвоенным остистым отростком, который легко прощупывается через кожу, в связис этим позвонок получил название выступа­ющего. Кроме того, Он имеет длинные по­перечные отростки: поперечные отверстия его очень малы, иногда они могут отсут­ствовать.

На нижнем крае боковой поверхности тела нередко находится фасетка, или ребер­ная ямка, fovea costalis, — след сочленения с головкой I ребра.

Как распознать, что атлант сместился?

Немало людей могут не иметь ни малейшего понятия о том, что у них смещен шейный позвонок. Такая травма может не проявлять себя месяцами. Когда смещен атлант, это можно распознать, глядя на наличие следующего:

• длительные и сильные, вплоть до мигреней, головные боли;
• страдающие зрение и слух;
• ухудшение кровоснабжения головного мозга;
• плохая память, граничащая с амнезией;
• слабые, немеющие руки, покалывание в них;
• слабая, вплоть до неспособности самостоятельно удерживать голову, шея;
• боль в затылке;
• боль в шее;
• бессонница;
• «сухой» рот;
• кашель и перемена голоса;
• проблемы с дыханием.

При любой травме шеи, даже если нет абсолютно никаких симптомов, необходимо посетить врача. Чуть в шейном отделе случилась травма, удар либо ушиб, следует сразу обследоваться у специалиста, а не ждать проявления симптомов.

Рг и кт. повреждения верхнего шейного отдела позвоночника

Тема достаточно актуальна, потому что сопутствует т.н. «высокоэнергетической» травме, в частности автодорожной, и особенно мотоциклетной Эти повреждения лучше видны на КТ, но и на рентгене кое-что тоже можно увидеть. На русском языке это достаточно хорошо отражено в двух статьях Э.А.

Рамиха из Новосибирского НИИ травматологии и ортопедии: Повреждения верхнего шейного отдела позвоночника: диагностика, классификации, особенности лечения. Э.А. Рамих. Хирургия позвоночника, 3 / 2004 (c. 8–19) https://rus.neicon.ru:8080/xmlui/bitstream/handle/123456789/8611/SpineSurgery_3_p008-019.pdf?sequence=1 Повреждения верхнего шейного отдела позвоночника: диагностика, классификации, особенности лечения. Э.А. Рамих. Хирургия позвоночника, 1 / 2005 (c. 25–44) https://CyberLeninka.ru/article/n/povrezhdeniya-verhnego-sheynogo-otdela-pozvonochnika-diagnostika-klassifikatsii-osobennosti-lecheniya.pdf

Анатомия. Суставы кранио-вертебральной и верхне-шейной области в основном плоские, и стабильность обепечивается т.н. подзатылочными связками.

Покровная мембрана (связка) и крыловидные связки (натянутые между боковыми поверхностями зубовидного отростка аксиса и внутренними поверхностями затылочной кости) обеспечивают наибольшую стабильность атланто-затылочного сустава и повреждение этих связок приводит к кранио-вертебральной нестабильности из-за присущей ей низкой костной стабильности. .

Покровная мембрана (membrana tectoria) — является продолжением задней продольной связки в направлении переднего края большого отверстия, где переходит в надкостницу костей основания черепа и твердую мозговую оболочку.

Задняя (membrana atlantooccipitalis posterior) — находится между задней дугой атланта и задней окружностью большого затылочного отверстия.

Крыловидные связки, натянуты между боковыми поверхностями зубовидного отростка аксиса и внутренним поверхностями БЗО (рядом с затылочными мыщелками), лежат по обе стороны апикальной (верхушечной — lig. apicis dentis, идет от верхушки зуба) связки. Они являются парными связками, которые очень сильны и ограничивают поворот головы.

Крестообразная связка атланта (lig. cruciforme atlantis) — расположена между зубом и покровной мембраной. Включает в свой состав:

— продольные пучки (fasciculi longitudinales) — направляются от тела осевого позвонка к переднему краю большого отверстия позади зуба и lig.apicis dentis; — поперечная связка (lig.transversum atlantis) — натянута между боковыми массами атланта и охватывает зуб осевого позвонка сзади.

1. Атланто-затылочная травматическая диссоциация/дислокация (AOD — Atlanto-occipital dissociation) на английском https://radiopaedia.org/articles/atlanto-occipital-dissociation-injuries и https://book-med.info/dislocation/13601 Типы диссоциации по Traynelis et al. Тип 1 — передний, тип 2 — вертикальный, тип 3 — задний.

На рентгене это может выглядеть так:

Основные дистанции и коэффициенты созданы для КТ-реконструкций (по-моему и так видно), при желании можно посмотреть ссылки: — Базион-дентальное расстояние (BDI — basion-dens interval) — https://radiopaedia.org/articles/basion-dens-interval — Базион-аксиальный интервал (BAI — basion-axial interval) — https://radiopaedia.org/articles/basion-axial-interval-1 — Соотношение Пауэра (Powers ratio) — https://radiopaedia.org/articles/powers-ratio

Смещение атланта у малыша

При успехе в избежании смещения атланта при родах все равно не стоит расслабляться. Несколько месяцев от рождения ребенка обращаться с ним необходимо крайне осторожно, иначе можно спровоцировать данную проблему. Поначалу ребенок не в состоянии держать головку, так что родители должны научиться правильно держать малыша на руках и поднимать из кроватки. Еще следует следить за тем, чтобы он не принимал неестественную позу надолго. Во сне он тоже не должен в ней оставаться. Естественно, не следует допускать ничего, что может травмировать тело малыша.

Симптомы патологии могут проявляться, когда малыша берут на руки. Они могут выглядеть следующим образом:

• малыш плачет;
• запрокидывает головку;
• асимметрично двигает конечностями.

Распознать смещение атланта у ребенка можно по его неестественному поведению

Позвонки у дошкольников и у школьников могут сместиться не только из-за травм, но и по следующим причинам:

• чрезвычайно большие нагрузки;
• долгие стрессы;
• ношение слишком тяжелого портфеля;
• плохая осанка.

Типы переломов

Благодаря компьютерной томографии сегодня у медиков есть возможность точно определить, к какому из нижеперечисленных типов можно отнести перелом зубовидного отростка позвонка:

1. Первый тип — в этом случае происходит косой перелом верхушки зубного отростка в месте прикрепления к нему крыловидной связки. Он считается очень редким.
2. Второй тип — при нем линия излома пересекает самую узкую часть «зуба», т. е. место сочленения зубного отростка и позвонка. При этом теряется стабильность сочленения аксиса и атланта. А оскольчатые переломы данного типа значительно осложняют процесс лечения.
3. Третий тип. Здесь линия перелома проходит по самому позвонку, начинаясь от основания зубного отростка. Стабильность сочленения здесь тоже нарушена.

Какие меры принимать незамедлительно после травмы?

В каком бы возрасте пациент ни был, лечение проводится одинаково. Если было диагностировано смещение первого позвонка, пациента после травмы лечат в три этапа.

Таблица №1. Этапы лечения смещения атланта.

Что еще относят к доврачебной помощи?

Также к доврачебной помощи при травмах зубовидного отростка относится срочная профилактика столбняка и введение препаратов, снижающих симптомы шокового состояния пострадавшего. После приезда скорой помощи бригада медиков обследует и транспортирует больного в положении лежа на ровном щите. На шейный отдел будет наложена специальная шина или же сотрудники скорой помощи проведут шинирование от области темени к каждому из плечей пациента. Любые передвижения тела пострадавшего в этом случае производятся максимально осторожно, чтобы не допустить возможного травмирования спинного мозга. Такой пациент будет госпитализирован и обследован в самом срочном порядке.

Медицинская диагностика

Смещение позвонков шеи диагностирует врач-травматолог. Специалист при этом использует следующие методики:

• пальпация;
• рентген;
• КТ;
• МРТ;
• сочетание рентгена и функциональной пробы.

Для диагностики состояния атланта прибегают к МРТ и рентгенографии

В случае обнаружения подвывиха хотя бы одного шейного позвонка, специалист проводит спондилографию. В случае подозрений вывиха именно атланта, рентгенографию проводят через рот. При помощи любого метода распознания сдвига позвонка можно как выявить его точное расположение, так и понять, каковы повреждения и насколько они выражены. Лечить подобное можно не ранее, чем будет получена полная картина патологии.

Статистика

Около 20 процентов переломов зубовидного отростка осложняются повреждением целостности спинного мозга, и примерно семь процентов приводят к наихудшему исходу — смерти пациента. При этом около 8-15 процентов всех переломов шейного отдела относятся именно к этому типу. Группы риска — это дети до восьми лет и пожилые люди старше семидесяти.

Повреждения зубовидного отростка настолько серьезны по своим последствиям, что медики рассматривают всех пациентов с подозрением на оные в качестве тех, у кого перелом уже установлен. То есть им иммобилизируют шейный отдел и в нейтральном положении доставляют в вертебрологический центр скорой помощи (либо другое медучреждение, где есть нейрохирургический или травматологический отдел).

Чем обусловлено возникновение?

Возникновение зубовидного отростка обусловлено эволюционными причинами, ведь человеку (как и ряду других позвоночных) для выживания необходим был быстрый и полный обзор пространства вокруг себя. Однако атланто-аксиальное сочленение является очень уязвимым. Где присутствует большая степень подвижности — там есть и риск патологических смещений, переломов, гипермобильности. Данный сустав окружен крепким связочным аппаратом, обеспечивающим укрепление зубовидного отростка позвонка при совершении физиологически нормальных движений. Но длительное или резкое давление, превышающее нормальное, может привести к нарушению его целостности.

Анатомическое расположение

Зубовидный отросток сочленен с первым шейным позвонком, называющимся «атлантом», потому что он держит на себе основание черепа. Между этими позвонками имеется подвижное сочленение. Его медицинское название — атланто-аксиальное. Образно выражаясь, кольцо первого шейного позвонка надето на зубовидный отросток его нижнего соседа. Именно поэтому шея человека такая подвижная. Практически 70 процентов объема всех поворотов головы происходит в этом сочленении. А зубовидный отросток — это точка вращения нашей шеи.

Самарская городская поликлиника №6 Промышленного района Новости

Анатомия позвоночника

Чтобы понимать проявления остеохондроза, его причины и меры профилактики, рассмотрим общее строение позвоночника.

Он состоит из позвонков, межпозвонковых дисков, связок и коротких мышц, удерживающих позвонки вместе и осуществляющих движение позвоночного столба.

В позвоночнике находится спинной мозг, от него отходят нервные корешки (нервы), которые через межпозвоночные отверстия выходят ко всем частям тела.

Анатомически позвоночник делится на шейный отдел, грудной и поясничный отдел, крестцовую и копчиковую кости.

В связи с вертикальным положением тела, у человека, в отличие от животных, позвоночный столб испытывает значительные перегрузки. Особенно большое давление выпадает на поясничный и шейный отделы позвоночника. Объясняется это тем, что шея и поясница выполняют не только поддерживающую, но и амортизирующую функцию при любых движениях. Поэтому рано, начиная уже со 2-3-го десятилетия жизни, начинается изнашивание шейной и поясничной зон позвоночника. Изнашивание заключается в потере эластичности тканей позвоночника — межпозвонкового диска, связок, фасций и мышц, — а так же в изменении нормальной костной структуры позвоночного столба. Так, из-за статических и динамических нагрузок на позвоночник происходит деформация межпозвоночного диска, межпозвонковых мышц и фиброзных тяжей. Это, в свою очередь, приводит к раздражению рецепторов тканей позвоночника.

Для того, чтобы компенсировать деформацию диска или излишнее напряжение мышцы, в позвоночнике начинается разрастание костной и фиброзной ткани: позвоночник как бы пытается снова «выпрямиться», стать более устойчивым и перераспределить нагрузку. Разрастание кости проявляется в утолщении отростков позвонков, с помощью которых они соединяются друг с другом; а разрастание фиброзной ткани — в утолщении и потери эластичности связок, идущих вдоль позвоночника. В итоге позвоночный столб становится более ригидным, менее подвижным. Это вторично может приводить к защемлению спинного мозга, находящегося внутри позвоночника, а так же нервных стволов, отходящих от спинного мозга. В результате мы имеем тупые ноющие боли в спине или шее (при деформации позвонковых сегментов и утолщении кости и связок) или же простреливающие боли в каких-либо частях тела — так называемые, радикулиты (при защемлении нервных корешков спинного мозга). Развитие таких изменений, как уже говорилось, происходит в первую очередь в поясничном и шейном отделах. Однако, если процесс уже запущен, то в него так или иначе вовлекается весь позвоночный столб.

