PRACA MAGISTERSKA Bartosz Kmita MIEDNICA W WARUNKACH STATYCZNYCH I DYNAMICZNYCH

Transkrypt

1 PRACA MAGISTERSKA Bartosz Kmita MIEDNICA W WARUNKACH STATYCZNYCH I DYNAMICZNYCH 1

2 Spis treści 1. Wstęp Budowa anatomiczna obręczy miednicznej Budowa kości miednicy Kość krzyżowa Kość guziczna Kość miedniczna Kość udowa Budowa stawów miednicy Staw krzyżowo-biodrowy Staw krzyżowo-guziczny (połączenie krzyżowo-guziczne) Połączenie miedzyguziczne Spojenie łonowe Staw biodrowy Mięśnie miednicy Biomechanika miednicy Model stabilności według Panjabiego. Strefa neutralna Kinematyka i kinetyka okolicy lędźwiowo-miedniczno-biodrowej Kinematyka lędźwiowego odcinka kręgosłupa Kinematyka obręczy biodrowej Kinematyka stawu biodrowego Kinetyka kręgosłupa lędźwiowego Kinetyka obręczy biodrowej Kinetyka stawu biodrowego Biomechanika stawu krzyżowo-biodrowego i spojenia łonowego. Taśmy mięśniowe Biomechanika i stabilizacja stawu krzyżowo-biodrowego Spojenie łonowe Taśmy mięśniowe Czynnościowa integracja kompleksu lędźwiowo-miedniczno-biodrowego Biomechanika czynnościowa. Chód Biomechanika czynnościowa Chód Badanie okolicy lędźwiowo-miedniczno-biodrowej Badanie podmiotowe Badanie przedmiotowe Zakończenie...63 Piśmiennictwo

3 1... Wstęp Miednica jest elementem organizmu łączącym tułów z kończynami dolnymi. Jest podstawą kręgosłupa, stanowi miejsce przyczepu wielu mięśni, powięzi i więzadeł działających w obrębie samej miednicy, kręgosłupa, kończyn dolnych i kończyn górnych. Stanowi mechaniczną ochronę dla jamy brzusznej i obwodowego układu nerwowego. Rozpatrując organizm człowieka jako system biomechanicznych łańcuchów mięśniowo-powięziowo-więzadłowych ulokowanych na kostnym szkielecie, miednica znajduje się w samym centrum, stanowiąc podstawę biomechanicznego funkcjonowania organizmu. Ze względu na anatomiczne i funkcjonalne powiązania miednicy, nie można postrzegać jej jako odrębnej części ciała. Prawidłowa funkcjonalna analiza roli stabilności miednicy wymaga aby rozpatrywać ją łącznie z odcinkiem lędźwiowym kręgosłupa i biodrami. Temat ten wymaga również holistycznego podejścia do całego organizmu człowieka i zauważenia wzajemnych zależności poszczególnych układów względem siebie. Stabilność miednicy odgrywa kluczową rolę podczas wykonywania wszelkich czynności w życiu człowieka. Prawidłowa biomechanika całego organizmu w dużej części uzależniona jest od prawidłowego działania okolicy lędźwiowo-miedniczno-biodrowej. Podstawą do napisania niniejszej pracy jest rosnące na przestrzeni lat zainteresowanie stabilnością miednicy na świecie, a ostatnio również w Polsce. Jednocześnie nie ma zbyt wielu opracowań polskojęzycznych poświęconych w całości temu tematowi. Praca ta nie jest podręcznikiem. Czytelnik nie znajdzie w niej więc wszystkich szczegółów budowy anatomicznej, dogłębnej analizy biomechanicznej mechanizmów stabilnościowych czy szczegółowego badania. Nie sposób też jest opisać wszystkie istniejące tezy i hipotezy na ten temat. Celem pracy jest przedstawienie anatomii i biomechaniki miednicy w sposób pomocny dla zrozumienia znaczenia tego zagadnienia. Przedstawienie wskazówek dających możliwość funkcjonalnej analizy biomechaniki miednicy. Bez rozstrzygania o wyższości i prawidłowości różnych koncepcji stabilności miednicy, zostały opisane te, które cieszą się największą popularnością i są stworzone i uznawane przez światowej sławy naukowców, powszechnie postrzeganych jako autorytety w tej kwestii. W pracy krótko zostały opisane wybrane aspekty budowy anatomicznej w celu ułatwienia wyobrażenia w jaki sposób poszczególne struktury przyczyniają się do mechanizmu stabilności miednicy. Następnie opisana została biomechanika miednicy i strategie jej stabilizacji przez organizm zarówno w warunkach statycznych jak i dynamicznych. Ponieważ problem dynamicznej analizy funkcjonalnej miednicy jest tematem niezwykle skomplikowanym, któremu poświęcone są 3

4 rozdziały a nawet tomy wielu opracowań, w poniższej pracy został on przedstawiony w dużym skrócie. Ostania część pracy przedstawia kilka testów umożliwiających ocenę stabilności miednicy. Pokazuje to, że przedstawione teorie jak najbardziej wykorzystywane są w praktyce klinicznej. A wiedza ta bardzo ułatwia diagnozę i prawidłowe leczenie. W pracy znajdują się również liczne ilustracje i fotografie, które mają ułatwić zrozumienie treści zawartej w tekście. 4

5 2. Budowa anatomiczna obręczy miednicznej Miednica tworzy zamknięty kręg kostno-stawowy utworzony przez 6 lub 7 kości połączonych 6 lub 7 stawami. Kości wchodzące w skład miednicy to: kość krzyżowa, pojedyncza lub podwójna kość guziczna, dwie kości miedniczne, i dwie kości udowe. Stawy miednicy to: dwa stawy krzyżowo-biodrowe, staw krzyżowo-guziczny, ewentualnie staw międzyguziczny, spojenie łonowe oraz dwa stawy biodrowe. Należy zwrócić uwagę na różnicę w mianownictwie anatomicznym gdyż w Polsce kości udowej i stawów biodrowych nie wlicza się w elementy składowe miednicy. Natomiast w niniejszej pracy ze względu na kompleksowe podejście do tematu miednica będzie rozpatrywana łącznie z tymi elementami. 2.1 Budowa kości miednicy Kość krzyżowa Kość krzyżowa utworzona jest przez połączenie pięciu kręgów krzyżowych, duża, trójkątnego kształtu, grzbietowa strona jest wypukła zarówno w płaszczyźnie czołowej, jak i poprzecznej. Strona brzuszna jest odpowiednio wklęsła. Ze wzglądu na położenie u podstawy kręgosłupa nazywana jest często w literaturze, jako jego fundament. Znajduje się między dwoma kośćmi biodrowymi. Cechą charakteryzującą tą kość jest jej znaczna zmienność w budowie pomiędzy poszczególnymi osobnikami jak i pomiędzy prawą i lewą stroną tej samej kości oraz jej zmiany w stosunku do wieku. Powierzchnia stawowa kości krzyżowej nazywana jest powierzchnią uchowatą (kształtem przypomina literę L). Tworzą ją pozostałości żebrowe pierwszych trzech segmentów krzyżowych. Powierzchnia uchowata jest ułożona w taki sposób, że jej krótsze ramię (litery L) przebiega pionowo w obrębie pierwszego segmentu krzyżowego, natomiast długie ramię biegnie poziomo przez segment drugi i trzeci (ryc.1). Ryc.1 Kość krzyżowa. Powierzchnia uchowata [8]. 5

