ANATOMOFISIOLOGIA E BIOMECCANICA DEL RACHIDE

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1 ANATOMOFISIOLOGIA E BIOMECCANICA DEL RACHIDE

2 Embriogenesi Anatomia e fisiologia del rachide

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5 Età approssimativa (giorni) Numero dei somiti

6 A 35 giorni sono presenti circa paia di somiti, distinti in: 4 occipitali 8 cervicali 12 toracici 5 lombari 5 sacrali 8-10 paia coccigei

7 III SETTIMANA segmento sclerotomico

8 VI SETTIMANA Anatomia e fisiologia del rachide

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10 Lo scheletro si compone di 33 vertebre: - 7 cervicali - 12 dorsali - 5 lombari - 5 sacrali e 4 coccigee

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12 Prima vertebra cervicale Atlante Anatomia e fisiologia del rachide

13 Seconda vertebra cervicale Epistrofeo Anatomia e fisiologia del rachide

14 Atlante ed epistrofeo

15 Flesso-estensione nelle articolazioni atlo-assoidee e atlo-odontoidee

16 Vertebra cervicale tipo

17 Flesso-estensione nel rachide cervicale inferiore

18 Movimenti delle articolazioni unco-vertebrali

19 Vertebra dorsale tipo e rotazione assiale rachide dorsale

20 Vertebra lombare tipo

21 Sacro Anatomia e fisiologia del rachide Angolo lombo-sacrale o sacrale (ALS) fisiologico, descritto dall intersezione di una linea parallela all orizzonte con una linea tracciata tangenzialmente e parallelamente alla base del sacro. L angolo lombo-sacrale ottimale è di circa 30

22 Sacro Anatomia e fisiologia del rachide

23 Ampiezza globale della flesso-estensione del rachide

24 Ampiezza globale della inflessione laterale del rachide nel suo insieme

25 Ampiezza globale della rotazione del rachide nel suo insieme

26 Ritmo lombo-pelvico nella flessione totale del tronco Colonna eretta in equilibrio statico con lordosi lombare fisiologica (X) e linea d appiombo allineata alle coxo-femorali

27 Ritmo lombo-pelvico nella flessione totale del tronco La flessione del tronco è caratterizzata da una variazione coordinata della lordosi lombare che prima si appiattisce (Y) poi si inverte e della posizione della pelvi che si inclina in avanti con conseguente aumento dell angolo sacrale (B) Il treno inferiore si sposta all indietro a fini di compenso gravitario

28 Ritmo lombo-pelvico nella flessione totale del tronco A flessione del tronco avvenuta la lordosi lombare si presenta moderatamente invertita (Z) la pelvi ruotata fino al limite massimo dell escursione consentita all articolarità coxo-femorale ed il treno inferiore ulteriormente spostato all indietro per garantire l equilibrio gravitario

29 Sistema pneumico toraco-addominale -30% -50% tensione dei mm. spinali -55% La chiusura della glottide e la contrazione dei muscoli toracici e addominali fanno aumentare la pressione endocavitaria toracica e addominale, meccanismo che interviene nel ridurre il carico a livello vertebrale nei casi di maggiore impegno funzionale

30 Rotatori brevi e lunghi Multifido Intertrasversari

31 Spinale Semispinale Ileocostale dorso

32 Intercostali

33 Splenio

34 Lunghissimo

35 Ileocostale lombi e capo

36 Dentato posteriore superiore Dentato posteriore inferiore

37 Romboideo

38 Trapezio Gran dorsale

39 Muscoli posteriori del tronco

40 EQUILIBRIO Se diminuiamo il braccio di leva della potenza (a) e vogliamo mantenere l equilibrio, dovremo aumentare la potenza (P)

41 Muscoli laterali del tronco

42 Muscoli parete addominale: retto e trasverso

43 Muscoli parete addominale: piccolo e grande obliquo

44 Muscoli parete addominale: Flessione del tronco

45 Muscoli parete addominale: Appianamento della lordosi lombare

46 Ruolo della 3 a vertebra lombare e 12 a dorsale

47 Forza fisiologica traslatoria Colonna vertebrale stabile Colonna vertebrale instabile Un segmento motore di una colonna stabile si sposta poco quando è soggetto ad una forza diretta anteriormente Un segmento motore instabile si sposta molto di più sotto lo stesso carico

48 Forza fisiologica rotatoria Colonna vertebrale stabile Colonna vertebrale instabile Segmenti motore soggetti a un momento di bending fisiologico. In una colonna vertebrale instabile vi è una angolazione maggiore rispetto ad una colonna stabile

49 Unità anatomo-funzionale elementare del rachide (Schmorl e Junghans)

50 Cliccare sul disco Anatomia e fisiologia del rachide

51 Disco intervertebrale È una fibrocartilagine composta da una parte periferica a struttura lamellare, anulus fibroso, ed una parte centrale, nucleo polposo.

52 video Nucleo polposo È una massa ovoidale, gelatinosa, di consistenza molle ed elastica. È composto da fasci fibrosi ed elastici che formano una sorta di rete in cui sono contenute cellule connettivali, cartilagine, condroidi ed, in giovane età, cellule vescicolose. Il contenuto mucopolisaccaridico e idrico iniziale diminuisce con il tempo mentre aumenta il collagene. Mentre alla nascita il contenuto idrico rappresenta l 88% del peso del nucleo, dopo i 60 anni esso scende al 69%.