Если вам поставили диагноз «остеохондроз«, не пугайтесь. От этой болезни еще никто не умирал. Хотя, конечно, когда ни с того, ни с сего начинают болеть шея, плечи и спина, немеют руки-ноги, появляется шум в ушах и головокружения — приятного мало. Сегодня, когда остеохондрозом болеет каждый второй житель Земли, медики всерьез задумались: «Может, это и не болезнь вовсе, а приспособительная реакция организма?»

Несмотря на то, что «хондрос» по-гречески значит «хрящ», под остеохондрозом чаще всего понимают не все повреждения хрящевой ткани, а только проблемы с хрящами позвоночника. При остеохондрозе межпозвоночные диски — особые хрящевые структуры, которые обеспечивают нашему позвоночнику гибкость и подвижность, становятся дефектными. С этого все и начинается. Когда остеохондроз прогрессирует, необратимые изменения возникают уже и в самих позвонках.

Основная причина остеохондроза — неправильное распределение нагрузки на позвоночник, которое и приводит к изменению хрящевой ткани в местах избыточного давления. Спровоцировать болезнь может все, что угодно: «выбитые» в результате травмы позвонки, ослабленные мышцы спины, сутулость и боковое S-образное искривление позвоночника, перетаскивание тяжестей и просто длительное удержание неудобной позы. Остеохондроз может развиться не только у людей с неправильной осанкой, занятых умственным трудом, но и тех, кто хорошо тренирован физически — например, у спортсменов и грузчиков.

Кроме чисто механических причин, к развитию остеохондроза также приводят нарушения обмена веществ (например, кальция и фосфора), недостаток микроэлементов и витаминов (магния, марганца, цинка, витаминов D и F). Не исключено, что не последнюю роль в этом играет наследственная предрасположенность.

При подъеме тяжестей, прыжках, падениях и тому подобных воздействиях на межпозвоночные диски падает максимальная нагрузка. В результате эти хрящевые диски постоянно травмируются, а вылечиться самим им не под силу. Как известно, хрящевая ткань, как и нервная, практически не восстанавливается. Поврежденные межпозвоночные диски со временем теряют свои эластичные свойства, уплощаются, и расстояние между позвонками уменьшается. А это, значит, что отходящие от спинного мозга нервные корешки зажимаются, возникает боль. Одновременно в области зажима нервно-сосудистого пучка появляется отек, что приводит к еще большему его ущемлению и усилению боли.

Если межпозвоночный диск уже начал разрушаться, он перестает амортизировать, еще больше травмируется, и постепенно позвоночник теряет свою гибкость. В 95% случаев причиной пояснично-крестцового радикулита является остеохондроз межпозвонкового диска.

Для каждого отдела позвоночника существуют собственные клинические синдромы, вызванные остеохондрозом. Так, общеизвестными являются такие названия, как «ишиас», «люмбаго»,»поясничный радикулит» или «межреберная невралгия». Менее известные проявления — «синдром плечо-кисть», «синдром грушевидной мышцы» или «шейный компрессионный синдром». Каждый из этих синдромов складывается не только из болевых проявлений в позвоночнике, но и вторичных воспалительных изменений в мышцах вблизи пораженного отдела позвоночного столба, а так же симптомов нарушения кровообращения и отека внутренних органов.

Главный признак остеохондроза — боль. В зависимости от того, где находятся поврежденные межпозвоночные диски, болеть могут: шея, плечо, рука, спина и даже грудная клетка. Иногда человек думает, что у него проблемы с сердцем, а на самом деле, это ноет нерв, пережатый в результате остеохондроза. Одновременно с болью человек часто ощущает перенапряжение и онемение мышц. Если сдавлены кровеносные сосуды, питающие мозг, появляется головная боль, головокружения, шум в ушах, двоение в глазах, тошнота и рвота.

Возможно возникновение грудного радикулита, проявляющегося симптомами воспаления или ущемления межреберных нервов. Внезапно появляется пронизывающая боль по ходу ребер, усиливающаяся при чихании и кашле; боль может синхронно усиливаться и ослабевать с дыхательными движениями. Еще одним проявлением остеохондроза грудного отдела может быть боль в области передней брюшной стенки. Боль в этих случаях сопровождается напряжением мышц пресса, усиливается при любом движении и имитирует поражение органов живота. Такой синдром встречается довольно редко.

Заболевание проявляется приступами по 1-2 недели, иногда дольше. В последующем, после ремиссии, которая может оказаться короткой, или, напротив, длиться годами, очередные обострения начинают обрастать все новыми и новыми синдромами — присоединяются радикулиты, наряду с поражением грудного отдела, часто появляются симптомы остеохондроза в смежных зонах позвоночника — шейном или поясничном отделах. Последующие обострения, как правило, протекают более остро и длительно, что характерно для остеохондроза во всех отделах. Как первый приступ, так и последующие провоцируются чаще всего неблагоприятными нагрузками на скелет (неловкое движение. подъем тяжести, продолжительное пребывание в неудобной позе). Несомненная провоцирующая роль и таких факторов, как холод и эмоциональные волнения.

Поясничные боли могут быть различного характера — ноющие, возникающие после длительного сидения или ночного сна, или же острые стреляющие, которые застают в самой неудобной позе и не дают возможности разогнуться. Все они связаны с защемлением нервных корешков, раздражением собственных нервов позвоночного столба, а так же отеком и раздражением мышц и связок в зоне иннервации поясничного отдела позвоночника.

Поясничные боли могут усиливаться при кашле и чихании, при любых движениях, особенно при наклонах туловища вперед. Наряду с болью в пояснице, поясничный остеохондроз может проявляться нарушением чувствительности отдельных участков кожи или мышц нижней половины туловища и ног, ослаблением или исчезновением сухожильных рефлексов ног. Как правило, при остеохондрозе наблюдается искривление поясничного отдела позвоночника. В зависимости от плоскости, в которой происходит искривление, различают сколиозы (искривление вправо или влево), лордозы (выгнутость вперед) и кифозы (сглаживание поясничного отдела или даже выгнутость его назад ). В том случае, если при остеохондрозе происходит защемление спинного мозга, наблюдается нарушение мочеиспускания или дефекации, а так же нарушение чувствительности мочевого пузыря или половых органов.

Однако, наиболее часто поясничный остеохондроз проявляется радикулярными болями — т.е. развивающимися в результате защемления нервных корешков, отходящих от спинного мозга на том или ином уровне. Так, один из широко известных поясничных синдромов — люмбаго. Возникает он в момент физического напряжения или в неловком положении тела, а иногда и без видимой причины. Внезапно в течение нескольких минут или часов появляется резкая простреливающая боль («прострел»), часто она жгучая и распирающая («как будто кол воткнули в поясницу»). Больной застывает в неудобном положении, не может разогнуться, если приступ возник в момент поднятия тяжести. Попытки спуститься с кровати, кашлянуть или согнуть ногу сопровождаются резким усилением боли в пояснице и крестце. Если больного попросить встать на ноги. то выявляется резкая обездвиженность всей поясничной области за счет напряжения мышц. Вторым известным синдромом является ишиас, или люмбоишиалгия. Он развивается в результате ущемления корешка, расположенного несколько ниже, чем при люмбаго. Поэтому простреливающие боли возникают в ягодице и по задней поверхности ноги, как правило на одной стороне тела. Как и при люмбаго, они усиливаются при перемене положения тела. На ноге выявляются особо болезненные для прикосновения участки — это костные выступы по нижнему краю ягодицы и в области колена. Наряду с этим обнаруживаются болезненные узелки в самих мышцах бедра и голени. Приступы люмбаго и ишиаса склонны повторяться в течение жизни. Поэтому очень важно выявить тип нагрузки или положения тела, которые провоцируют их появление. Это позволит предотвращать развитие приступов. Острые проявления заболеваний купируются анальгетиками, обезболивающими блокадами в область позвоночника, а так же специальными приемами по растяжению позвоночника и ягодичной области. Лечение синдрома должно быть комплексным.

Остеохондроз шейного отдела позвоночника несколько отличается в своих проявлениях от остеохондроза других отделов. Объясняется это особенностью анатомического строения позвоночника в этой зоне.

Во-первых в области шеи очень много сосудов и нервов, питающих и иннервирующих ткани шеи, черепа, лица. Одна из крупных артерий — позвоночная, — проходит именно в отверстиях отростков позвонков. Поэтому, патологические изменения в них — разрастание костной и фиброзной ткани, смещение позвонка, — неизменно приводят к нарушению нормального хода данной артерии. Проявляться это может стойкими головными болями и повышенной усталостью.

Во-вторых, само строение различно у разных позвонков шейного отдела, в результате чего они более плотно прилегают друг к другу. Поэтому, при любом, даже незначительном патологическом изменении в позвоночнике или повышенной нагрузке на него, происходит нарушение нормального функционирования всего отдела со вдавлением или смещением нервов и сосудов, а так же более частым, чем в поясничном или грудном отделах, сдавление спинного мозга. Причиной его появления является, как правило, грыжа диска позвонка — т.е. ее смешение внутрь, в сторону позвоночного канала, где находится мозг. Отличительной чертой сдавления спинного мозга в шейном отделе является очень большой объем поражения тканей и значительное выпадение функций. Так, наблюдается расстройство чувствительности кожи и мышц не только шеи и лица, но и рук и ног. В руках и ногах так же развивается парез мышц, со слабостью или даже полной невозможностью движения. При этом может возникать чувство свербения или «прохождения электрического тока» вдоль рук и ног при сгибании шеи, что указывает на первичную причину пареза. Расстройства эти возникают внезапно, что отличает их от опухолей позвоночника и спинного мозга.

Другими симптомами шейного остеохондроза могут быть чувство онемения или припухлости в языке, нарушения его движения, боль в области ключицы, слабость и снижение тонуса мышц шеи и плеч. Головные боли и боли в области шеи могут усиливаться при движениях в шее, или наоборот, при длительном однообразном ее положении (перед экраном телевизора, после продолжительного сна, особенно на плотной и высокой подушке). Эти проявления могут быть как односторонние, так и симметрично двухсторонние.

Еще одним частым симптомом шейного остеохондроза является тянущая или давящая боль в левой половине грудной клетки и в левой руке. Она имитирует стенокардию, однако, в отличие от нее, не проходит после приема нитроглицерина. Осложнениями остеохондроза могут быть артрозы плечевых, локтевых или ключичных суставов, с нарушением подвижности в них и болью при движениях руки и плеча.

Грудной отдел позвоночника, в отличие от шейного и поясничного, малоподвижен, в нем нет условий для значительной травматизации позвонковых дисков. Поэтому, физическая нагрузка или другие значительные влияния на позвоночный столб очень редко вызывают смещение позвонков или образование грыж дисков. Типичные проявления остеохондроза грудного отдела — это болезненность по ходу ребер, особенно ближе к местам их прикрепления к позвоночнику. Одновременно с болью, возможно появление скованности и болезненных узелков в межреберных мышцах.

С подобными жалобами обращаться нужно к неврологу или травматологу. Он проведет осмотр позвоночника, а при необходимости назначит рентгенографию, компьютерную или магнитно-резонансную томографию. Проверит, как обстоят дела с мозговым кровообращением.

Лечение остеохондроза — процесс длительный, требующий от человека большой силы воли и свободного времени. Методов борьбы с болезнью достаточно много: лекарственные средства (таблетки), мануальная терапия, массаж и лечебная гимнастика. Кто-то предпочитает лечиться средствами народной медицины — баночным массажем, гирудотерапией (пиявками), вытяжением, иглорефлексотерапией, металотерапией и пчелиным ядом. В тех случаях, когда остеохондроз осложнен грыжей межпозвонкового диска, человека отправляют на операцию.

Наиболее актуальным является снятие болевого синдрома. Для лечения применяется комплексный подход с сочетанием лекарственных и нелекарственных средств.

1) Лекарственные препараты являются основой для комплексной терапии боли в спине. Учитывая широчайший диапазон лекарств и их побочные действия, подбор препаратов должен осуществляться только специалистом.

— Для снятия боли используются нестероидные противовоспалительные средства, выпускаемые в виде таблеток, ампульных форм для инъекций, кремов и гелей. и др.

— При острой боли, связанной с напряжением мышц применяют миорелаксанты. Эти препараты, расслабляя напряженные мышцы спины существенно снижают боль. При необходимости врач может рекомендовать комбинацию препаратов. Назначаются препараты обычно на 7-14 дней.

— Для борьбы с болью широко используют компрессы с лекарственными средствами, медикаментозные блокады, а также новые комбинированные витаминные препараты, обладающие отчетливым антиболевым эффектом.