6 Według Fryette występują trzy typy budowy kości krzyżowej: A, B i C. Elementem różnicującym tą klasyfikację jest kierunek powierzchni stawowej kości krzyżowej w płaszczyźnie czołowej, wiążący się z kierunkiem wyrostków stawowych górnych kręgu S1 (przejście lędźwiowo-krzyżowe). Typ A kości krzyżowej zwęża się ku dołowi na poziomie S1 i S2, natomiast na wysokości S3 ulega poszerzeniu. Wyrostki stawowe S1 są zorientowane w płaszczyźnie czołowej. Typ B kości krzyżowej zwęża się ku górze na poziomie S1. Wyrostki stawowe S1 zorientowane są w płaszczyźnie strzałkowej. Typ C natomiast zwęża się ku dołowi po jednej stronie ( jak A) oraz ku górze po drugiej stronie (jak w B). W związku z tym odpowiednio są również zorientowane górne powierzchnie stawowe S1 (ryc.2). Ryc.2 Typy kości krzyżowych [8] Kość guziczna Kość guziczna zbudowana jest z 4 (rzadziej 5) kręgów guzicznych. Często pierwszy krąg występuje samodzielnie. U podstawy kości znajduje się powierzchnia stawowa łącząca się z wierzchołkiem kości krzyżowej Kość miedniczna kość (ryc.3). Kość miedniczną tworzą trzy kości, biodrowa, łonowa i kulszowa zrastające się w jedną 6

7 Ryc.3 Kość miedniczna z opisem głównych punktów anatomicznych [8]. Kość biodrowa swoim kształtem przypomina śmigło. Buduje ona górną część panewki stawu biodrowego. Grzebień biodrowy ma wypukły kształt w płaszczyźnie strzałkowej a sinusoidalny w płaszczyźnie poprzecznej. Po stronie wewnętrznej kości w tylno-górnej części znajduje się powierzchnia stawowa dla stawu krzyżowo-biodrowego. Nad tą powierzchnią znajduje się guzowatość biodrowa, która jest miejscem przyczepu dla bardzo silnego więzadła krzyżowobiodrowego międzykostnego, które często pozostaje nieuszkodzone nawet, gdy na preparatach siłą oddziela się kość krzyżową od biodrowej. Linia przebiegająca pomiędzy stawem krzyżowobiodrowym a wyniosłością łonowo-biodrową (miejsce połączenia kości łonowej z biodrową) stanowi linię gdzie przenoszone jest obciążenie z kręgosłupa na kończynę dolną i wzmacniane jest przez dodatkowe zagęszczenie beleczek kostnych (ryc.4). 7

8 A B Ryc.4 A- Główna linia oporu [2]. B- dodatkowo układ beleczek kostnych. Strzałki ilustrują kierunek i zwrot sił [8]. Kość łonowa stanowi dolno-przyśrodkową część kości miednicznej łącząc się z kością łonową strony przeciwnej poprzez spojenie łonowe. Od góry natomiast łączy się z kością biodrową za pomocą gałęzi górnej kości łonowej, która tworzy 1/5 przednią panewki stawu biodrowego. Boczna część tej kości skierowana jest ku kończynie dolnej i stanowi miejsce przyczepu dla wielu mięśni grupy przyśrodkowej uda. Kość kulszowa stanowi dolno-boczną część kości miednicznej. Górna część jej trzonu buduje dno panewki stawu biodrowego i 2/5 jej powierzchni stawowej. W miejscu przejścia trzonu tej kości w gałąź znajduje się guz kulszowy, który jest miejscem przyczepu dla silnych mięśni i więzadeł. Natomiast tuż powyżej przyśrodkowo znajduje się kolec kulszowy, który również stanowi miejsce przyczepu dla mięśni i więzadeł Kość udowa W opisywanym aspekcie stabilizacji miednicy znaczenie kliniczne ma duża zmienność kąta szyjkowo-trzonowego tzn. kąta między osią szyjki a osią trzonu kości udowej jak i kąta antetorsji czyli kąta między szyjką kości udowej a płaszczyzną czołową [8]. 2.2 Budowa stawów miednicy Łącznie ze stawami poniżej przedstawiono struktury je otaczające, więzadła i powięzie. Mięśnie natomiast zostaną opisana w kolejnym rozdziale. 8

9 2.2.1 Staw krzyżowo-biodrowy Staw krzyżowo-biodrowy zaliczany jest do stawów maziówkowych. Wielu badaczy (m.in. Bowen i Cassidy, Schunke, Walker) uważa, że różnice w budowie makroskopowej jak i mikroskopowej chrząstki stawowej wyściełającej powierzchnie stawową biodrową i krzyżową są kwestią sporną. Powierzchnia stawowa kości krzyżowej jest wyściełana chrząstką szklistą natomiast kości biodrowej chrząstką włóknistą, bardziej niebieską, mętną i prążkowaną. Różnią się one również grubością, chrząstka szklista kości krzyżowej jest 3 do 5 razy grubsza od chrząstki włóknistej kości biodrowej. Torebka stawowa składa się z dwóch warstw, zewnętrznej włóknistej oraz wewnętrznej maziowej. Przednia część torebki jest wyraźnie oddzielona od więzadła krzyżowo-biodrowego brzusznego natomiast tylna jej część jest wymieszana z włóknami głębokiego więzadła międzykostnego. Idąc w dół torebka łączy się z okostną pokrywającą kość krzyżową i biodrową. Torebka stawowa wzmacniana jest przez otaczające struktury, powięzie i więzadła. Część z tych elementów wchodzi w skład najsilniejszych mechanizmów stabilizujących miednice a co za tym idzie cały organizm człowieka. Więzadło krzyżowo-biodrowe brzuszne tak naprawdę jest zgrubieniem przedniej i dolnej części torebki stawowej i jest jednym z słabszych więzadeł tej okolicy, jednak, gdy staw krzyżowobiodrowy staje się nadmiernie ruchomy zawsze dochodzi do osłabienia tego więzadła i jego bolesności. Więzadło krzyżowo-biodrowe międzykostne jest z kolei jednym z najsilniejszych więzadeł w organizmie człowieka. Wypełnia przestrzeń między grzebieniem krzyżowym bocznym a guzowatością biodrową. Włókna biegną wielokierunkowo w dwóch warstwach, głębokiej i powierzchownej. Więzadło krzyżowo-biodrowe grzbietowe długie przebiega nad więzadłem międzykostnym od grzebienia krzyżowego bocznego na wysokości S3 i S4 do kolca biodrowego tylnego górnego (KBTG) i wargi wewnętrznej grzebienia biodrowego. Przyśrodkowe włókna łączą się z blaszką głęboką powięzi piersiowo-lędźwiowej i rozcięgnem mięśnia prostownika grzbietu, głębsze z mięśniem wielodzielnym a boczne z górnymi pasmami więzadła krzyżowo-guzowego. Podczas ruchu kości krzyżowej jak i napięcia mięśni łączących się z więzadłem dochodzi do zmian jego napięcia. Podczas kontrnutacji i skurczu m. prostownika grzbietu dochodzi do zwiększenia napięcia. Natomiast podczas ruchu nutacji i aktywności mm. pośladkowego wielkiego i najszerszego dochodzi do zmniejszenia napięcia tego więzadła. Więzadło krzyżowo-guzowe (ryc.6, 7) budują trzy duże pasma: boczne (pomiędzy guzem kulszowym a kolcem biodrowym tylnym dolnym, pokrywając mięsień gruszkowaty, od którego otrzymuje włókna), środkowe (od guzków poprzecznych S3, S4 i S5 oraz od górnej części kości 9

10 guzicznej do guza kulszowego) i górne (biegnące powierzchownie nad więzadłem międzykostnym od kości guzicznej do KBTG). Skurcz m. pośladkowego wielkiego powoduje wzmożenie napięcia więzadła, co świadczy o wymieszaniu włókien obu struktur. Również głębsze warstwy m. wielodzielnego mieszają się z powierzchowną częścią więzadła. Więzadło to stanowi przedłużenie przyczepu ścięgnistego m. dwugłowego uda aż do dolnych kręgów (m. dwugłowy uda guz kulszowy więzadło krzyżowo-guzowe kość krzyżowa więzadło krzyżowo-biodrowe kość biodrowa więzadło biodrowo-lędźwiowe dolne kręgi lędźwiowe) (ryc.5). U niektórych ludzi mięsień ten omija guz kulszowy i łączy się bezpośrednio z więzadłem krzyżowo-biodrowym. Ryc.5 Połączenie mięśni kulszowo goleniowych i więzadła krzyżowo guzowego [10]. Więzadło krzyżowo-kolcowe (ryc. 6, 7) biegnie od brzegu bocznego dolnej części kości krzyżowej i dolnej części kości guzicznej do kolca kulszowego. 10