53 video Anulus fibroso L anulus è composto da acqua, macromolecole glicoproteiche (proteoglicani) e collagene. È formato da strati concentrici di lamelle di tessuto fibroso: ogni banda di fibre connettivali è orientata in direzione opposta di +/-30 rispetto alla precedente. Nella parte più interna i fasci diventano più elastici e cartilaginei.

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55 A- rigidità Anisotropia del disco A rigidità dell anulus del disco in diverse direzioni La rigidità è più alta nella direzione dei 15 rispetto al piano del disco e più bassa lungo l asse del disco B si paragona la forza dell anulus lungo due direzioni A 30 le fibre sono 3 volte più forti che non lungo la direzione orizzontale B - forza proprietà tipica dello stato cristallino, per la quale i corpi, nelle diverse direzioni, rispondono in diverso modo alle sollecitazioni fisiche.

56 Una visione biomeccanica del rachide riconosce delle zone più mobili, come il passaggio cervicodorsale e lombosacrale, e alcune più rigide, come il tratto toracolombare

57 Teoria delle due piramidi a vertici contrapposti

58 I centri di istantanea rotazione

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62 Nella escursione che va dalla massima estensione alla posizione standard il CIR di L1 si localizza a livello della zona che individua le articolari posteriori di L2-L3. Il CIR di L2 si localizza nell articolare di L3-L4, quello di L3 fra L4-L5, quello di L4 fra L5S1.

68 L analisi grafica della sequenza standard-massima flessione evidenzia la tendenza dei CIR a spostarsi anteriormente ed in basso e più precisamente tra i corpi ed i dischi delle ultime vertebre lombari

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76 Carichi a cui sono sottoposti i dischi Compressione Tensione Torsione Taglio Bending

77 Il compartimento anteriore è deputato principalmente ad assorbire i carichi verticali

78 Disco non degenerato sotto compressione A a causa della compressione si produce pressione nel nucleo. Questa pressione spinge in fuori l anulus del disco e le fibre esterne del disco. Il disco sporge sul piano orizzontale, e le fibre esterne del disco deviano in direzione assiale

79 Disco degenerato sotto compressione A il meccanismo di trasferimento del carico è alterato perché il nucleo non è capace di distribuire sufficiente pressione nel fluido e quindi ai piatti I carichi sono distribuiti maggiormente in periferia sull anulus

80 FLESSIONE 6 ESTENSIONE 6 Protrusione del disco Sia la flessione che l estensione della colonna producono un movimento del disco sul piano orizzontale. In entrambi i casi il disco sporge sul lato concavo e si contrae sul lato convesso. In un caso patologico l espansione del disco può forzare o urtare la radice del nervo

81 Torsione La rotazione del tronco produce torsione e bending del disco L5S1.

82 Il compartimento posteriore controlla prevalentemente le forze di taglio orizzontali

83 Ernia del disco È la fuoriuscita di una parte del nucleo polposo, dovuta alla rottura delle fibre dell anulus fibroso.

84 Classificazione delle ernie del disco Ernia contenuta Ernia migrata Ernia espulsa

85 PROTRUSIONE

86 ERNIA ESPULSA

87 ERNIA MIGRATA

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89 GRAZIE Anatomia e fisiologia del rachide

90 Legamenti sotto-occipitali

91 Muscoli della nuca

92 Orientamento delle faccette articolari L asse misto di rotazione-inclinazione

93 Escursioni articolari rachide Anatomia e fisiologia del rachide

94 T 5 T 6 Ruolo delle faccette articolari A T 12 L 1 B A - La rotazione assiale di una vertebra rispetto all altra non è ostacolata dalla faccetta articolare. Ciò è dovuto all orientamento del piano dell articolazione della faccetta rispetto all asse di istantanea rotazione Se si rimuove l articolazione della faccetta, non c è nessun cambiamento significativo nella rigidità rotazionale assiale del segmento

95 T 5 T 6 Ruolo delle faccette articolari A T 12 L 1 B B L articolazione della faccetta è orientata in modo tale che ogni faccetta ostacola l altra quando il segmento è soggetto a torsione assiale. Alla rimozione della faccetta, il movimento non è più ostacolato e di conseguenza c è un cambiamento significativo nella rigidità rotazionale assiale.

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97 a le cellule del mesoderma con atteggiamento epiteliale attornano una piccola cavità b le cellule perdono il loro aspetto epiteliale e migrano verso la notocorda per formare sclerotomi c la parete dorsale del somite darà origine al miotomo d le cellule del dermatomo migrano sotto l ectoderma formando il derma

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99 OSSIFICAZIONE DELLA COLONNA VERTEBRALE

100 Sollecitazione di taglio a livello L 5 S 1 in fase statica, quale risultante del carico ponderale e della forza-impulso di scivolamento della quinta lombare sul piano inclinato rappresentato dalla base sacrale. Tale sollecitazione agisce soprattutto sulle fibre elastiche dell anulus G = peso della parte sovrammessa del corpo Sc = forza-impulso di scivolamento ST = sollecitazione di taglio

101 Orientamento delle faccette articolari La rappresentazione grafica è ottenuta ruotando due rettangoli (giacenti sul piano orizzontale) su due angoli consecutivi (rotazione intorno all asse x seguita da rotazione intorno all asse y) A colonna cervicale: -45 seguita da 0 B colonna toracica: -60 seguita da +20 per la faccetta di destra (-20 per la sin) C colonna lombare: -90 e 45 per la faccetta di destra (+45 per la sin)