— Новым способом лечения является применение трансдермальных пластин (пластырей) с обезболивающим средством.

2) Физиотерапевтические процедуры: гидромассаж, лечение в специальной капсуле, в которой, благодаря комплексу физиотерапевтических процедур, можно достичь максимального расслабления напряженных мышц.

3) Мануальная терапия и лечебный массаж благодаря воздействию на все структуры спины — суставы позвоночника, связки и мышцы, позволяют корректировать не только локальную проблему, приведшую к боли, но и исправить осанку, улучшить стереотип движения, т.е. провести профилактику обострений. Следует, однако, помнить, что при острых болях мануальную терапию проводить не следует. Курс мануальной терапии состоит из 10-15 сеансов.

4) Акупунктура (иглоукалывание) с высокой эффективностью уменьшает боль и способствует глубокому мышечному расслаблению. Проводится обычно 10-15 сеансов

Использование корсетов, шейных воротников, поясов позволяет разгрузить позвоночник и обеспечить ему состояние покоя.

5) Лечебная физкультура и наиболее подходящие комплексы упражнения должны быть рекомендованы врачом. Начинать занятия следует лишь по прохождении острого периода.

6) Польза от лечебных мероприятий может сказаться не сразу, поэтому необходимо запастись терпением и выдержкой. Основная цель лечения заключается не только в том, чтобы снять острую боль, но и в предотвращении обострения заболевания в будущем.

Для профилактики радикулита и остеохондроза специалисты советуют следующее:

1.  Своевременно проводить коррекцию искривлений позвоночника и нарушений осанки в раннем школьном возрасте.

2.  Активно заниматься спортом, что позволит сформировать мышечный корсет. Никакие «стояния» возле стенки и «старания» сидеть прямо не заменят вам мышцы, которые сами должны заботиться о вашей осанке, даже когда вы о ней не думаете.

3.  Придерживаться диеты, употребляя продукты с достаточным содержанием кальция и магния (рыба и другие дары моря, капуста, шпинат, бобы, орехи, семечки, горох, хлеб грубого помола и молоко здоровых коров) и полного набора витаминов.

4.  Бороться с лишним весом.

5.  При переноске тяжестей обеспечить равномерную нагрузку на обе руки, ношение рюкзаков вместо сумок. Поднимать тяжести только с использованием ног, а не позвоночника, как это делают штангисты. Избегать закрута позвоночника при перемещении груза. И — висеть, висеть, висеть на турнике, не только вытягивая позвоночник, но и укрепляя руки.

Профилактика и лечение  остеохондроза

Главное — убрать причину стойкого напряжения мышц.

Профилактика и лечение шейного остеохондроза, грудного или поясничного по сути неразделимы.

Задача не в том, чтобы разработать суставы — они придут в норму, если убрать напряжение мышц, стягивающих и искривляющих позвоночник и сформировать правильный «мышечный корсет».

• Первое лечение позвоночника — устраняем причину мышечных зажимов. Убираем беспокойство, страхи, умственное и эмоциональное напряжение.
  
  Наполняем себя состоянием легкости, улыбки, уверенности и свободы.
• Второе — устраняем мышечное напряжение: убираем лишний вес и пивной живот, учимся расслабляться.
• Третье — лечебная гимнастика для сохранения гибкости позвоночника и укрепления мышц.
• Четвертое — активный и здоровый образ жизни.
• Пятое — осознанный контроль за осанкой во время работы и в быту.

Начнём с утра. Проснулись, повернитесь на спину, выпрямите ноги, потяните стопы на себя, напрягая все мышцы ног. Расслабьтесь. Повторите несколько раз.

Затем стопы на себя и одна нога вытягивается вниз, расслабились. То же другой ногой. Повторить несколько раз.

Спокойно встаём, потягиваемся, приподнимаясь на носки и вытягивая руки в потолок, опускаемся, наклоняемся вперед, касаясь руками пола, ноги не сгибать. Встаём, спина ровная, плечи расправлены, низ живота подтянут, на лице улыбка и гордой уверенной походкой шествуем в туалет.

Это не шутка — правильная осанка и хорошее настроение весь день (а он начинается с утра) — это 91% успеха; 8% — упражнения, 1% — всё остальное!

Осанку контролируйте вначале перед зеркалом, потому что внутренние ощущения могут не соответствовать реальному положению. При правильной осанке позвоночник сохраняет свои физиологические изгибы, голова должна быть немного вперёд, макушка тянется вверх, шея расслаблена.

При плохой осанке нагрузка на отдельные участки позвоночника увеличивается, что вызывает там стойкое мышечное напряжение со всеми последствиями.

Старайтесь как можно меньше перегружать поясничный отдел позвоночника.
Если приходится долго стоять, поставьте одну ногу позади другой, стопы образуют угол в 40^о–45^о, вес тела больше приходится на «заднюю» ногу, обе ноги прямые. Эта поза особенно полезна для профилактики боли в пояснице.

Поднимая тяжести, надо приседать, а не наклоняться, спину и голову держать ровно. Груз брать двумя руками и спокойно подниматься за счёт усилий ног.

Введите практику приседания в повседневную жизнь — это хорошее упражнение.

Высота стула, на котором сидите, должна соответствовать длине голени — чтобы нога упиралась в пол, а спина была ровной. Наклоняясь вперёд (читая, печатая и др.), сгибайтесь в тазобедренном суставе, чтобы спина оставалась прямой.

За рулем автомобиля сидите без напряжения, голову держите прямо, спина опирается на спинку сиденья. Если вы подолгу за рулем, периодически выходите из машины, хорошо потянитесь, затем сделайте упражнения: наклоны, приседания, повороты. Если есть возможность, после упражнений полежите на спине 5–10 мин., согнув ноги в коленях.

При просмотре телевизора чаще меняйте позу, вставайте и потягивайтесь. Вообще возьмите за правило, через каждые 40–50 мин. сидения вставать и потягиваться, вытягивая руки вверх, а потом наклон вперед с касанием пола руками (поднимаясь из наклона, поочередно выпрямляйте поясницу, грудной отдел, шею и голову).

Напряжение глаз вызывает рефлекторное напряжение мышц шеи и далее по цепочке всех отделов позвоночника. Поэтому, особенно при работе за компьютером, давайте глазам отдых, делайте специальные упражнения для глаз.

Домашние дела делайте с оптимальным положением тела, чтобы не перегружать позвоночник.
Тяжелую ношу носите в обеих руках, равномерно разделив груз (но лучше, чтобы руки были свободными, а груз в рюкзаке).

Нельзя, держа тяжесть, делать резкие движения. Для переноски тяжестей на большие расстояния используйте рюкзак с лямками на поясе.
Спать лучше на полужесткой постели, чтобы тело сохраняло физиологические изгибы.

Будьте здоровы!!!

Внимание! Имеются противопоказания!

Проконсультируйтесь с врачом!

Атлант, которого нужно поддержать | Статьи компании Kulik System

Наш позвоночник должен выполнять шесть функций:

• поддерживать голову и придавать жесткость скелету;
• поддерживать тело в вертикальном положении;
• защищать спинной мозг, в котором проходят нервы, соединяющие головной мозг с другими частями тела;
• служить местом прикрепления мышц и ребер;
• амортизировать толчки и удары;
• позволять телу разнообразные движения.

И выполняют эти функции 32-34 маленькие кости – позвонки, между которыми расположены фасеточные суставы, похожие по строению на коленные или локтевые. Пять отделов образуют позвоночный столб S-образной формы, обеспечивающий позвоночнику дополнительную амортизирующую функцию.
Самый мобильный отдел позвоночника – шейный, состоящий из семи позвонков, которые отвечают за движения шеи и повороты головы. Два верхних шейных позвонка (важнейшее функциональное «крепление») имеют свою анатомию, отличную от остальных.
Первый позвонок получил название по имени мифологического титана, который несёт на плечах небесный свод и оберегает всё сущее. Позвоночный Атлант поддерживает свод черепа и оберегает наш центральный отдел нервной системы – мозг.

И хотя атлант не имеет тела позвонка, как остальные, через него проходят позвоночные артерии, которые участвуют в кровоснабжении ствола мозга, мозжечка, а также затылочных долей больших полушарий. При малейшей нестабильности в шейном отделе позвоночника, образовании грыж, сдавливающих позвоночную артерию, при болевых спазмах позвоночной артерии в результате раздражения поврежденных шейных дисков, появляется недостаточность кровоснабжения указанных отделов головного мозга. Это проявляется головными болями, головокружением, “мушками” перед глазами, шаткостью походки, изредка нарушением речи. Данное состояние получило название вертебро – базиллярной недостаточности.

К сожалению, такой диагноз сегодня получает практически каждый офисный сотрудник, проводящий по статистике 5000 – 7000 часов в год ( 1414 дней или 3,9 лет – за жизнь). И эта цифра растёт постоянно, так как статистика добавляет к числу “работающих у компьютера” студентов и детей.

Шейный отдел позвоночника при определенном угле наклона шеи вперед подвергается определённым нагрузкам:

• нейтральный — 4,5-5,4 кг
• 15 градусов — 12,25 кг
• 30 градусов — 18,14 кг
• 45 градусов — 22,22 кг
• 60 градусов — 27,21 кг
• 90 градусов — невозможно измерить.

Мы сидим, сгибая шею к экрану компьютера, под углом 60-90 градусов. А теперь представьте себе какую ужасающую нагрузку испытывает атлант и весь позвоночный столб!

Помочь атланту может правильная осанка, которую формирует и поддерживает эргономичное кресло с индивидуальными механизмами адаптации и настроек всех систем. Не отдельно взятый регулируемый подголовник или автономное регулирование угла наклона, или высоты. Только СИСТЕМА, которая отвечает за поддержку всех отделов позвоночника и кровоснабжение конечностей.
И такая система эргономики существует! Она представлена в каждом кресле от ТМ KULIK SYSTEM и для детей, и для взрослых. Рассчитанная с математической точностью в соответствии с законами современной биомеханики, эта интеллектуальная система улучшает уровень нашей жизни, возвращая позвоночнику его естественное положение, снимая статические нагрузки и контролируя осанку.

Наш позвоночник наделен особой прочностью и долго «молчит», накапливая килограммы и углы нагрузок. Но ждать, пока он подаст сигнал усталости врачи не рекомендуют, потому что это будет сигнал болезни. Предупредить боль, не дать развиться болезням позвоночника и призвана единственная в мире запатентованная KULIK SYSTEM ergonomics.

Поделиться с друзьями:

Соединения позвонков (фасеточные суставы)

Анатомия фасеточных суставов

Позвоночник состоит из 32-34 позвонков. Шейный отдел позвоночника состоит из семи, спинной — из двенадцати, поясничный — из пяти, крестец — из пяти сросшихся позвонков и копчик — из трех-пяти сросшихся позвонков. За исключением двух верхних шейных позвонков, каждый позвонок состоит из тела позвонка, находящегося спереди, и дуги, находящейся сзади. Дуга прикрепляется к телу позвонка сзади и формирует большое отверстие.

Отверстия всех позвонков формируют позвоночный канал, через который проходит спинной мозг. На верхней и нижней стороне дуги расположены верхние и нижние суставные отростки, соответственно.

Нижние суставные отростки одного позвонка и верхние суставные отростки ниже лежащего позвонка формируют зигапофизиальный (фасеточный) сустав. Вместо термина «зигапофизиальный сустав» мы будем использовать простой и короткий синоним «фасеточный сустав».

Суставные поверхности фасеточных суставов слегка овальной формы и размером около 1,5 х 1,5 см. Они покрыты тонким слоем хряща и окружены суставной капсулой. Внутри капсулы, как и в других суставах, имеется синовиальная мембрана, которая продуцирует синовиальную жидкость для питания суставного хряща.

На иллюстрации слева показан поясничный отдел позвоночника (вид сбоку). Суставы между позвонками — это фасеточные суставы (показаны красным), соединяющие позвонки между собой.

Функция фасеточных суставов

Межпозвонковые диски находятся между телами позвонков. Диски состоят из водянистого пульпозного ядра и прочного волокнистого фиброзного кольца. Такая структура межпозвонковых дисков обеспечивает подвижность и амортизацию одновременно. Межпозвонковые диски несут на себе около 80% нагрузки, а фасеточные суставы — около 20%.

Фасеточные суставы ограничивают подвижность позвонков друг относительно друга. Направление и амплитуда движения позвонков зависят от размера и ориентации суставов в пространстве.