11 Ryc.6 Więzadła okolicy lędźwiowo-miedniczno-biodrowej [8]. Ryc.7 Więzadło krzyżowo-kolcowe i krzyżowo-guzowe [8]. 11

12 Więzadło biodrowo-lędźwiowe dzieli się na pięć pasm: przednie, górne, dolne, pionowe i tylne. Pasmo przednie przyczepia się do dolnej części wyrostka poprzecznego kręgu L5 i biegnie do brzegu przedniego grzebienia biodrowego wcześniej łącząc się z pasmem górnym, biegnącym od szczytu wyrostka poprzecznego L5. Pasmo tylne zaczyna się wspólnie z pasmem górnym, ale dochodzi do guzowatości biodrowej. Pasmo dolne natomiast przebiega od trzonu i dolnej krawędzi wyrostka poprzecznego L5, skośnie ku dołowi do dołu biodrowego. Pasmo pionowe zaczyna się na przednio-dolnym brzegu wyrostka poprzecznego L5 i biegnie pionowo w dół do tylnej części kresy łukowatej. Więzadło biodrowo-lędźwiowe wykazuje dużą zmienność ilości i kształtu jednak zawsze przyczepia się do wyrostka poprzecznego L5, czasami L4. Przypuszcza się, że jest ono odpowiedzialne za utrzymanie stabilności połączenia krzyżowo-lędźwiowego w płaszczyźnie czołowej i strzałkowej (ryc.7). Ryc.7 Więzadło biodrowo-lędźwiowe [8]. Powięź piersiowo-lędźwiowa jest bardzo ważnym elementem stabilizującym cały organizm. Dużą rolę odgrywa przy przenoszeniu obciążenia z tułowia na kończynę dolną. Przyczepiają się do niej mięśnie, które stabilizują obręcz biodrową. Ich aktywność przenosi się na powięź zwiększając bądź zmniejszając jej napięcie. Mięśniami tymi są: poprzeczny brzucha, skośny wewnętrzny, najszerszy grzbietu, prostownik grzbietu, wielodzielny i dwugłowy uda. Powięź zbudowana jest z trzech warstw: przedniej, środkowej i tylnej. Warstwa przednia jest cienka, odchodzi od wyrostków poprzecznych, miesza się z więzadłami międzypoprzecznymi, pokrywa przednią część m. czworobocznego lędźwi. Warstwa środkowa stanowiąc początek rozcięgna m. poprzecznego brzucha zaczyna się na szczytach wyrostków poprzecznych. Znajduje się do tyłu od m. czworobocznego lędźwi. Warstwa tylna złożona jest z dwóch blaszek. Blaszka powierzchowna 12

13 pochodzi głównie z rozcięgna mięśnia najszerszego grzbietu. Otrzymuje ona również włókna od m. skośnego zewnętrznego i m. czworobocznego lędźwi. Jej włókna biegną po skosie, doogonowo i przyśrodkowo silnie łącząc się z więzadłami nadkolcowymi i wyrostkami kolczystymi kręgów powyżej L4. Poniżej kręgu L4 blaszka powierzchowna już nie łączy się tak silnie w linii pośrodkowej przekraczając ją przechodzi na stronę przeciwną i przyczepia się do grzebienia biodrowego i kości krzyżowej, gdzie miesza się z powięzią pośladkową (ryc.8). Ryc.8 Blaszka powierzchowna powięzi piersiowo-lędźwiowej [8]. Włókna blaszki głębokiej przebiegają bocznie i doogonowo przyczepiając się do KBTG, grzebienia biodrowego, więzadeł krzyżowo-biodrowych tylnych oraz w linii pośrodkowej do więzadeł międzykolcowych. Miejsce przyczepu blaszki głębokiej do kresy pośredniej grzebienia biodrowego jest również miejscem gdzie przyczep swój mają m. skośny wewnętrzny i m. poprzeczny brzucha. Niektóre włókna łączą się również z głęboką powięzią m. prostownika grzbietu (ryc.9). 13

14 Ryc.9 Schemat połączeń powięzi piersiowo-lędźwiowej (po lewej) oraz jej blaszka głęboka (po prawej) [8]. Taki układ powięzi piersiowo-lędźwiowej, która sięga od ramion po miednice łącząc górną i dolną część ciała oraz wiele mięśni w różnych częściach organizmu sprawia, że jest ona niezwykle istotnym elementem zwiększającym stabilność obręczy biodrowej i kręgosłupa lędźwiowego Staw krzyżowo-guziczny (połączenie krzyżowo-guziczne) Staw krzyżowo-guziczny ma charakter spojenia, choć czasami występuje tu staw maziówkowy. Jest wzmocniony przez więzadła krzyżowo-guziczne brzuszne, grzbietowe i boczne Połączenie międzyguziczne Połączenie międzyguziczne ma charakter spojenia. Z czasem ulega skostnieniu. Niekiedy jest stawem maziówkowym Spojenie łonowe Spojenie łonowe jest połączeniem dość specyficznym. Nie posiada błony maziowej ani mazi, posiada natomiast krążek z chrząstki włóknistej. Wzmocnione jest poprzez więzadła: łonowe górne, łukowate dolne, łonowe tylne i łonowe przednie. Więzadło łonowe tylne jest cienką błoną, która łączy się z okostną natomiast przednie to gruba struktura zawierająca włókna zarówno poprzeczne jak i skośne. Zawiera ono również włókna od rozcięgna mięśni brzucha i m. przywodziciela długiego, co wpływa istotnie na zwiększenie efektywności ryglowania stawów krzyżowo-biodrowych i szczegółowo zostanie omówione w kolejnym rozdziale (ryc.10 a, b, c). 14

15 Ryc.10 Spojenie łonowe. Więzadła i połączenia z mięśniami. (a) przekrój czołowy, (b) przekrój strzałkowy przez krążek włóknisto chrzęstny, (c) powierzchnia przednia [8] Staw biodrowy Staw biodrowy jest stawem maziówkowym, jajowatego kształtu. Głowa kości udowej jest w całości pokryta chrząstką szklistą z wyjątkiem małego dołka, gdzie przyczepia się więzadło głowy kości udowej. Panewka stawu biodrowego ma kształt półkuli skierowanej do przodu, boku i dołu. Powierzchnię stawową panewki tworzy powierzchnia księżycowata, która otacza dół panewki, niewchodzący w skład powierzchni stawowej. Dół panewki jest miejscem przyczepu więzadła głowy kości udowej. Torebka stawowa otacza staw biodrowy sięgając aż do końca szyjki kości udowej. Jest ona wzmocniona przez niżej wymienione więzadła. Więzadło biodrowo-udowe jest bardzo mocne, o trójkątnym kształcie, biegnące od kolca biodrowego przedniego dolnego do kresy międzykrętarzowej. Wyglądem przypomina odwróconą literę Y. 15