Иллюстрация слева: верхний рисунок показывает фасеточные суставы (красным цветом) сбоку, нижний рисунок — сзади. Фасеточные суставы  образованы верхними и нижними суставными отростками позвоночных дуг. Суставы расположены парами: слева и справа.

Диагностика и лечение

Типы, причины и лечение болей в спине

Боль в спине

Анимация анатомии шейного отдела спинного мозга

Расшифровка стенограммы

Спинной мозг — это важный пучок нервных клеток, передающих электрические сигналы в мозг и из него. Одна из важных функций шейного отдела позвоночника — защита спинного мозга, поскольку нервные клетки взаимодействуют друг с другом по всему телу.

Нервные клетки состоят из трех основных частей: тела клетки, дендритов для приема сигналов и аксона для отправки сигналов другим нервным клеткам. Чтобы понять, как эти сигналы проходят через область шеи, давайте исследуем анатомию спинного мозга.

Поперечный разрез спинного мозга содержит область серого вещества в форме бабочки, окруженную белым веществом.

Серое вещество в основном состоит из тел нервных клеток. Обе стороны этой области имеют задний рог и передний рог. Задний рог — это задний отдел, который соединяется с корешком заднего нерва. Он получает сенсорные сигналы, например, о боли, температуре и прикосновении. Передний рог — это передняя часть, которая соединяется с передним нервным корнем и посылает двигательные сигналы для управления мышцами.Двигательные сигналы, которые выходят из спинного мозга в области шеи, отправляются в верхнюю часть тела.

Белое вещество в основном состоит из аксонов, несущих электрические сигналы. Связки этих аксонов называются трактами. Восходящие пути несут сенсорные сигналы вверх к мозгу, а нисходящие пути несут моторные сигналы к мышцам.

Оболочки спинного мозга помогают защитить спинной мозг и состоят из трех слоев. Твердая мозговая оболочка — это самый внешний слой, состоящий из плотной фиброзной ткани.Это единственный слой мозговых оболочек спинного мозга, который может чувствовать боль. Паутинная материя представляет собой средний слой и имеет эластичные ткани и коллаген в паутинообразной сети. Мягкая мозговая оболочка является самым внутренним слоем и непосредственно прикрепляется к спинному мозгу. Этот слой самый тонкий и нежный. Спинномозговая жидкость, которая обеспечивает дополнительную защиту, протекает в субарахноидальном пространстве между паутинной оболочкой и мягкой мозговой оболочкой.

Если спинной мозг сдавливается в шейном отделе позвоночника, может возникнуть боль или неврологический дефицит в руках, ногах или где-либо ниже уровня сжатия.

Шейный отдел позвоночника: анатомия, связки, нервы и травмы

Костный компонент шейного отдела позвоночника состоит из семи позвонков. Нижняя пятерка больше похожа друг на друга, чем две верхние (Атлас — С1, Ось — С2).

Атипичные шейные позвонки: атлас (C1), ось (C2) и C7

Первые два шейных позвонка — это специализированные позвонки, приспособленные для движения головы и сочленения с черепом.

Атлас (C1)

В отличие от других позвонков, атлас не имеет остистого отростка или тела. Если смотреть сверху, атлас действительно имеет форму кольца, которое утолщается в боковом направлении, образуя боковых масс , которые соединены передней и задней дугами. Передняя часть arc имеет три особенности:

• и передний бугорок на передней поверхности
• а фасетка для выступа оси на задней поверхности
• и по обе стороны от фасетки бугорки для поперечной связки , удерживающей зубцы на месте

задний дуга вместо остистого отростка имеет задний выступ, известный как задний бугорок .Кроме того, канавки для позвоночных артерий лежат сразу позади верхних суставов фасеток , расположенных на латеральных массах.

На верхней и нижней поверхностях латеральных масс имеются фасетки для сочленения с другими костями. Выше фасетки сочленяются с затылочными мыщелками затылочной кости черепа и образуют атланто-затылочных суставов . Внизу фасетки сочленяются с осью, образуя боковые атланто-осевые суставы .Латерально от латеральных масс выступают поперечные отростки атласа, которые снова имеют отверстие transversarium .

Обзор шейного отдела позвоночника и костей

Ось (C2)

Ось больше похожа на остальные позвонки шейного отдела позвоночника, чем на атлас, но у нее есть невероятно уникальная особенность; ден , или зубчатый отросток. Этот отросток, который часто называют зубчатым или штифтовым, крупнее и длиннее, чем большинство других анатомических отростков, и простирается от тела C2.Логова и спинной мозг обведены атласом. Денс составляет сочленение с задней поверхностью передней дуги атланта (медиана атлантоаксиальный сустав ) и удерживается на месте поперечной связкой. Логово и его соединение с атласом действует как стержень, вокруг которого может происходить вращение головы. поперечная связка проходит кзади от логова (и кпереди от спинного мозга), образуя заднюю стенку сустава.

На задней стороне логова есть две фасетки для прикрепления крыльев связок .Эти связки соединяют лупы с медиальной стороной каждого затылочного мыщелка и помогают ограничить чрезмерное вращение головы.

Примечание: atlanto — затылочные суставы позволяют кивать, сгибать / разгибать или «да» движения головы. Сочленения между атлантом и осью (два боковых атлантоаксиальных сустава и средний атлантоаксиальный сустав между зубцами и атлантом) допускают вращение на , на головы или «без» движений.

C7

C7 Нетипичен по трем причинам. Во-первых, остистый отросток C7 является самым длинным и его можно легко пальпировать, когда голова наклонена вперед, так как в этом положении он довольно заметен. Кроме того, остистый процесс не является раздвоенным. Наконец, отверстие transversarium довольно мало по сравнению с размером поперечного отростка и содержит не позвоночные артерии, а только позвоночные вены.

Понимание анатомии позвоночника: области позвоночника

Области позвоночника состоят из шейного, грудного, поясничного и крестцового отделов.

Шейный отдел позвоночника

Шейный отдел позвоночника известен как Шейный отдел позвоночника . Эта область состоит из семи позвонков, которые обозначаются сокращенно с С1 по С7 (сверху вниз). Эти позвонки защищают ствол головного мозга и спинной мозг, поддерживают череп и обеспечивают широкий диапазон движений головы.

Первый шейный позвонок (С1) называется Атласом. Атлас имеет форму кольца и поддерживает череп. C2 называется Осью. Он имеет круглую форму с тупой зубчатой ​​структурой (называемой Odontoid Process или dens), которая выступает вверх в Атлас. Вместе Атлас и Ось позволяют голове вращаться и поворачиваться. Другие шейные позвонки (от C3 до C7) имеют форму коробок с небольшими остистыми отростками (пальцеобразными выступами), которые отходят от задней части позвонков.

1. Остистый отросток
2. Пластина
3. Зигапофизарный сустав (фасетка)
4. Задний бугорок
5. Отверстие
6. Ножка
7. Кузов

Грудной отдел

Под последним шейным позвонком находятся 12 позвонков грудного отдела позвоночника. Они обозначаются сокращенно от Т1 до Т12 (сверху вниз). Т1 — самый маленький, а Т12 — самый большой грудной позвонок. Грудные позвонки больше шейных костей и имеют более длинные остистые отростки.

Помимо более длинных остистых отростков, ребра укрепляют грудной отдел позвоночника. Эти структуры делают грудной отдел позвоночника более стабильным, чем шейный или поясничный отделы. Кроме того, система грудной клетки и связок ограничивает диапазон движений грудного отдела позвоночника и защищает многие жизненно важные органы.

1. Остистый отросток
2. Пластина
3. Зигапофизарный сустав (фасетка)
4. Задний бугорок
5. Отверстие
6. Ножка
7. Кузов

Поясничный отдел

Поясничный отдел позвоночника имеет 5 позвонков, сокращенно от L1 до L5 (самые большие).Размер и форма каждого поясничного позвонка рассчитаны на то, чтобы выдерживать большую часть веса тела. Каждый структурный элемент поясничного позвонка больше, шире и шире, чем аналогичные компоненты в шейном и грудном отделах.

1. Кузов
2. Остистый отросток
3. Суставной отросток
4. Поперечный процесс
5. Отверстие
6. Ножка
7. Кузов

Рентгеновский снимок сбоку (сбоку); поясничный отдел

У поясничного отдела позвоночника больше подвижности, чем у грудного, но меньше, чем у шейного.Пояснично-фасеточные суставы обеспечивают значительное сгибание и разгибание, но ограничивают вращение.

Крестцовый отдел позвоночника

Крестец расположен за тазом. Пять костей, сокращенно от S1 до S5, сросшихся в треугольную форму, образуют крестец. Крестец входит между двумя тазобедренными костями, соединяющими позвоночник с тазом. Последний поясничный позвонок (L5) сочленяется (движется) с крестцом.

Непосредственно под крестцом находятся пять дополнительных костей, сросшихся вместе, образуя Копчик (копчик).

Шейка матки (анатомия человека): схема, расположение, условия, лечение

Источник изображения

© 2014 WebMD, LLC. Все права защищены.

Шейка матки представляет собой шейку из ткани цилиндрической формы, которая соединяет влагалище и матку. Расположенная в самой нижней части матки, шейка матки состоит в основном из фиброзно-мышечной ткани. Есть две основные части шейки матки:

• Часть шейки матки, которую можно увидеть изнутри влагалища во время гинекологического осмотра, называется эктоцервиксом.Отверстие в центре эктоцервикса, известное как внешний зев, открывает проход между маткой и влагалищем.
• Эндоцервикс, или эндоцервикальный канал, представляет собой туннель, проходящий через шейку матки от внешнего зева в матку.

Перекрывающаяся граница между эндоцервиксом и эктоцервиксом называется зоной трансформации.

Из шейки матки выделяется цервикальная слизь, которая меняет консистенцию во время менструального цикла, чтобы предотвратить или способствовать беременности.

Во время родов шейка матки широко расширяется, чтобы ребенок мог пройти через нее.Во время менструации шейка матки немного приоткрывается для прохождения менструального цикла.

Состояние шейки матки

• Рак шейки матки: Большинство случаев рака шейки матки вызывается вирусом папилломы человека (ВПЧ). Регулярные мазки Папаниколау могут предотвратить рак шейки матки у большинства женщин.
• Несостоятельность шейки матки: Раннее раскрытие или расширение шейки матки во время беременности, что может привести к преждевременным родам. Часто причиной являются предыдущие процедуры на шейке матки.
• Цервицит: воспаление шейки матки, обычно вызываемое инфекцией.Хламидиоз, гонорея и герпес — это некоторые из инфекций, передающихся половым путем, которые могут вызывать цервицит.
• Дисплазия шейки матки: аномальные клетки шейки матки, которые могут перерасти в рак шейки матки. Дисплазия шейки матки часто обнаруживается при мазке Папаниколау.
• Цервикальная интраэпителиальная неоплазия (CIN): другое название дисплазии шейки матки.
• Полипы шейки матки: Небольшие разрастания на той части шейки матки, где она соединяется с влагалищем. Полипы безболезненны и обычно безвредны, но могут вызывать вагинальное кровотечение.
• Воспалительные заболевания органов малого таза (ВЗОМТ): Инфекция шейки матки, известная как цервицит, может распространяться на матку и фаллопиевы трубы. Воспалительные заболевания органов малого таза могут повредить репродуктивные органы женщины и затруднить им беременность.
• Инфекция, вызванная вирусом папилломы человека (ВПЧ): Вирусы папилломы человека представляют собой группу вирусов, включая определенные типы, вызывающие рак шейки матки. Менее опасные виды вируса вызывают остроконечные кондиломы и шейные бородавки.

Нелинейно-оптическая микроскопия и ультразвуковая визуализация структуры шейки матки человека

1.

Введение

Спонтанные преждевременные роды (спонтанные преждевременные роды), ведущая глобальная причина неонатальной смертности, ежегодно затрагивают более 13 миллионов младенцев. ¹ Выжившие недоношенные дети в течение всей жизни подвержены риску церебрального паралича, респираторных заболеваний, умственной отсталости, слепоты, глухоты, сердечно-сосудистых заболеваний и рака. ² Финансовые и эмоциональные последствия преждевременных родов ошеломляют; одно из восьми родов в США является преждевременным, что обходится более чем в 26 миллиардов долларов в год. ^{3 , 4} Десятилетия согласованных исследовательских усилий не снизили заболеваемость сПТБ; мы просто не понимаем проблемы. ^{5 , 6}

Это неудивительно, учитывая его сложность. sPTB является многофакторным явлением, являющимся конечным общим знаменателем взаимодействия множества факторов, включая социальный стресс, инфекцию / воспаление, плохое питание, генетику и другие. ^{5 — 9} Интерес к шейке матки в последнее время резко возрос, поскольку выяснилась ее критическая роль в преждевременных родах; Сложные и перекрывающиеся пути к sPTB вписываются в единый процесс ремоделирования микроструктуры шейки матки, и поэтому предполагается, что всестороннее понимание этой микроструктуры позволит целенаправленно изучить восходящие молекулярные механизмы. ^{5 , 7 , 8}

К сожалению, нам не хватает базового понимания микроструктуры шейки матки, не говоря уже о ее изменениях во время беременности, поскольку ее идентификация и количественная оценка нетривиальны. Мышиные и бычьи модели предполагают наличие двух или трех слоев коллагена в шейке матки: широкий центральный периферический слой, который подвергается относительно большей реорганизации во время беременности, чем один или два боковых продольных слоя. ^{10 — 12} Информация о шейке матки человека ограничена, поскольку исследование затруднено непрактичностью инвазивного исследования. ¹³ Подобно другим моделям млекопитающих, исследования предполагают наличие широкого периферического слоя, но расходятся во мнениях относительно одного или двух фланкирующих продольных слоев. Dubrauszky et al. оценили поперечное сечение средней шейки матки четырех пременопаузальных и 11 беременных трупов или образцов гистерэктомии, отметив внутреннее «некоординированное кластерное переплетение» волокон, круговой центральный слой и «по большей части» продольный внешний слой, все они сохраняются в тканях беременных, хотя и имеют более «расслабленный» вид. ¹⁴ Aspden и Hukins изучили пять небеременных шейных позвонков, а также сообщили о трех слоях волокон, предположив, что внешний слой предотвращает разрыв шейки матки, в то время как центральный слой контролирует расширение, как храповик. ^{15 , 16} Множественные поперечные сечения были получены от одной шейки матки, в которых толщина внутреннего слоя уменьшилась, а средний слой увеличился от проксимального к дистальному. ¹⁶ Weiss et al. использовали in vivo тензорную визуализацию диффузии, но после обследования пяти беременных женщин сообщили, что шейка матки даже менее прямолинейна, чем описано ранее, и содержит только два перекрывающихся слоя, внешний широкий круговой слой и внутренний «в основном» продольный слой. ¹⁷

Понимание микроструктуры шейки матки имеет решающее значение, поскольку она определяет прочность шейки матки. Во время беременности разрушение сшивок коллагена вызывает дезорганизацию волокон и повышенную экстрагируемость коллагена, что приводит к размягчению, укорочению и расширению, которые характерны для ремоделирования шейки матки. ^{13 , 18 — 27} Эта серия событий должна произойти для возможного вагинального родоразрешения плода, но преждевременные изменения и / или лежащая в основе аномальная микроструктура шейки матки может привести к преждевременным родам. ²⁸ Первостепенное значение для решения проблемы преждевременных родов имеет целенаправленная и тщательная оценка состояния шейки матки, и это является нашей мотивацией для разработки методов количественного ультразвукового исследования (КУЗ) для исследования микроструктуры коллагена шейки матки in vivo . Наш выбор методов КУЗ основан на предположении, что коллаген является основным источником акустического рассеяния в ткани шейки матки, как и во многих других тканях. ^{29 — 32} Способность выявлять и количественно оценивать прогрессирующие микроструктурные изменения должна способствовать целенаправленному исследованию связанных молекулярных механизмов, открывая тем самым путь к новым подходам к предотвращению преждевременных родов.

Комбинированная визуализация микроструктуры коллагена с высоким разрешением является обязательной частью нашего исследования, как для подтверждения ультразвуковых измерений, так и для всестороннего исследования микроструктуры шейки матки. Для этой цели хорошо подходит визуализирующая микроскопия с генерацией второй гармоники (ГВГ). Фундаментальной единицей коллагена является тропоколлаген, длинная (300 нм) структура белка с тройной спиралью. Расщепление пропептидных концов позволяет тройным спиралям связываться вместе с образованием коллагеновых фибрилл с диаметром 0.От 1 до 0,5 мкм, которые затем соединяются вместе, образуя волокна большего диаметра. ГСП легко распознает эти разные уровни организации. ³³ SHG отображает коллаген, вызывая поляризацию в нецентросимметричном материале. В отличие от флуоресцентной микроскопии с многофотонным возбуждением, ³⁴ вся энергия сохраняется, поэтому излучаемый фотон имеет точно вдвое большую частоту и энергию падающего фотона, но половину длины волны. Из-за когерентности ГВГ напрямую зависит от размера и организации фибрилл. ³⁴ Более того, контраст является эндогенным, что устраняет необходимость окрашивания или экзогенных меток, что полезно для изучения интактных образцов и, в конечном итоге, возможно, in vivo шейки матки. Другими ключевыми преимуществами являются глубокое оптическое сечение ³⁵ и меньшее фотообесцвечивание. ³⁶ Кроме того, поскольку коллаген является фундаментальным компонентом клеточного микроокружения, его можно использовать как часть показателя для изучения клеточного поведения, и поэтому визуализация ГВГ является ценным оптическим биомаркером клеточных процессов.Например, его можно использовать для мониторинга прогрессирования рака и ответа на лечение; Provenzano et al. описали сигнатуры коллагена ассоциации опухолей и соответствующие изменения в коллагене с прогрессированием рака груди, ³⁷ и порядок коллагена при раке яичников исследовали с прямым и обратным сбором SHG. ^{38 , 39} Кроме того, визуализация ГВГ использовалась для изучения ориентации коллагена во время заживления ран и образования рубцов, ⁴⁰ и механические аспекты коллагена были изучены в артериях ⁴¹ и трахее. ⁴²

Недавно на шейку матки были применены простые методы SHG. В одном исследовании сравнивали две человеческие шейки матки из образцов после кесарева гистерэктомии с одной шейкой матки из небеременных образцов. ⁴³ Слои коллагена были видны во всех шейках, но авторы отметили, что сигнал был «менее резким» в ткани беременной, подразумевая, что волокна были менее хорошо выровнены, чем в ткани небеременной. ⁴³ В другом исследовании применялись методы анализа текстуры к эндомикроскопическим изображениям ГВГ ex vivo шейных органов мышей на разных сроках беременности, демонстрируя прогрессирующую дезорганизацию коллагена на протяжении всей беременности, особенно в центральном периферическом слое. ⁴⁴

Мы представляем методику прямого многомасштабного сравнения детальной микроструктуры шейки матки человека. Мы сшиваем отдельные участки изображения ГВГ в комплексные изображения поперечного сечения ткани шейки матки, которые сохраняют детальную микроструктуру, и регистрируем эти комплексные изображения ГВГ с ультразвуковыми изображениями в B-режиме и измерениями QUS. Затем мы сравниваем анализ выравнивания изображений ГВГ на основе кривых с параметрами QUS для объективной оценки структуры и выравнивания коллагена.Этот подробный анализ демонстрирует, что ГВГ обеспечивает не только подтверждение измерений КУЗ, но и существенное понимание микроструктуры шейки матки. Насколько нам известно, это крупнейшее на сегодняшний день исследование микроструктуры шейки матки человека и первое, подтвердившее микроструктуру шейки матки с помощью неинвазивной ультразвуковой техники, которая осуществима для исследования in vivo во время беременности.

2.

Материалы и методы

2.1.

Сбор и подготовка ткани

На рис. 1 представлена ​​диаграмма шейки матки.Для изучения его микроструктуры мы собрали образцы гистерэктомии у субъектов, перенесших операцию по доброкачественным причинам, не связанными с патологией шейки матки (n = 25). Образцы были доставлены в нашу лабораторию в течение 1 часа после удаления. Были получены измерения QUS (описанные ниже), срезы примерно 1,5 мм были вырезаны и помещены в формалин для последующей визуализации ГВГ. Вся работа была одобрена Экспертным советом Института медицинских наук Университета Висконсина.

Рис. 1

Вид шейки матки в разрезе.Матка находится выше внутреннего зева, а шейка матки — ниже. Проксимальная часть шейки матки (ближайшая к матке) находится в тазу, а дистальная часть выступает во влагалище. Внутренняя полость называется эндоцервикальным каналом и прилегает к полости матки. (б) Дистальная часть шейки матки, если смотреть через зеркало. Места на шейке матки обычно обозначаются так, как если бы дистальный конец был циферблатом часов.

На рисунке 2 показана форма и расположение секций.Поперечные срезы были взяты из проксимальных, медиальных и дистальных участков вдоль канала, а продольные срезы начинались от внешнего зева и продолжались по длине канала до внутреннего зева. Перед визуализацией ГВГ срезы были разрезаны на срезы толщиной от 200 до 400 мкм с помощью вибротома (полуавтоматический микротом с вибрирующими лезвиями Leica VT1200S; Leica MicroSystems, Buffalo Grove, Illinois) и, при необходимости, помещены в оптическую чашку, разрезаны на два или три более мелкие части. Каждый срез помещали в оптическую чашку со стеклянным дном для визуализации, а на образец ткани помещали небольшую каплю воды и покровное стекло, чтобы предотвратить высыхание и помочь предотвратить скручивание ткани.

Рис. 2

Образец гистерэктомии с удаленными образцами биопсии. Матка (вверху изображения, обозначена) и шейка матки были двухклапаными, а шейка матки развернута так, что поверхность эндоцервикального канала была номинально плоской. Продольный (параллельный каналу) разрез был вырезан с передней стороны (показан слева), а три поперечных разреза (перпендикулярно каналу) примерно с 12:00 до примерно 6:00 были вырезаны из канала. проксимальный, средний и дистальный отдел шейки матки.Пунктирной линией показано расположение канала. Для продольной биопсии канал находится справа от среза ткани. Для дистальной и медиальной поперечной биопсии канал был частично переформирован и находится внутри образцов. Канал находится на краю проксимального среза и не виден на этом изображении. Для остальной ткани шейки матки (центр изображения, не биопсия) пунктирной линией обозначена граница поверхности развернутого канала.

2.2.

Микроскопия

Трехмерное (3-D) изображение ГВГ было выполнено на специальном микроскопе, способном собирать как прямые, так и обратные компоненты излучения ГВГ, чтобы исследовать потенциал для увеличения отношения сигнал / шум изображения ГВГ. когда использовались прямые сигналы SHG или прямые в сочетании с обратными сигналами SHG. Эта система состояла из блока лазерного сканирования (Fluoview 300; Olympus, Center Valley, Пенсильвания), установленного на вертикальном штативе микроскопа (BX61, Olympus), соединенного с фемтосекундным лазером на Ti: Sapphire с синхронизацией мод (Mira; Coherent, Санта-Клара). , Калифорния).Длина волны возбуждения составляла 890 нм, а сигнал детектировался при 445 нм с использованием полосового фильтра 20 нм (Semrock, Rochester, New York). Свет фокусировали на образец с помощью водно-иммерсионной линзы 40 × [числовая апертура (NA) = 0,8] (Olympus). Водно-иммерсионная линза использовалась для наилучшего согласования показателя преломления лазерного света, проходящего в ткань. Прямые и обратные сигналы ГВГ собирались одновременно с использованием двух идентичных модулей счета фотонов 7421 GaAsP (Hamamatsu, Bridgewater, New Jersey).Одиночное (0,450 × 0,450 мм2) xy-положение образца толщиной 400 мкм было отображено и оптически срезано с поверхности образца на глубину около 50 мкм с шагом 1 мкм. Мы визуально оценивали качество изображения по мере того, как мы перемещали фокусную глубину возбуждающего лазера глубже в ткань, чтобы определить оптимальную толщину среза для нашего исследования и оценить потенциал для создания составных трехмерных изображений.

Составные двухмерные (2-D) данные ГВГ-изображения были собраны на оптической рабочей станции ⁴⁵ , которая была построена на основе инвертированного микроскопа Eclipse TE300 Nikon (Мехлвилл, Нью-Йорк).Длина волны возбуждения 890 нм генерировалась титан-сапфировым лазером MaiTai Deepsee (Spectra Physics, Маунтин-Вью, Калифорния). Луч фокусировался на образец воздушно-иммерсионным объективом Nikon 10 × Super Fluor (NA = 0,5). Цифровое масштабирование (0,775 пикселей / мкм) было выбрано, потому что это было наименьшее увеличение [наибольшее поле зрения (0,660 × 0,660 мм2)], которое по-прежнему позволяло хорошее разрешение коллагеновых волокон. Обратный сигнал ГВГ регистрировался с помощью фотоумножителя H7422 GaAsP (Hamamatsu).Присутствие коллагена подтверждали фильтрацией сигнала излучения с помощью фильтра 445 нм (полосовой пропускания 1 нм) (TFI Technologies, Гринфилд, Массачусетс) для выделения сигнала SHG. Сбор данных был выполнен с помощью WiscScan (http://www.loci.wisc.edu/software/wiscscan), пакета программного обеспечения для лазерного сканирования, разработанного в LOCI (Лаборатория оптических и вычислительных приборов, Университет Висконсина, Мэдисон, Висконсин).