16 Więzadło łonowo-udowe przebiega od wyniosłości biodrowo-łonowej, gałęzi górnej kości łonowej, grzebienia zasłonowego i błony zasłonowej do kresy międzykrętarzowej. Przestrzeń pomiędzy więzadłami, biodrowo-udowym a łonowo-udowym jest miejscem gdzie torebka stawowa nie jest wzmocniona żadnym więzadłem. Jednak do dynamicznej stabilizacji tej okolicy przyczynia się ścięgno m. lędźwiowego większego, które jest oddzielone od torebki kaletką. Więzadło kulszowo-udowe przyczepia się za tylnym brzegiem panewki i jej obrąbkiem. Biegnie do góry i przodu ponad tylną powierzchnią szyjki kości udowej do dołu krętarzowego. Tuż przed nim łączy się z więzadłem biodrowo-udowym. Więzadło głowy kości udowej biegnie od dołka głowy kości udowej do końców powierzchni księżycowatej i górnego brzegu więzadła poprzecznego. Więzadło poprzeczne panewki jest przedłużeniem obrąbka stawowego w części dolnej. Powoduje, że wcięcie panewki staje się otworem [8]. 2.3 Mięśnie miednicy Do miednicy bezpośrednio przyczepia się 35 mięśni, których zadaniem jest zapewnienie jednocześnie stabilności i mobilności [8]. Mięśnie z pomocą więzadeł i powięzi (wymienionych wyżej) muszą zapewnić tyle mobilności, aby człowiek mógł się poruszać, jednocześnie zachowując tyle stabilności, aby robić to w sposób bezpieczny i powtarzalny przez całe życie. Mięśnie te to: -m. najszerszy grzbietu, -m. skośny wewnętrzny, -m. skośny zewnętrzny, -m. prosty brzucha, -m. poprzeczny brzucha, -m. piramidowy, -m. pośladkowy wielki, -m. pośladkowy średni, -m. pośladkowy mały, -m. gruszkowaty, -m. bliźniaczy dolny, -m. bliźniaczy górny, -m. zasłaniacz zewnętrzny, -m. zasłaniacz wewnętrzny, -m. półścięgnisty, 16

17 -m. półbłoniasty, -m. dwugłowy uda, -m. czworogłowy uda, -m. przywodziciel długi, -m. przywodziciel krótki, -m. przywodziciel wielki, -m. grzebieniowy, -m. smukły, -m. prosty uda, -m. krawiecki, -m. naprężacz powięzi szerokiej, -m. prostownik grzbietu, -m. czworoboczny lędźwi, -m. biodrowy, -m. lędźwiowy mniejszy, -m. wielodzielny, -m. zwieracz cewki, -m. poprzeczny powierzchowny krocza i kulszowo jamisty, -m. guziczny, -m. dźwigacz odbytu. Poniżej przedstawiono budowę, rolę i działanie niektórych z tych mięśni, odgrywających ważniejszą rolę podczas stabilizacji miednicy. Celem tego fragmentu pracy nie jest jednak opisanie wszystkich przyczepów i przebiegu mięśni, (co można znaleźć w każdym podręczniku anatomii), a ułatwienie wyobrażenia tego w jaki sposób praca mięśni o ustalonych przyczepach wpływa na mechanikę miednicy. Mięsień wielodzielny wraz z jego najgłębszymi włóknami zaczyna się na tylno-dolnej powierzchni blaszki i torebce stawowej stawów międzywyrostkowych a kończy się na wyrostku sutkowym kręgu poniżej. Pozostała część włókien przyczepia się w ten sposób, że pęczki zaczynające się np. na L1 kończą się na L4, L5, S1 i grzebieniu biodrowym, (czyli 3 segmenty niżej). Dla pęczków zaczynających się na L5 miejsce końcowego przyczepu znajduje się poniżej S3, na grzebieniu krzyżowym pośrednim. Mięsień ten ma również połączenie z blaszką głęboką powięzi piersiowo-lędźwiowej i więzadłem krzyżowo-guzowym. Te liczne powiązania omawianego mięśnia powodują, że odgrywa on dużą role podczas stabilizacji okolicy lędźwiowokrzyżowej i miednicy (ryc.11) [8, 11, 13]. 17

18 Ryc.11 Schematyczny przebieg włókien mięśnia wielodzielnego [13]. Mięsień prostownik grzbietu jest zbudowany z czterech mięśni. Należą do nich: mięsień najdłuższy lędźwi zaczynający się na KBTG. Jego włókna przebiegają w postaci blaszek przyczepiających się do wyrostków poprzecznych i wyrostka dodatkowego wszystkich kręgów lędźwiowych w taki sposób, że najbardziej powierzchownie znajdują się włókna blaszki biegnącej do kręgu L1. Włókna z kręgu L5 biegną bardziej do tyłu niż w dół, odwrotnie niż z kręgu L1. Powoduje to, że włókna działając jednostronnie rotują kręg L5 natomiast działając obustronnie spełniają funkcję tylnych zginaczy (ryc. 12) [8]. 18 Ryc.12 Mięsień najdłuższy lędźwi. Przebieg włókien i wektory sił pojawiające się podczas jego skurczu (dolne włókna działają silniej do tyłu natomiast górne do dołu) [8].

19 Mięsień biodrowo-żebrowy lędźwi zaczyna się na KBTG oraz górnej części grzebienia biodrowego. Na górze przyczepia się do szczytów wyrostków poprzecznych kręgów L4-L1. Mięsień ten wydaje się być skuteczniejszym rotatorem od poprzedniego, ponieważ przyczepia się bardziej bocznie do wyrostka poprzecznego, co powoduje, że działa na większej dźwigni (ryc.13) [8]. lędźwi) [8]. Ryc.13 Miesień biodrowo-żebrowy lędźwi (wektory sił działają podobnie jak w przypadku mięśnia najdłuższego Mięsień najdłuższy klatki piersiowej i mięsień biodrowo-żebrowy klatki piersiowej zaczynają się również na KBTG omijając kręgi lędźwiowe i przyczepiając się do klatki piersiowej. Mięśnie te dzięki temu mogą pośrednio wpływać na odcinek lędźwiowy [2, 8]. Mięsień czworoboczny lędźwi przyczepia się do górnego i dolnego pasma więzadła biodrowo-lędźwiowego. Ma wpływ na napięcie tego więzadła, co powoduje, że odgrywa duże znaczenie podczas stabilizacji dynamicznej połączenia lędźwiowo-krzyżowego [8]. Mięsień pośladkowy wielki miesza swoje włókna z mięśniem wielodzielnym tej samej strony (poprzez połączenie powięzią piersiowo-lędźwiową) i z mięśniem najszerszym grzbietu po stronie przeciwnej (również poprzez tą samą powięź) [8]. Mięsień gruszkowaty jest ważnym mięśniem stabilizującym staw krzyżowo-biodrowy. Jego nadaktywność może prowadzić do ograniczenia ruchomości tych stawów i dolegliwości bólowych [8]. Mięsień prosty brzucha odgrywa istotne znaczenie zwłaszcza w rejonie przyczepu dolnego łączącego go ze spojeniem łonowym. Przyczep ten za pośrednictwem rozcięgna jest połączony 19

20 z m. poprzecznym brzucha, m. skośnym wewnętrznym, m. piramidowym i m. przywodzicielem długim. Takie połączenie zapewnia stabilność spojenia łonowego a co za tym idzie całej miednicy [8]. Mięsień piramidowy leży w pochewce m. prostego brzucha. Jest małym mięśniem, który jednak poprzez wpływ na napięcie powięzi brzucha odgrywa znaczącą rolę w mechanizmie stabilizacji [8]. Mięsień skośny zewnętrzny leży najbardziej powierzchownie i jest największym mięśniem brzucha. Włókna tylne tego mięśnia przyczepiają się do wargi zewnętrznej przedniej części grzebienia biodrowego. Włókna górne i środkowe przechodzą w rozcięgno przednie o dość złożonej budowie. Rozcięgno to ma dwie warstwy i przypomina swoją budową warstwę tylną powięzi piersiowo-lędźwiowej (ryc. 14) [8]. Ryc.14 Przednia powięź brzucha. Włókna przekraczają linię pośrodkową mieszając się z włóknami strony przeciwnej [8]. Mięsień skośny wewnętrzny wraz z jego włóknami środkowymi biegną do góry i przyśrodkowo. Przechodzą w rozcięgno dwublaszkowe łącząc się z mięśniem skośnym zewnętrznym tworząc krzyżującą się powięź [8]. Mięsień poprzeczny brzucha jest najgłębiej leżącym mięśniem brzucha. Jego włókna biegną poprzecznie dookoła ciała, tworzą pochewkę mięśnia prostego brzucha łącząc się na kresie białej. Mieszają się również z włóknami mięśnia wielodzielnego (ryc.15). Mięsień ten przyczepia się do bocznej jednej trzeciej więzadła pachwinowego, przednich dwóch trzecich wargi wewnętrznej grzebienia biodrowego, wzdłuż bocznego połączenia powięzi piersiowo-lędźwiowej i powierzchniach wewnętrznych dolnych 6 chrząstek żebrowych [2, 8, 13]. 20

21 Ryc.15 Mięsień poprzeczny brzucha i jego połączenie z mięśniem wielodzielnym poprzez powięź piersiowolędźwiową [8]. Mięsień dźwigacz odbytu tworzy dno miednicy. Cześć łonowo-odbytnicza i łonowoguziczna tego mięśnia przyczepiają się do trzonu kości łonowej i przedniej części powięzi zasłonowej. Pierwsza cześć biegnie do cewki moczowej, pochwy (u kobiet) i odbytnicy. Następnie łączy się z odpowiadającym mięśniem strony przeciwnej, tworząc pętlę. Cześć biodrowo-guziczna i kulszowo-guziczna przyczepiają się na przyśrodkowej części kolca kulszowego, powięzi zasłonowej i więzadle krzyżowo-biodrowym i biegną do przedniej powierzchni kości krzyżowej na wysokości S5 [8]. Mięsień lędźwiowy większy mimo, że oba jego przyczepy znajdują się poza miednicą posiada duży wpływ na biomechanikę tej okolicy. Przyczepia się do wszystkich wyrostków poprzecznych kręgów lędźwiowych oraz do krążków międzykręgowych i trzonów kręgów. Przy przejściu mięśnia w ścięgno przyczepia się do niego mięsień biodrowy. Przyczep końcowy tego mięśnia znajduje się na krętarzu mniejszym kości udowej, a ścięgno tego mięśnia oddzielone jest od torebki stawu biodrowego kaletką biodrowo-lędźwiową [2, 8, 11, 13]. 21

22 3. Biomechanika miednicy Pod względem biomechanicznym najważniejszą funkcją układu szkieletowego, mięśniowowięzadłowego i nerwowego jest możliwość wykonania ruchu w sposób jak najbardziej ekonomiczny i bezpieczny. Znaczącą rolę podczas lokomocji odgrywa miednica. Jest ona połączeniem między tułowiem i kończynami dolnymi. Przenosi ciężar górnej części ciała. Biomechaniczny punkt widzenia wymaga, aby miednicę rozpatrywać razem z odcinkiem lędźwiowym kręgosłupa oraz biodrami. Dlatego mówi się o okolicy lędźwiowo-miednicznobiodrowej (LMB). Zadaniem tej okolicy jest zapewnienie organizmowi na tyle dużej stabilności, aby mógł on sprawnie i bezpiecznie przenosić obciążenia z jednoczesnym zachowaniem na tyle dużej mobilności, aby spełniać funkcję lokomocyjną. Zadanie to jak można sobie wyobrazić nie jest proste i wymaga skomplikowanego i skoordynowanego systemu stabilizacyjno-mobilizującego. 3.1 Model stabilności według Panjabiego. Strefa neutralna Model stabilizacji ogniw kinematycznych jaki zaproponował Panjabi polega na połączeniu działania trzech układów: nerwowego, mieśniowo-powięziowego i kostno-stawowo-więzadłowego. Sprawność tych trzech układów warunkuje prawidłowe działanie systemu stabilizującego. Kości, stawy i więzadła tworzą system bierny, mięśnie i powięzie system czynny, natomiast układ nerwowy to system kontrolny, który koordynuje pracę całego mechanizmu stabilizującego. Model ten zakłada, że każdy system ma wpływ na dwa pozostałe i odwrotnie, a nieprawidłowe działanie jednego elementu ma wpływ na działanie całego mechanizmu i prowadzi do kompensacyjnego przeciążenia pozostałych, otwierając drogę do wtórnych dysfunkcji. Tworząc ten model Panjabi miał na uwadze analizę stabilność kręgosłupa, jednak spójność i logiczność tego modelu pozwala z powodzeniem stosować go dla całego organizmu człowieka (ryc.16) [3, 5, 6, 8, 13]. 22

23 Ryc.16 Model stabilności według Panjabiego (na podstawie [8]). Kolejnym elementem warunkującym stabilność i pozostającym w bezpośrednim związku z powyższym modelem jest zdefiniowane przez Panjabiego pojęcie strefy neutralnej. Strefa neutralna jest to niewielki zakres ruchu w pobliżu położenia zerowego (spoczynkowego) stawu, gdzie ruch odbywa się w zakresie, w którym nie następuje jeszcze pobudzenie proprioreceptorów wokół stawu, a tym samym nie następuje ośrodkowe pobudzenie napięcia mięśniowego (brak informacji dośrodkowej brak odpowiedzi odśrodkowej), natomiast opór kostno-więzadłowy jest minimalny [8]. (ryc.17) Ryc.17 Model strefy neutralnej według Panjabiego. Neutral zone-strefa neutralna, range of motion-zakres ruchu, extension-wyprost, flexion-zgięcie, load-obciążenie, displacement-przemieszczenie [13]. Powiększenie zakresu ruchu strefy neutralnej jest sytuacją niebezpieczną dla stawu. Zbyt późna informacja z proprioreceptorów do układu ośrodkowego o aktualnej pozycji stawu, co prawda da odpowiedź ośrodkową w postaci napięcia mięśniowego w danej okolicy, jednak może ona okazać się nieadekwatna do siły zewnętrznej działającej na staw i prowadzić do urazu. 23

24 Podobnie zmniejszony zakres ruchu strefy neutralnej jest niepożądany. Pobudzenie proprioreceptorów będzie następowało zbyt wcześnie czego skutkiem będzie zwiększone napięcie mięśni wokół stawu i np. ból. Czynniki, które zaburzają strefę neutralną to np. uraz, procesy zwyrodnieniowe czy osłabienie stabilizacji mięśniowej (ryc.18).. Ryc.18 a) graficzne przedstawienie ruchu w fizjologicznej strefie neutralnej jako kulki (główka kości) w półmisku (panewka), b) jeśli dojdzie do utraty ryglowania fizjologicznego, ruch w strefie neutralnej jest zwiększony, c) zwłóknienie stawu powoduje, że ruch w strefie neutralnej jest zmniejszony, d) nadmierne siły ściskające działające na staw powodują całkowite zablokowanie ruchu w strefie neutralnej, e) zaburzenie kontroli motorycznej powoduje, że bierna ruchomość w strefie neutralnej jest prawidłowa, czynnościowo jednak kulka poruszając się w półmisku co chwilę traci i odzyskuje kontakt z podłożem [8]. Przedstawiony powyżej model pokazuje, że stabilność organizmu człowieka jest zjawiskiem dynamicznym zależnym od wielu czynników działających w danym czasie. Czynniki zewnętrzne to siła ciężkości działająca na organizm powodująca występowanie pionowych i poziomych sił ścinających. Czynniki wewnętrzne to spójność układu nerwowego, kostnego, stawowowięzadłowego i mięśniowo-powięziowego. Oznacza to, że stała, prawidłowa impulsacja aferentna z mechanoreceptorów stawowych i otaczających tkanek miękkich umożliwia prawidłową interpretację ośrodkową impulsów a przez to stosowną odpowiedź. Zdolność mięśni do długotrwałego skurczu tonicznego i działania w sposób skoordynowany powoduje, że powstała siła w najkorzystniejszy sposób utrzymuje zakres ślizgu w obrębie strefy neutralnej (najmniejsza strata energii) wobec siły zewnętrznej. Mnogość czynników, od których uzależniona jest stabilność powoduje, że mimo pewnych charakterystycznych i ogólnych cech przedstawionych powyżej pozostaje ona sprawą bardzo indywidualną dla każdego organizmu. 24