Для сбора данных для составных изображений ГВГ мы разработали программное обеспечение для WiscScan, которое позволяет автоматически управлять xy-столиком микроскопа и получать отдельные изображения в каждом месте в растеризованной конфигурации сетки.Части изображений в сетке перекрываются, чтобы предоставить избыточные данные, которые позволяют методам корреляции выровнять соседние местоположения и собрать окончательное скомпилированное изображение. Мы сделали несколько z-срезов, чтобы сохранить фокусировку на поверхности образца ткани по всей сетке. Это было необходимо из-за колебаний от 50 до 100 мкм в расположении поверхности образца ткани (с максимальным оптическим проникновением всего 50 мкм). Размер сетки был оптимизирован, чтобы соответствовать локальному размеру и форме образца ткани, и было собрано несколько смежных (и перекрывающихся) сеток.

Отдельные изображения из каждого местоположения плитки были сшиты вместе в автономном режиме с использованием полуавтоматической техники, включающей комбинацию Fiji (распространение ImageJ) ^{46 , 47} и Adobe PhotoShop CS4 (Adobe Systems Inc. , Сан-Хосе, Калифорния). Положение xy-stage каждого z-стека (серия z-срезов в одном и том же xy-местоположении) было сохранено и встроено в метаданные изображения. Стеки были загружены в плагин Fiji «Stitch-ome-tiff», который считывал метаданные из каждой стопки и оптимизировал абсолютное местоположение каждой плитки (чтобы учесть неопределенность xy-переводов).Наконец, он смешал плитки в стек композитных изображений z-срезов. Срезы проецировались на одну плоскость (на Фиджи), в результате чего получалось двухмерное изображение поверхности образца. Это уплощенное изображение затем использовалось с другими соседними сетками на заключительном этапе сшивания, когда все сетки объединялись вместе для формирования составного изображения ГВГ. Изображения из соседних сеток были выровнены визуально с помощью Adobe PhotoShop CS4 и смешаны вместе с функцией «auto-Blend» для создания почти бесшовного двухмерного изображения поверхности среза ткани.Составные изображения ГВГ сантиметрового масштаба были собраны из отдельных изображений (512 × 512 пикселей; 0,660 × 0,660 мм2), которые имели перекрытие от 20% до 30%. Поперечные срезы тканей, которые были разрезаны на несколько частей перед визуализацией, были визуализированы отдельно и выровнены с помощью Adobe PhotoShop CS4 после того, как все сшивание было завершено.

2.3.

Сбор ультразвуковых данных

Ультразвуковые данные были получены до срезов ткани для визуализации ГВГ. Данные радиочастотного (RF) эхо-сигнала были получены с помощью клинической системы ультразвуковой визуализации (Siemens S2000; Siemens Medical Solutions, США, Малверн, Пенсильвания) с использованием интерфейса ультразвуковых исследований Axius Direct.Сканирование выполнялось с помощью имеющегося в продаже преобразователя мелких деталей (18L6), а также прототипа внутриполостного преобразователя. Стандартный датчик (18L6) имеет апертуру 51 мм, которая позволяет получать непрерывное поле ультразвуковых данных в шейке матки ex vivo по всей длине канала. Поскольку этот датчик не подходит для исследования in vivo (он не может поместиться во влагалище), мы также собрали данные с меньшим датчиком-прототипом, чтобы подтвердить, что мы можем адекватно сшить смежные изображения для создания полноразмерного изображения шейки матки, например как это возможно с большим преобразователем.Этот прототип представляет собой антенный преобразователь из 10 французских (диаметр 3,3 мм), 128 элементов (длина 14 мм) с центральной частотой около 7,5 МГц, шириной полосы 80% и шагом 110 мкм, что достаточно мало для сбора данных изнутри. канал, а также от внешней поверхности шейки матки для всесторонней оценки. Этот массив покрывает примерно одну треть длины шейки матки. Поэтому он был прикреплен к трансляционному столику xyz, чтобы обеспечить систематическое перемещение датчика с шагом в два-три шага с перекрытием от 30% до 40%, чтобы сшить и смешать смежные наборы ультразвуковых данных, таким образом формируя составное изображение B-режима весь образец.Оба преобразователя работали в «режиме линейной решетки», когда все акустические лучи в наборе данных параллельны друг другу; это обеспечивает постоянный угол падения акустических лучей, взаимодействующих с микроструктурой ткани. Данные РЧ-эхо были собраны при углах наведения луча ± 40 градусов с шагом 4 градуса.

Составные изображения ГВГ были зарегистрированы с ультразвуковыми изображениями в B-режиме посредством идентификации анатомических ориентиров (кисты, кровеносные сосуды, границы), видимых на обоих изображениях, с последующим ручным выравниванием наборов данных с помощью Adobe Photoshop CS4.Изображения в B-режиме можно было только жестко перемещать и вращать, чтобы учесть неопределенность в точной ориентации ультразвукового преобразователя с цервикальным каналом. Квадратное масштабирование (без искажения или перекоса) также использовалось для обеспечения сопоставимости масштабов изображения. Это надлежащим образом решило любую возможную изотропную усадку в процессе фиксации. Важное замечание заключается в том, что при совмещении ультразвуковых изображений в B-режиме с изображениями ГВГ ГВГ автоматически регистрируется с данными КУЗ, поскольку вся информация УЗИ получена из одних и тех же данных РЧ-эхо-сигналов.

Спектр мощности эхо-сигнала и обобщенный спектр ^{48 , 49} данных РЧ-эха были рассчитаны с использованием перекрывающихся сегментов 4 × 4 мм2 из полученных данных (каждый угол поворота луча). Оценки параметров QUS формировались по спектру мощности ультразвукового РЧ эхо-сигнала. Избыточная потеря мощности обратного рассеяния ⁵⁰ (eBSPL, потеря мощности сверх ожидаемой из-за системных эффектов) и интегрированный обобщенный спектр / сжатое среднее ^{48 , 49} (CA, мера когерентности эхо-сигнала) были рассчитывается, как описано ранее.Эти параметры оценивают микроструктуру, воспринимаемую распространяющимся ультразвуковым лучом. Вкратце, более высокие значения eBSPL связаны с более высоким выравниванием коллагена в объеме ультразвукового импульса, ⁵⁰ и более интегрированный CA (iCA) возникает в областях, содержащих сильные изолированные рассеиватели, интерфейсы, разделяющие области с различным выравниванием коллагена или плотностью волокон, или области, содержащие (квази) периодические структуры. ^{48 , 49}

2.4.

Мультимасштабный анализ

изображений SHG были зарегистрированы с изображениями в B-режиме и наложены на параметры QUS, описанные выше, чтобы облегчить прямое сравнение значений QUS в миллиметровом масштабе с микроструктурой коллагена шейки матки, видимой на изображениях SHG. . Для количественного анализа к изображениям ГВГ применялся анализ выравнивания на основе кривых (CBAA) (ссылки 51 и 52), чтобы объективно оценить локальную ориентацию, организацию и силу совмещения в пределах изображений, а также предоставить промежуточный масштаб для помощи сравнение значений SHG и QUS.Curvelet-преобразование — это инструмент анализа изображения, который эффективно обнаруживает края и возвращает ориентацию этих краев относительно ссылки, такой как горизонтальная линия. ³⁴ Для CBAA полностью сшитое составное изображение шейки матки ГВГ было разбито на представляющие интерес области размером 512 × 512 пикселей, и каждая интересующая область была проанализирована путем определения краев с соотношением сторон 2: 1 и сохранения 10% коэффициентов из кривых преобразования. Средние значения для организации и силы совмещения были получены для каждой интересующей области, и особое внимание было уделено изменениям силы совмещения, поскольку это может указывать на границу слоя.Поскольку количественные доказательства выравнивания коллагена и границ слоев также предоставляются через eBSPL и iCA, этот многомасштабный подход обеспечивает несколько уровней подтверждающих свидетельств микроструктурного выравнивания.

3.

Результаты

3.1.

Достижимая глубина визуализации

Сначала мы определили максимальное оптическое проникновение, достижимое с помощью ГВГ, потому что оно сильно зависит от конкретных свойств рассеяния и показателя преломления визуализируемой ткани, и в литературе нет доступной информации по шейке матки.Рисунок 3 представляет собой изображение при z = 19 мкм прямого сигнала ГВГ вместе с соответствующими ортогональными проекциями, представляющее структуру, обнаруженную во всех службах. Перекрестие показывает расположение каждой из других плоскостей изображения. Мы визуально оценивали качество изображения по мере того, как мы перемещали фокусную глубину возбуждающего лазера глубже в ткань, чтобы определить оптимальную толщину среза для нашего исследования и оценить потенциал для создания трехмерных составных изображений. Мы заметили, что даже с различными типами иммерсионных линз (включая водные и масляные линзы) и диапазоном длин волн (от 800 до 900 нм) проникновение было ограничено до менее 0.На 1 мм ниже поверхности, вероятно, из-за сильного светорассеяния (см. Ниже). Поскольку тип объектива или характеристики объектива не оказали заметного влияния на нашу способность формировать трехмерные изображения ГВГ, мы использовали объектив с наименьшим доступным увеличением (10 ×, воздушное погружение 0,5 NA) для составных двумерных изображений, чтобы собрать наименьшее количество перекрывающихся отдельных изображений. Это дало наибольшее поле зрения, сокращая время сбора для больших монтажей.

Рис. 3

Ортогональные виды трехмерного изображения ГВГ продольного сечения шейки матки.Фокусная глубина постепенно увеличивалась, чтобы оценить максимальную глубину проникновения. Изображения вверху и слева представляют соответствующие ортогональные виды, так что плоскости, образованные этими изображениями, пересекаются там, где пересекаются горизонтальные и вертикальные линии (желтые прямоугольники). Хороший сигнал / шум был получен до глубины около 50 мкм.

За пределами глубины около 50 мкм отношение сигнал-шум на изображениях ГВГ постепенно уменьшалось, так что не было возможности разрешить какие-либо особенности или получить дополнительную структурную информацию.Размытие деталей началось около z = 25 мкм (сразу под перекрестием на рис. 3). Это потребовало получения нескольких z-срезов для непрерывного изображения ткани (что могло продемонстрировать колебания от 50 до 100 мкм в расположении поверхности образца ткани).

Ограниченную глубину визуализации ГВГ можно понять, изучив механизмы потерь. Ранее мы показали ^{34 , 38} , что для ГВГ с прямым обнаружением основным фактором, ограничивающим глубину визуализации, является эффект первичного фильтра, т.е.е. потеря лазерного возбуждения из-за рассеяния при прохождении через ткань. Напротив, эффект вторичного фильтра, т. Е. Потеря сигнала ГВГ из-за рассеяния, минимален. Это связано с тем, что интенсивность ГВГ зависит от квадрата мощности возбуждения, и хотя рассеяние на этой большей длине волны уменьшается по сравнению с λSHG, преобладает первый эффект. Для ГВГ с обратным обнаружением мы показали, что работают как первичный, так и вторичный фильтры, поскольку на больших глубинах лазер все больше ослабляется и сигнал ГВГ имеет более длинный путь к выходу из ткани и обнаружению.

Поскольку проникновение от 50 до 100 мкм было меньше, чем мы надеялись, мы выполнили моделирование, чтобы подтвердить это экспериментальное наблюдение. Мы ожидаем, что основные оптические свойства шейки матки будут аналогичны строме яичников человека, потому что обе являются женской репродуктивной тканью, состоящей из плотного высокоорганизованного коллагена. Поэтому, используя наши измеренные значения для яичника, ³⁸ , мы приблизили достижимую глубину визуализации при прямом и обратном обнаружении ГВГ в шейке матки с использованием моделирования Монте-Карло. ^{34 , 38} На рис. 4 показаны результаты моделирования в зависимости от глубины для обоих каналов, каждый из которых нормирован на соответствующий максимум. Мы обнаружили, что обратная ГВГ на 50 и 100 мкм уменьшается примерно до 30% и 5%, соответственно, от максимума, где затухание намного медленнее для прямого канала. Учитывая, что первоначально созданное соотношение ГВГ вперед / назад будет в диапазоне ~ 5/1, ³⁴ , обратные сигналы дополнительно уменьшаются относительно прямого направления.Эти результаты предполагают, что обнаруженная в обратном направлении ГВГ от сильно рассеивающей шейки матки будет ограничена примерно 50 мкм при длинах волн возбуждения и ГВГ, используемых здесь (890 и 445 нм, соответственно). Таким образом, использование прямой или обратной ГВГ не имело значительного различия в общей глубине визуализации ГВГ. Поэтому мы использовали инвертированный многофотонный микроскоп с обратным сбором ГВГ для получения композитных 2-мерных изображений ГВГ, потому что он имеет лучший зазор тканей и рабочее расстояние.