25 3.2 Kinematyka i kinetyka okolicy lędźwiowo-miedniczno-biodrowej W związku z tym, iż zarówno pojęcie kinematyka jak i kinetyka wykorzystywane są często w kinezjologii, jak również oba te pojęcia określają ruch to wymagają one wyjaśnienia różnicy pomiędzy nimi. Kinematyka zajmuje się ruchem ciała bez uwzględniania sił działających na ciało, natomiast kinetyka bada wpływ sił na ruch przedmiotu. W stosunku do organizmu człowieka wyróżniamy osteo-, artro-, i mio- kinematykę, oraz analogicznie osteo-, artro-, i miokinetykę [1, 8] Kinematyka lędźwiowego odcinka kręgosłupa Z mechanicznego punktu widzenia każdy kręg lędźwiowy posiada 12 stopni swobody. Ruchy mogą odbywać się w 3 płaszczyznach i 3 osiach. Wokół osi ruchy te to zgięcie/wyprost (oś czołowa), zgięcie boczne w lewo/zgięcie boczne w prawo (oś strzałkowa) oraz rotacja w lewo/rotacja w prawo (oś podłużna). Natomiast ruchy wzdłuż osi to przesunięcie równoległe bocznie/przesunięcie równoległe przyśrodkowo (oś czołowa), translacja tylno-przednia/translacja przednio-tylna (oś strzałkowa) oraz dystrakcja/kompresja (oś podłużna). Oczywiście model ten nie uwzględnia czynników anatomicznych, które modyfikują ruch teoretycznie możliwy (ryc.19) [1, 8]. Ryc.19 Dwanaście teoretycznych stopni swobody kręgu lędźwiowego. Osie i ruchy w nich zachodzące [8]. 25

26 Praktycznie połączenie krzyżowo-lędźwiowe wydaje się posiadać 4 stopnie swobody. Zgięcie skojarzone z tylno-przednią translacją i wyprost skojarzony z przednio-tylną translacją dają pierwsze 2 stopnie swobody. Ten skojarzony ruch kręgosłupa lędźwiowego zachodzi podczas jego zginania i wyprostu. Wraz ze zgięciem dochodzi do tylno-przedniej translacji kręgu (około 1-3mm). To powoduje, że oś dla kątowego ruchu zginania podczas jego wykonywania jest ruchoma i przemieszcza się do przodu. Podczas wyprostu następuje sytuacja odwrotna (ryc. 20) [8]. Ryc.20 Ruch tylno-przedniej translacji. Oraz przesunięcie osi czołowej zgięcia/wyprostu, do przodu wraz ze wzrostem zgięcia [8]. Zgięcie boczne w prawo/rotacja skojarzone z przyśrodkowo-boczną translacją oraz zgięcie boczne w lewo/rotacja skojarzone z przyśrodkowo-boczną translacją dają kolejne 2 stopnie swobody. Wiadomo powszechnie, że zgięciu bocznemu zawsze towarzyszy rotacja. Kwestią sporu jest jej kierunek. Z przeprowadzonych badań (Pearcy i Tibrewal 1984) wynika, że poziom L5/S1 zawsze rotuje się zgodnie z kierunkiem zgięcia bocznego. Poziomy powyżej L4/L5 rotują się w stronę przeciwną do zgięcia bocznego, natomiast poziom L4/L5 uznano za przejściowy, który raz rotuje się jak segmenty leżące poniżej, a raz jak segmenty leżące powyżej (ryc. 21) [8]. 26

27 A B Ryc.21 A - Poziom L5/S1. Ruch zgięcia tułowia w prawo powoduje zgięcie boczne kręgu L5 w prawo i jego rotację w prawo [8]. B - Ten sam ruch tułowia na poziomie L3/L4 powoduje zgięcie boczne kręgu w prawo i jego rotację w lewo [8]. Wyżej wymienione badania były przeprowadzane w pośredniej pozycji kręgosłupa co powoduje, że brakuje analizy jak kręgi rotowały się podczas zgięcia do boku w pozycji zgięciowej lub wyprostnej kręgosłupa. Według Bogduka, jednego z autorytetów w tej dziedzinie, czysta rotacja osiowa lędźwiowego segmentu ruchowego jest możliwa jedynie do 3 stopni (najmniejsza na przejściu lędźwiowo-krzyżowym stopniowo zwiększająca się im wyższy segment lędźwiowy). Po przekroczeniu 3 stopni rotacji początkowa oś ruchu przebiegająca pionowo przez tylną część trzonu kręgowego przemieszcza się do stawu międzykręgowego po stronie przeciwnej do rotacji (staw ten znajduje się w kompresji natomiast torebka przeciwnego jest rozciągana). Teraz kręg leżący powyżej obraca się względem tej osi w kierunku tylno-bocznym jeszcze powiększając kompresję jednego stawu i rozciąganie torebki drugiego. Dalszy ruch może powodować uraz. Bogduk zgadza się z wynikami badań przedstawionymi powyżej, jednocześnie zaznaczając, że występują indywidualne odrębności, które zaprzeczają istnieniu jakichkolwiek zasad ruchomości odcinkowej. Mnogie badania nad tą ruchomością potwierdzają, że zmienia się ona pod wpływem wielu czynników m.in. wieku i procesów zwyrodnieniowych (Farfan 1986, Panjabi, White 1978, Gilmore 1986). Dlatego nawet jeśli w przyszłości biomechanika odcinka lędźwiowego zostanie rozstrzygnięta to wielość czynników wpływających na jej zmianę powoduje, że dokładne badanie kliniczne pacjenta staje się najprostszym i najlepszym sposobem oceny klinicznej tego odcinka mimo braku obiektywności [8]. Rozwiązaniem powyższego problemu wydaje się być stwierdzenie, że jest on niemożliwy do rozwiązania. 27

28 3.2.2 Kinematyka obręczy biodrowej Ruchy miednicy należy podzielić na: Samoistną ruchomość miednicy, która zachodzi we wszystkich trzech płaszczyznach ciała (miednica porusza się jako całość) [8]. Wewnętrzną ruchomość miednicy możliwą dzięki ruchomości w stawach krzyżowobiodrowych i spojeniu łonowym. Badania potwierdziły, że ruchomość w SKB to 1,8 rotacji i 0,7 mm translacji u mężczyzn oraz 1,9 rotacji i 0,9 mm translacji u kobiet. Specyfika ruchu odbywającego się w tych stawach spowodowała, że przyjęło się określanie zgięcia kości krzyżowej względem biodrowej nutacją, natomiast przeciwny ruch wyprostu kontrnutacją. Podczas nutacji kości krzyżowej wzgórek kości krzyżowej porusza się w przód, do środka miednicy wokół osi czołowej. Następuje ślizg ku dołowi i do tyłu (amplituda ruchu ślizgowego wynosi około 2mm, jednak jest ona możliwa do zbadania palpacyjnie). Ruch ten ograniczany jest przez więzadło międzykostne oraz krzyżowo-guzowe, a także przez kształt kości krzyżowej i nierówności powierzchni stawowej (ryc.22). Fizjologicznie ruch ten zachodzi np. podczas unoszenia się z pozycji leżenia na wznak do pozycji stojącej (obustronnie) lub podczas unoszenia nogi w pozycji stojącej po stronie nogi uniesionej (jednostronnie) [8]. Ryc.22 Ruch nutacji kości krzyżowej. Ruch ten ograniczony jest przez więzadło międzykostne i krzyżowoguzowe. Podczas tego ruch kość krzyżowa ślizga się do dołu i w tył [8]. Podczas kontrnutacji następuje ruch wzgórka do tyłu wokół osi czołowej, kość krzyżowa ślizga się do przodu i ku górze, co ogranicza więzadło międzykostne wspomagane przez mięsień wielodzielny (ryc.23) [8]. 28

29 Ryc.23 Ruch kontrnutacji kości krzyżowejślizgającej się w przód i w górę. Omawiany ruch występuje obustronnie podczas leżenia na wznak, a jednostronnie podczas wyprostu kończyny dolnej po tej stronie. Również w stosunku do ruchomości kości miednicznej w SKB przyjęło się używanie specyficznych nazw ruchów. Jest to rotacja przednia kości miednicznej-kość ta ślizga się ku górze i w przód. Ruch ten odpowiada kontrnutacji kości krzyżowej. Drugim ruchem jest rotacja tylna kości miednicznej-kość ślizga się ku dołowi i w tył, a ruch ten odpowiada ruchowi nutacji kości krzyżowej (ryc.24) [8]. Ryc.24 Ruch przedniej rotacji kości miednicznej ślizgającej się ku dołowi i w tył odpowiadający ruchowi nutacji kości krzyżowej (po lewej). Ruch tylnej rotacji kości miednicznej ślizgającej się ku przodowi i w górę, co odpowiada kontrnutacji kości krzyżowej (po prawej) [8]. 29

30 3.2.3 Kinematyka stawu biodrowego Staw ten łączy kość udową z miednicą. Jest to staw sferyczny, panewkowy i z mechanicznego punktu widzenia posiada 12 stopni swobody (nie uwzględniając barier anatomicznych) (ryc.25) [8]. Ryc.25 Dwanaście teoretycznych stopni swobody stawu biodrowego. Osie i ruch w nich zachodzące [8]. Pod względem artrokinematyki normalny ruch kości biodrowej względem miednicy nie jest ruchem czystym (ruch w jednej osi) lecz ruchem kombinowanym. Podczas chodu następuje zgięcie, przywiedzenie i rotacja zewnętrzna (faza przenoszenia) oraz wyprost, odwiedzenie i rotacja wewnętrzna (faza podporu). Na przykładzie ruchu kości udowej w stawie biodrowym ciekawie można też przybliżyć zależność osi ruchu od punktu stabilności (punktum fixum). Kiedy punktem stabilnym układu jest stopa, miednica obraca się wokół głowy kości udowej a oś podłużna tego ruchu przebiega od środka głowy kości udowej do jej kłykcia bocznego. Natomiast jeśli punktem stabilności jest miednica, wtedy kość udowa może posiadać wiele osi długich [8]. 30

31 3.2.4 Kinetyka kręgosłupa lędźwiowego Funkcją kręgosłupa lędźwiowego pod względem analizy kinetycznej jest przeciwstawianie się ściskaniu, skręcaniu i tylno-przedniemu ślizgowi. Możliwe to jest dzięki prawidłowej budowie anatomicznej tej okolicy oraz mechanizmie stabilności opisanym powyżej [8, 11]. Odcinek lędźwiowy podlega kompresji (ściskaniu) gdy dwie siły działają przeciwstawnie wobec siebie (ryc.26). Ryc.26 Kompresja trzonów kręgów na poziomie L5/S1 [8]. W segmencie ruchowym odcinka lędźwiowego główny opór sile ściskającej stawia układ trzon kręgu/krążek międzykręgowy (około 80% lub więcej), pozostałe 20% obciążenia przenoszone jest przez stawy międzykręgowe, jednak jest to zależne od stopnia lordozy. Spowodowane to jest pionową orientacją powierzchni stawowych stawów międzykręgowych. Większy udział w przenoszeniu obciążenia stawy te mają podczas wyprostu kręgosłupa lędźwiowego, kiedy to dolny wyrostek stawowy kręgu leżącego powyżej wywiera kompresję osiową w stawie. Warto zauważyć, że strukturą, która jako pierwsza poddaje się przeciążeniom kompresyjnym jest chrząstka szklista blaszki granicznej. Jest ona więc słabsza od jej obwodowych części, a także od jądra miażdżystego i pierścienia włóknistego [8, 11]. Można to zinterpretować jako swoisty mechanizm obronny, gdzie przy zbyt dużych obciążeniach zniszczeniu ulega blaszka graniczna, a nie pierścień włóknisty. Skręcanie w odcinku lędźwiowym następuje gdy trzon obraca się wokół pionowej osi przebiegającej przez jego środek (ryc.27). 31

32 Ryc.27 Skręcanie osiowe kręgu L5 [8]. Sile tej przeciwstawiają się struktury anatomiczne w obrębie łuku kręgowego oraz układ trzon kręgu/krążek międzykręgowy [8, 11]. Warstwowa budowa pierścienia włóknistego oraz ułożenie włókien kolagenowych w poszczególnych warstwach pod kątem około 90 w stosunku do poprzedniej warstwy, powoduje, że struktura ta skutecznie opiera się siłą na nią działającym (ryc.28) [12]. Ryc.28 Warstwowa budowa pierścienia włóknistego [7]. Strukturą, która istotnie wpływa na przeciwstawianie się sile skręcającej w połączeniu lędźwiowo-krzyżowym i całym odcinku lędźwiowym jest więzadło biodrowo-lędźwiowe. Istotna jest również długość wyrostka poprzecznego kręgu L5 do, którego więzadło się przyczepia. Im jest on dłuższy tym więzadło ma większą zdolność do przeciwstawiania się sile skręcającej, działając na większej dźwigni [8]. Jednak aby odcinek lędźwiowy był skutecznie stabilizowany podczas wykonywania ruchów rotacyjnych potrzebna jest również czynna stabilizacja, opisana poniżej. 32

33 Kolejnym rodzajem siły działającej na omawianą okolicę jest siła ścinająca (tylno-przednie ścinanie). Do ścinania dochodzi gdy dwie przyłożone siły powodują przesuwanie dwóch płaszczyzn względem siebie. Siła ścinająca działająca na odcinek lędźwiowy usiłuje przemieścić górny krąg do przodu względem kręgu leżącego poniżej (przesunąć w kierunku tylno-przednim) (ryc.29) [8]. Ryc.29 Tylno-przednie ścinanie na poziomie L5/S1 [8]. Strukturami anatomicznymi, które opierają się tej sile są wyrostki stawowe dolne i górne (wyrostki stawowe dolne wklinowują się w wyrostki stawowe górne kręgu leżącego poniżej). Na poziomie L5/S1 sile tej opiera się także więzadło biodrowo-lędźwiowe. Jednak podczas dużego obciążenia oraz w dynamice, w odcinku lędźwiowym mogą pojawić się również siły ścinające przednie (przednio-tylne).wtedy stabilizacja odcinka lędźwiowego wymaga połączenia ryglowania samoistnego (przez strukturę) oraz ryglowania wymuszonego (działanie mięśni). Mechanizm stabilizujący musi tak rozłożyć siły ściskające i ścinające działające na układ, aby nie przekraczały one wytrzymałości stawów i struktur je otaczających. Elementy, które odgrywają zasadniczą rolę w tym mechanizmie to powięź piersiowo-lędźwiowa oraz mięśnie ją napinające/pod jej wpływem napinane. Dzięki bezpośrednim połączeniom mięśnia poprzecznego brzucha zarówno z blaszką powierzchowną jak i warstwą środkową powięzi piersiowo-lędźwiowej oraz z wyrostkami poprzecznymi wszystkich kręgów lędźwiowych, jest to mięsień, który posiada korzystne warunki dla uzyskani napięcia ograniczającego ścinanie, rotację i translację kręgów lędźwiowych (ryc.30) [8, 13]. 33