Фиг.4

Сравнение нормализованной глубины проникновения изображения ГВГ для прямого и обратного компонентов (смоделированные данные).

3.2.

Общая морфология

Рисунки 5 Рис. 6 Рис. 7 Рис. 8–9 представляют наши результаты по всем сервисам. На рис. 5 (a) — 5 (c) показаны три отдельные плитки из разных областей в пределах поперечного сечения ткани шейки матки из одного z-среза, выделенного прямоугольниками на рис. 6. На рис. 5 также показан вид результаты анализа выравнивания на основе кривых (CBAA; описывается ниже) для каждой из этих плиток.Фиг.6 представляет собой полностью сшитое изображение всего поперечного сечения, собранного из проекции примерно от 6 до 10 z-срезов (разнесенных на 25 мкм). Каждый срез состоял примерно из 450 плиток (каждая 0,660 × 0,660 мм2), которые перекрывались на 20-30%. Важное замечание заключается в том, что увеличение составного изображения здесь ниже для целей отображения, но детали коллагеновых фибрилл, волокон и пучков сохраняются в процессе сшивания, что позволяет увеличить масштаб (получить детали микронного масштаба) до интерпретировать эти особенности в исходном изображении для детального понимания и подтверждения оценок параметров CBAA и QUS.

Рис. 5

На рисунках с (a) по (c) показаны три примерных фрагмента (512 × 512 пикселей; 0,660 × 0,660 мм2) из ​​трех областей, выделенных прямоугольниками на рис. 6. Рис. 5 (d) на 5 (f) показаны результаты выравнивания коллагена на основе кривых на соответствующих плитках. На рис. 5 (g) — 5 (i) показаны гистограммы углов выравнивания коллагена на соответствующих изображениях.

Рис. 6

Составное ГВГ-изображение поверхности (глубина = 0) поперечного сечения шейки матки (с 6:00 до 12:00) от медиальной части шейки матки.Размер изображения 7,9 × 15,9 мм2. Канал находится на правой стороне изображения, а серозная поверхность шейки матки — слева. Прямоугольники указывают расположение плиток, показанных на рис. 5. Короткие волокна по направлению к каналу указывают на то, что первичное расположение коллагеновых волокон является продольным (перпендикулярно этой плоскости изображения), а ориентированные по окружности волокна появляются дальше от канала.

Рис. 7

Составное изображение ГВГ продольного сечения задней части шейки матки с каналом вверху изображения, внешней серозной поверхностью внизу, более проксимальной областью справа и более дистальный слева.Размер изображения 10,8 × 6,3 мм2. В соответствии с рис. 6, продольно ориентированные волокна доминируют в области, ближайшей к каналу, причем волокна кажутся короче (что указывает на ориентированные по окружности волокна) дальше от канала.

Рис. 8

Пример наложения изображения ГВГ на ультразвуковое изображение в B-режиме. На рисунке 8 (а) показано изображение ГВГ продольного сечения (10,8 × 6,3 мм2) ткани шейки матки первородящих. На рисунке 8 (b) показано соответствующее изображение образца в B-режиме, полученное с помощью матричного преобразователя 18L6 длиной 51 мм.Изображение в B-режиме имеет размер 40 × 7,8 мм2. На рисунке 8 (c) показано изображение в B-режиме с зарегистрированным и наложенным изображением ГВГ. На рис. 8 (d) показано зарегистрированное изображение ГВГ и B-режима с краями, обнаруженными на изображении ГВГ. На рисунке 8 (e) показано изображение в B-режиме, наложенное на края, которые были обнаружены на изображении ГВГ.

Рис. 9

Составное ГВГ-изображение полного продольного поперечного сечения ткани шейки матки (разрезанное на три части), зарегистрированное сшитым изображением в B-режиме и наложенное с оценками параметров QUS.Рисунок 9 (а) представляет собой составное изображение ГВГ. Канал находится в верхней части изображения, а дистальный конец — у левого края. На рисунке 9 (b) показано составное изображение ГВГ, зарегистрированное с помощью ультразвуковых данных в B-режиме, полученных путем сшивания вместе трех ультразвуковых эхо-полей. На рисунке 9 (c) показаны результаты коэффициента совмещения из CBAA. На рис. 9 (d) и 9 (e) показаны соответственно eBSPL и интегрированный CA, наложенные на изображение SHG. Стрелки на (a) — (e) выделяют область, которая содержит относительно высокое выравнивание коллагена, наблюдаемое визуально и измеренное всеми тремя количественными методами (CBAA, eBSPL и iCA).Кружками выделена другая область, где выравнивание коллагена относительно низкое, а когерентность ультразвукового эхо-сигнала относительно высока (демонстрируя, что выравнивание коллагена согласовано между измерениями CBAA и QUS, но высокая когерентность эхо-сигнала может возникать по причинам, отличным от выравнивания коллагена. ).

Фиг. 7 представляет собой составное изображение ГВГ продольного сечения ткани шейки матки, собранное из примерно 370 фрагментов изображения. Область, ближайшая к каналу, выглядит выровненной в продольном направлении, что согласуется с тем, что показано на рис.6. Опять же, кажущаяся длина волокон изменяется с увеличением осевого расстояния от канала, указывая на то, что доминирующее выравнивание коллагена в центральной области шейки матки происходит по окружности. Возле внешней поверхности шейки матки отмечается наличие продольно ориентированных волокон. Однако, как и на поперечном изображении, трудно сделать твердые выводы о выравнивании коллагена вблизи внешней поверхности шейки матки, потому что ориентированные по окружности волокна центральной области кажутся все более переплетенными с продольно ориентированными волокнами в качестве внешнего края шейки матки. шейка матки приближается.Степень, в которой они переплетаются, и, следовательно, их конкретное выравнивание, вероятно, будет выяснено только с помощью реконструкции трехмерного изображения, и это одна из проблем, над которыми мы сейчас работаем.

Таким образом, эти составные изображения ГВГ демонстрируют признаки разного выравнивания коллагена в слоях; Рядом с каналом волокна кажутся короткими на поперечном изображении и длинными на продольном, что позволяет предположить, что преимущественное выравнивание происходит вдоль канала. Выравнивание изменяется по мере того, как осевое расстояние от канала увеличивается и количество волокон, ориентированных по окружности, увеличивается.Общая ориентация снова меняется около внешней поверхности, где волокна больше похожи на волокна около канала, что указывает на преобладающее выравнивание вдоль канала, хотя эти волокна кажутся более интегрированными с центральными периферическими волокнами, чем волокна около канала.

3.3.

Анализ кривых

Рисунок 5 представляет собой пример анализа выравнивания на основе кривых (CBAA) для трех областей, выделенных на рисунке 6. В верхнем ряду показаны подробные плитки изображения ГВГ этих областей, во втором показаны соответствующие реконструкции преобразования кривых. , а третий — распределение измеренных углов выровненного коллагена.Были рассчитаны среднее значение и стандартное отклонение σ измеренных углов для каждой интересующей области. Сильно пиковое распределение углов указывает на сильное выравнивание, а широкое распределение — на более слабое выравнивание. Только стандартное отклонение соответствовало силе выравнивания, и оно было преобразовано в коэффициент выравнивания A с использованием

, так что большие значения соответствуют сильному выравниванию, а меньшие числа соответствуют меньшему выравниванию. ^{51 , 52}

Таблица 1 показывает средний угол выравнивания, стандартное отклонение угла выравнивания σ и коэффициент выравнивания A для трех плиток с рис.5.

Таблица 1

Сводка результатов CBAA для трех областей интереса из образца, показанного на рис. 6. Около 60 углов были включены в каждое распределение для вычисления среднего, стандартного отклонения и коэффициента совмещения.

Результаты CBAA согласуются с первоначальным визуальным осмотром на Рис. 5 (b). Однако более тщательный осмотр необходим, чтобы интерпретировать выравнивание волокон, обнаруженное на рис. 5 (a) и 5 ​​(c). Это демонстрирует силу объективной количественной оценки структурного выравнивания в отношении его способности обеспечить понимание микроструктуры коллагена помимо простого визуального осмотра. Что важно, это также обеспечивает уверенность в наших ультразвуковых измерениях, как описано ниже.

3.4.

Регистрация изображения с помощью ультразвуковых данных

На рисунке 8 показан подробный процесс, используемый для регистрации изображений ГВГ с изображениями УЗИ, нашего первого шага в регистрации изображений ГВГ с данными КУЗ. Рис. 8 (а) представляет собой составное изображение ГВГ (рис. 7), показанное в соответствующем пространственном масштабе относительно ультразвуковых данных. Данные ультразвукового изображения в B-режиме, полученные с помощью датчика 18L6 (способного отображать всю длину шейки матки), показаны на рис. 8 (b). Поля зарегистрированного и наложенного изображения [Рис.8 (в)] продемонстрировал хорошую визуальную корреляцию характеристик изображения. Чтобы оценить, повлияла ли предполагаемая усадка из-за процесса фиксации ткани для ГВГ на наш анализ, мы использовали функцию «Трассировка контура» в Adobe Photoshop, чтобы обнаружить и выделить границы на изображении ГВГ [Рис. 8 (d)]. Рисунок 8 (e) показывает эти идентифицированные контуры только на изображении в B-режиме, подтверждая хорошую корреляцию зарегистрированного и наложенного полей и демонстрируя, что наш метод регистрации работает хорошо, несмотря на предполагаемое сжатие ткани.Этот успех, особенно подтвержденный на рис. 8 (е), дает уверенность в том, что этому методу регистрации изображений можно доверять для интерпретации данных КУЗ, поскольку они относятся к микроструктуре коллагена, наблюдаемой на изображениях ГВГ, описанных ниже (на рис. 9).

Рисунок 9 представляет собой регистрацию составного изображения ГВГ с данными QUS. Данные для этого изображения были получены с помощью прототипа внутриполостного датчика. Важно отметить, что это демонстрирует, что информация, полученная путем сшивания полей данных вдоль цервикального канала, эквивалентна информации, полученной с помощью датчика, который отображает всю длину шейки матки, что означает, что наш подход осуществим in vivo .Изначально датчик устанавливали на проксимальном конце передней шейки матки и перемещали дистально, чтобы покрыть всю длину канала с шагом 8 мм (с перекрытием полей данных 40%), после чего отдельные поля данных РЧ-эхо-сигнала и Изображения в B-режиме были сшиты вместе, чтобы сформировать составное изображение. Срезы тканей были разрезаны и индивидуально визуализированы с помощью SHG, как описано выше. Каждое из трех представленных здесь изображений было собрано примерно из 450 плиток, и изображения ГВГ этих сегментов были объединены, чтобы сформировать полный продольный разрез, показанный на рис.9.

Опять же, мы использовали пошаговый подход, описанный выше, для регистрации изображения ГВГ с ультразвуковым изображением в B-режиме, которое одновременно регистрировало данные QUS (поскольку они взяты из того же набора данных РЧ-эхо). На рисунке 9 (b) показаны составные изображения в B-режиме, наложенные на составное изображение ГВГ. Совмещение изображений ГВГ с изображениями в B-режиме [Рис. 8 (c) и 9 (b)] указывает, что яркость изображения в B-режиме [Рис. 8 (b) и 9 (b)] коррелирует (слабо) со структурой коллагена, как было выяснено с помощью визуализации SHG, хотя важно помнить, что взаимосвязь сложна, потому что она зависит от комбинации факторов, таких как размер коллагеновых волокон, плотность и ориентация на акустический луч.Количественные измерения структуры коллагена дают уточнение. Например, стрелка на рис. 9 (c) указывает на область с высоким коэффициентом CBAA оценок выравнивания. Эта область также демонстрирует высокий уровень eBSPL [Рис. 9 (d)], что согласуется с высоким выравниванием коллагена и высокими интегрированными значениями CA [относительно высокая когерентность эхо-сигнала; Рис. 9 (e)]. И наоборот, кружки на этих изображениях обозначают область, где CBAA и eBSPL [Рис. 9 (c) и 9 (d), соответственно] предполагают относительно низкое выравнивание коллагена, но относительно высокую когерентность эхо-сигнала [Рис.9 (е)]. Внимательное изучение изображения ГВГ показывает, что в этой области есть сильно переплетенная сеть волокон с небольшим общим выравниванием. Это означает, что высокое значение CA не связано с высокой степенью выравнивания коллагена, а с другим фактором, таким как сильный изолированный обратный рассеиватель (см. Ниже). На этих изображениях есть несколько похожих примеров; два описанных были выбраны случайным образом, чтобы проиллюстрировать силу и необходимость многомасштабного анализа.