34 A B Ryc.30 A- schemat napięcia brzegu bocznego powięzi piersiowo-lędźwiowej (LR) przez mięsień poprzeczny brzucha (TA) [13]. B- model kontroli ruchomości kręgu lędźwiowego przez napięcie mięśnia poprzecznego brzucha i powięzi piersiowo-lędźwiowej [13]. Gracovetsky i Farfan odkryli, że dla każdego obciążenia, dla minimalnego, skompensowanego napięcia jest uprzywilejowana strefa stabilna w odniesieniu do sytuacji, w której moment siły będzie zrównoważony w trzech równych częściach przez układ mięśniowy, pośrodkowy układ więzadłowy i mięśnie brzucha za pośrednictwem powięzi piersiowolędźwiowej [8]. Badania przeprowadzone w ostatnim czasie (Hodges i Richardson 1996) pokazują, że mięsień poprzeczny brzucha jest najważniejszym mięśniem stabilizującym kręgosłup lędźwiowy. Powięź piersiowo-lędźwiowa natomiast jest ściśle z nim powiązana. Wzmacnia ona skurcz mięśnia poprzecznego brzucha oraz mięśnia wielodzielnego. Badanie Hodgesa i Richardsona udowodniło, że przed jakimkolwiek ruchem kończyną górną lub dolną najpierw następuje pobudzenie mięśnia poprzecznego brzucha oraz mięśnia wielodzielnego, a dopiero później zaplanowany ruch. Elektromiograficzny zapis aktywności mięśni podczas ruchów kończyną górną wyraźnie pokazuje, że zanim nastąpi skurcz mięśnia naramiennego wprowadzającego dany ruch, następuje aktywacja mięśnia poprzecznego brzucha i mięśnia wielodzielnego w celu ustabilizowania kompleksu lędźwiowo-miedniczno-biodrowego [8, 13]. Dopiero po uzyskaniu tej centralnej stabilizacji może zostać bezpiecznie wprowadzony ruch na obwodzie. Taka strategia organizmu dotyczy każdego ruchu. Jeśli mechanizm centralnej stabilizacji jest niewydolny, często objawia się to bólem w odcinku lędźwiowym kręgosłupa (ryc.31). 34

35 Ryc.31 Elektromiograficzny zapis aktywności mięśni. Kolejność pobudzania w czasie, podczas wykonywania ruchu. Flexion- zgięcia, abduction- przywiedzenia i extension- wyprostu kończyny górnej. Deltoid- mięsień naramienny, TrA- mięsień poprzeczny brzucha, OI- mięsień skośny wewnętrzny brzucha, OE- mięsień skośny zewnętrzny brzucha, RA- mięsień prosty brzucha, MF- mięsień wielodzielny. Onset- początek aktywności mięśnia [13]. Hodges i Richardson (1996) zbadali również, że u pacjentów z przewlekłym bólem krzyża znacznie zaburzona jest kontrola motoryczna głównie mięśnia poprzecznego brzucha, a mięsień wielodzielny jest atroficzny z licznymi procesami włóknienia i bliznowacenia (ryc.32) [8, 13]. Ryc.32 Obraz tomografii komputerowej pacjenta z przewlekłymi dolegliwościami bólowymi lędźwiowego odcinka kręgosłupa. Wyraźnie widoczne są większe zmiany włóknienia i bliznowacenia po lewej stronie pacjenta (po prawej na zdjęciu). Zdrowa, zdolna do skurczu tkanka mięśniowa ma odcień szary, tkanka niezdolna do skurczu jest czarna [13]. 35

36 3.2.5 Kinetyka obręczy biodrowej Mięśnie stabilizujące obręcz biodrową (okolicę lędźwiowo-miedniczno-biodrową) można podzielić na dwie grupy, grupę wewnętrzną i grupę zewnętrzną z czterema układami: tylnym skośnym, podłużnym głębokim, przednim skośnym i bocznym [8]. Grupa wewnętrzna składa się z mięśnia dźwigacza odbytu połączonego z mięśniami brzucha, mięśnia wielodzielnego i przepony (ryc.33) [8]. przepona [8]. Ryc.33 Mięśnie grupy wewnętrznej. Mięsień wielodzielny, poprzeczny brzucha, mięśnie dna miednicy i Sapsford przeprowadził badania (1998) dotyczące współdziałania czterech części mięśnia dźwigacza odbytu oraz mięśni brzucha. Badania te potwierdziły hipotezę, że skurcz jednej grupy powoduje aktywację drugiej i na odwrót. Sapsford uważa, że mięsień łonowo-guziczny ma skłonność do skurczu z mięśniem poprzecznym brzucha, a biodrowo-guziczny i kulszowo-guziczny ze skośnymi brzucha. Napięcie tych mięśni pozwala na kontrolę ustawienia kości krzyżowej. Obustronny skurcz mięśnia biodrowo-guzicznego ustala kość krzyżową w kontrnutacji, natomiast skurcz mięśnia wielodzielnego utrzymuje kość krzyżową w kontrnutacji. Odpowiednia kokontrakcja mięśnia dźwigacz odbytu oraz mięśnia wielodzielnego powoduje ryglowanie wymuszone i prawidłowe ustawienie podstawy kręgosłupa. Utrzymanie tego ustawienia wspomaga mięsień poprzeczny brzucha napinając z boku powięź piersiowo-lędźwiową co przyczynia się do wzrostu ciśnienia śródbrzusznego i stabilizacji odcinka lędźwiowego kręgosłupa. Dzieje się tak dzięki bezpośrednim połączeniom mięśnia poprzecznego brzucha zarówno z blaszką powierzchowną jak i głęboką powięzi piersiowo lędźwiowej oraz z wyrostkami poprzecznymi 36

37 wszystkich kręgów lędźwiowych. To pozwala na uzyskanie napięcia ograniczającego rotację i translację kręgów lędźwiowych [8, 13]. Grupa zewnętrzna mięśni stabilizujących obręcz biodrową działa lokalnie, regulując bardzo dokładnie w zakresie ślizgu rzędu 1-2mm wzajemne ułożenie kości krzyżowej i miednicznej względem siebie. Natomiast silne układy grupy zewnętrznej działają globalnie, utrzymując to ustawienie w statyce i w dynamice. Lee wyróżniła 4 układy mięśniowo-powięziowe należące do grupy zewnętrznej stabilizującej miednice. Natomiast Myers, nie zajmując się rolą stabilności miednicy opisuje przebieg taśm mięśniowych tłumacząc wzajemne zależności pomiędzy strukturami anatomicznymi leżącymi w różnych częściach ciała. 4 układy w większej części pokrywają się z odpowiednimi taśmami mięśniowymi. W dalszej części pracy pojęcia te będą używane zamiennie. Układy grupy zewnętrznej, poszerzone o elementy uwzględnione przez Myersa zostaną przedstawione w rozdziale opisującym staw krzyżowo-biodrowy i spojenie łonowe Kinetyka stawu biodrowego Staw biodrowy podczas swojej normalnej aktywności poddawany jest obciążeniom, których wartość wielokrotnie przekracza ciężar ciała. Do jego stabilności przyczynia się konfiguracja anatomiczna stawu, kierunek przebiegu beleczek kostnych, wytrzymałość i ukierunkowanie torebki stawowej i więzadeł oraz siła okołostawowych mięśni i powięzi [8]. 3.3 Biomechanika stawu krzyżowo biodrowego i spojenia łonowego. Taśmy mięśniowe Biomechanika i stabilizacja stawu krzyżowo-biodrowego Stabilizacja stawów krzyżowo-biodrowych polega na współfunkcjonowaniu i uzupełnianiu się dwóch mechanizmów: ryglowania strukturalnego (samoistnego), w którym ułożenie przestrzenne struktur uniemożliwia przemieszczanie się centralnego elementu ku dołowi (ryc.34) [3, 8]. ryglowania siłowego (wymuszonego) w którym, centralny element układu pozostanie stabilny jedynie gdy zadziałają siły poprzeczne zwiększając tarcie (potrzebny wydatek energetyczny) (ryc.34) [3, 8]. 37