4.

Обсуждение

Микроструктурная организация шейки матки, которую мы обнаружили, подтверждает и уточняет предыдущие отчеты.В частности, мы продемонстрировали три отдельных слоя коллагена, включая широкий периферический слой и два фланкирующих продольных слоя, хотя эти слои были заметно более сложными и перекрывающимися, чем мы ожидали на основании предыдущих исследований. ^{14 — 16} По сравнению с самым внутренним слоем, внешний демонстрирует заметное переплетение с центральным, что при первоначальном осмотре может привести к предположению о двух слоях вместо трех, как сообщила одна группа. ¹⁷ Важно отметить, что мы отметили огромное количество биологической изменчивости, что является ценной информацией для будущего более детального изучения.

Нашей основной мотивацией к использованию SHG было подтверждение нашей количественной оценки QUS выравнивания коллагена. Нам было приятно узнать, что SHG не только идеально подходит для этой цели, но и значительно расширяет наше понимание шейки матки. Мы продемонстрировали, что составные изображения ГВГ позволяют визуально подтвердить данные QUS (eBSPL и iCA), и что количественный анализ этих изображений (с CBAA) обеспечивает более глубокое понимание и уверенность.Кроме того, регистрация ультразвуковых данных (B-режим и QUS) с изображениями ГВГ (включая CBAA) предполагает, что оптически очевидная выровненная микроструктура коллагена может быть обнаружена акустически и количественно, несмотря на ожидаемую сложность взаимосвязи из-за вариабельности размера и плотности коллагеновых волокон. , организация и ориентация на ультразвуковой луч. Хотя это предварительные исследования прямого сравнения данных изображений ГВГ и данных КУЗ, первоначальные результаты обнадеживают и вдохновляют на дальнейшие исследования.

В частности, визуальный осмотр составного изображения ГВГ [Рис. 9 (а)] обычно согласуется с объективным выравниванием коллагеновых волокон, обнаруженным с помощью CBAA [Рис. 9 (с)]. CBAA включает два параметра (соотношение сторон обнаруживаемых краев и количество коэффициентов преобразования, сохраняемых при реконструкции), которые влияют на пространственный масштаб анализа. Конкретный пространственный масштаб, используемый в нашем анализе CBAA, вероятно, не наилучшим образом подходит для сравнения с обратным ультразвуковым рассеянием или для пространственно-частотной чувствительности глаза, но мы сочли его подходящим для предварительного анализа.Оптимизация выбора параметров для надежного согласования с анализом КУЗ — это постоянная работа, но мы рады, что результаты в значительной степени согласуются и демонстрируют, что ГВГ обеспечивает шаг вперед в понимании и интерпретации обратного рассеяния ультразвука.

Далее, хотя поначалу это может показаться непоследовательным, высокие значения iCA (из QUS) не подразумевают ожидания высоких значений коэффициента выравнивания (из CBAA) и высоких значений eBSPL (из QUS). Когерентность ультразвукового эхо-сигнала (количественно определяемая значениями iCA) возникает в областях, содержащих сильные изолированные рассеиватели, границах раздела, разделяющих области с разным расположением коллагена или плотности волокон, или в областях, содержащих (квази) периодические структуры.Следовательно, области как высокой когерентности эхо-сигнала (большие значения iCA), так и высоких значений eBSPL предполагают области, которые либо содержат интерфейс, либо содержат квазипериодические промежутки в микроструктуре коллагена. Но высокая когерентность эхо-сигнала также может быть вызвана сильными изолированными источниками рассеяния, которые не дают высоких значений eBSPL. В наши планы на будущее входит анализ дополнительных параметров ^{29 , 53} , таких как акустическое затухание, средний коэффициент обратного рассеяния, эффективный диаметр рассеивателя и скорость поперечной волны. ⁵⁴ Оценка этих параметров поможет более полно понять микроструктуру шейки матки с помощью неинвазивного опроса. Выявление областей с высоким iCA имеет решающее значение, поскольку присутствие когерентного компонента в эхо-сигналах нарушает допущения, используемые при моделировании, и увеличивает дисперсию в оценках этих параметров. Кроме того, области с высоким iCA и высоким eBSPL могут изменить распространение поперечной волны.

Эти примеры, которые демонстрируют, как данные QUS могут быть интерпретированы в контексте изображения ГВГ и CBAA, иллюстрируют силу нашего многомасштабного подхода к оценке микроструктуры шейки матки.Тем не менее, у нас много проблем. Одна из них — сложность трехмерного изображения. Хотя это значительно улучшило бы наше понимание микроструктуры, в настоящее время для получения объемных изображений потребуются многочисленные срезы тонких тканей и много часов микроскопического времени, поскольку проникновение ограничено до менее 100 мкм. Вполне вероятно, что высокая плотность коллагена в шейке матки вызывает резкое рассеяние, и поэтому более длинная длина волны возбуждения ⁵⁵ или методы оптического просветления ⁵⁶ могут увеличить проникновение.В настоящее время мы решаем эту проблему, исследуя использование новых очищающих агентов (таких как шкала), ⁵⁷ и второй гармоники ³³ и визуализации генерации третьей гармоники в толстых образцах.

Кроме того, в стадии разработки находятся методы для более строгого сравнения микроструктуры, видимой на изображениях ГВГ, с микроструктурой, обнаруженной с помощью QUS, включая суммарные измерения микроструктуры коллажа. Например, мы сравним локальную (~ 4 мм2) автокорреляционную функцию для изображения ГВГ (микроструктуры коллагена) с обратным преобразованием Фурье функции форм-фактора обратного рассеяния ⁵⁸ для сопоставимой интересующей области.В дополнение к этим усилиям мы инициируем статистические тесты, чтобы подтвердить надежность наших результатов по мере сбора большего количества данных. Применение этих подходов к большему размеру выборки должно облегчить точную интерпретацию данных КУЗ, что имеет решающее значение, учитывая большой разброс ожидаемых результатов из-за лежащей в основе биологической изменчивости.

Насколько нам известно, это крупнейшее и наиболее глубокое исследование микроструктуры шейки матки человека на сегодняшний день. Это также первое исследование, подтверждающее микроструктуру шейки матки человека, подтвержденную микроскопией, с помощью неинвазивного метода, пригодного для оценки in vivo .Мы ожидаем, что подробные и точные исследования, наконец, проливают свет на сложную микроструктуру шейки матки человека и, в конечном итоге, способствуют уверенному неинвазивному исследованию во время беременности. Исчерпывающее фундаментальное понимание шейки матки вместе со способностью обнаруживать и точно интерпретировать изменения ее микроструктуры in vivo может направить изучение связанных молекулярных механизмов изменения шейки матки в определенные моменты времени во время беременности. Это, в свою очередь, должно облегчить исследование новых целевых профилактических и терапевтических подходов к важной глобальной проблеме преждевременных родов.

5.

Выводы

Оценка шейки матки человека с помощью ГВГ микроскопии и КУЗ позволяет детально изучить ее сложную микроструктуру. ГВГ-микроскопия как проясняет микроструктуру шейки матки, так и подтверждает измерения QUS, которые являются критическими шагами на пути к неинвазивному исследованию шейки матки. В конечном итоге обнаружение и соответствующая интерпретация дополнительных микроструктурных изменений во время беременности должны способствовать целенаправленному исследованию связанных молекулярных механизмов.Это необходимо, если мы наконец-то задумали новые методы лечения преждевременных родов.

Сравнение структуры межпозвоночных дисков человека в шейном, грудном и поясничном отделах позвоночника

Что такое рак шейки матки? | Типы рака шейки матки

Рак шейки матки
начинается в клетках, выстилающих шейку матки — нижнюю часть матки (матку). Шейка матки соединяет тело матки (верхнюю часть, где растет плод) с влагалищем (родовыми путями). Рак начинается, когда клетки организма начинают бесконтрольно расти. Чтобы узнать больше о том, как рак возникает и распространяется, см. Что такое рак?

Шейка матки состоит из двух частей и покрыта двумя разными типами клеток.

• Эндоцервикс — это отверстие шейки матки, ведущее в матку. Он покрыт железистыми клетками.
• Экзоцервикс (или эктоцервикс) — это внешняя часть шейки матки, которую врач может увидеть во время осмотра зеркала. Он покрыт плоскоклеточными клетками и клетками.

Место, где встречаются эти два типа клеток в шейке матки, называется зоной трансформации . Точное местоположение зоны трансформации меняется по мере того, как вы становитесь старше и рожаете.Большинство рака шейки матки начинается в клетках в зоне трансформации.

Предраковые опухоли шейки матки

Клетки в зоне трансформации не превращаются внезапно в рак. Вместо этого в нормальных клетках шейки матки сначала постепенно развиваются аномальные изменения, которые называются предраковыми. Врачи используют несколько терминов для описания этих предраковых изменений, в том числе цервикальная интраэпителиальная неоплазия (CIN) , плоскоклеточное интраэпителиальное поражение (SIL) и дисплазия .

Когда предраковые опухоли проверяются в лаборатории, они оцениваются по шкале от 1 до 3 в зависимости от того, какая часть ткани шейки матки выглядит ненормальной.

• При CIN1 (также называемой легкой дисплазией или SIL низкой степени) не большая часть ткани выглядит ненормальной, и это считается наименее серьезным предраком шейки матки.
• При CIN2 или CIN3 (также называемых умеренной / тяжелой дисплазией или SIL высокой степени) большая часть ткани выглядит ненормальной; SIL высокого уровня является наиболее серьезным предраком.

Хотя рак шейки матки начинается с клеток с предраковыми изменениями (предраком), только у некоторых женщин с предраком шейки матки разовьется рак.
У большинства женщин предраковые клетки исчезают без какого-либо лечения. Но у некоторых женщин предраковые заболевания превращаются в истинные (инвазивные) виды рака. Лечение предраковых заболеваний шейки матки может предотвратить практически все виды рака шейки матки.

Целью скрининга на рак шейки матки является раннее обнаружение предрака или рака, когда он более поддается лечению и излечению.Регулярный скрининг может предотвратить рак шейки матки и спасти жизни. Тесты для выявления рака шейки матки — это тест на ВПЧ и Пап-тест. Предраковые изменения можно обнаружить с помощью мазка Папаниколау и лечить, чтобы предотвратить развитие рака. Тест на ВПЧ выявляет инфицирование типами ВПЧ с высоким риском, которые с большей вероятностью вызывают предраковые заболевания и рак шейки матки. Инфекция ВПЧ не лечится, но вакцина может помочь предотвратить ее.

См. Можно ли предотвратить рак шейки матки? Конкретные виды лечения отклонений от нормы скрининговых тестов обсуждаются в разделе «Когда результаты скрининговых тестов шейки матки ненормальны».

Типы рака шейки матки

Рак шейки матки и предраковые опухоли шейки матки классифицируются по тому, как они выглядят в лабораториях под микроскопом. Основными видами рака шейки матки являются плоскоклеточная карцинома и аденокарцинома .

• Большинство (до 9 из 10)
  Рак шейки матки — это плоскоклеточных карцином . Эти виды рака развиваются из клеток экзоцервикса. Плоскоклеточный рак чаще всего начинается в зоне трансформации (там, где экзоцервикс соединяется с эндоцервиксом).
• Большинство других видов рака шейки матки — это аденокарциномы . Аденокарциномы — это рак, который развивается из железистых клеток. Аденокарцинома шейки матки развивается из клеток эндоцервикса, продуцирующих слизь.
• Реже рак шейки матки имеет признаки как плоскоклеточного рака, так и аденокарциномы. Они называются аденосквамозной карциномой или смешанной карциномой .

Хотя почти все виды рака шейки матки представляют собой плоскоклеточные карциномы или аденокарциномы, в шейке матки также могут развиваться другие виды рака.Эти другие типы, такие как меланома, саркома и лимфома, чаще встречаются в других частях тела.

Здесь рассматриваются только наиболее распространенные типы рака шейки матки.

.