Клиническая анатомия позвоночника и спинного мозга

Для успешного и безопасного проведения спинальной и эпидуральной анестезии необходимо хорошо ориентироваться в анатомии позвоночника и спинного мозга.

Позвоночник

Позвоночный канал проходит от большого затылочного отверстия до крестцовой щели, но при этом субарахноидальное пространство обычно заканчивается на уровне второго крестцового позвонка (рис.1.1).

			Шейный отдел Грудной отдел Поясничный отдел Крестцовый отдел Копчик
Рис.1.1.		Рис 1.2.

Позвоночный столб состоит из 7 шейных, 12 грудных и 5 поясничных позвонков с прилегающими к ним крестцом и копчиком (рис 1.2). Он имеет несколько клинически значимых изгибов. Наибольшие изгибы кпереди (лордоз) расположены на уровнях С5 и L4-5 , кзади – на уровнях Th5 и S5 . Эти анатомические особенности в совокупности с баричностью местных анестетиков играют важную роль в сегментарном распределении уровня спинального блока.

Прилегающие друг к другу тела позвонков разделены межпозвонковыми дисками. Хотя все позвонки имеют общую структуру (рис 1.3), они различаются по форме и размерам в зависимости от их расположения и функции. Шейные позвонки, имеющие наименьшую весовую нагрузку и максимальную подвижность, относительно малы по сравнению с большими массивными позвонками крестцового отдела (рис 1.4).

Рис. 1.3. Типичный позвонок грудного отдела 1. Остистый отросток 2. Дужка позвонка 3. Отверстие позвонка (позвоночный канал). 4. Поперечный отросток 5. Верхний суставной отросток 6. Ножка позвонка 7. Тело позвонка		Рис.1.4. Наклонные виды грудного и поясничного позвонков.

Особенности отдельных позвонков оказывают влияние на технику, в первую очередь, эпидуральной пункции. Остистые отростки отходят под различными углами на разных уровнях позвоночника. В шейном и поясничном отделах они располагаются почти горизонтально по отношению к пластине, что облегчает срединный доступ при перпендикулярном расположении иглы к оси позвоночника. На средне-грудном уровне (Тh5-9 ) остистые отростки отходят под достаточно острыми углами (рис 1.2), что делает предпочтительным парамедиальный доступ. Отростки верхних грудных (Тh1-4 ) и нижних грудных (Тh10-12 ) позвонков ориентированы промежуточно по сравнению с двумя вышеуказанными особенностями. На этих уровнях ни один из доступов не имеет преимуществ перед другим.

Крестец сформирован путем срастания 5 крестцовых позвонков, внутри которых спинальный канал продолжается дальше вниз до конца крестцовой щели (рис.1.5a и б). Иногда пластинки у крестцовых позвонков могут отсутствовать на уровне S4 и даже S5, обуславливая формирование ненормально большой крестцовой щели. Ниже крестца находится копчик.

Рис. 5а. Вид сзади.		Рис. 5б. Сагиттальный срез крестца и копчика 1. S4 2.Крестцовая щель 3.Крестцово-копчиковая связка

Связки позвоночника.

По передней поверхности тел позвонков от черепа до крестца проходит передняя продольная связка, которая жестко фиксирована к межпозвонковым дискам и краям тел позвонков. Задняя продольная связка соединяет задние поверхности тел позвонков и образует переднюю стенку позвоночного канала (рис 1.6) .

Пластины позвонков соединяются желтой связкой, а задние остистые отростки – межостистыми связками. По наружной поверхности остистых отростков С7 - S1 проходит надостистая связка. Ножки позвонков не соединены связками, в результате образуются межпозвонковые отверстия, через которые выходят спинно-мозговые нервы (рис.1.7).

Рис.1.6. Поперечный срез поясничного позвонка, демонстрирующий присоединение спинных связок. 1. Надостистая связка 2. Межостистая связка 3. Желтая связка 4. Задняя продольная связка 5. Передняя продольная связка		Рис.1.7. Сагиттальный срез через второй и третий поясничные позвонки, демонстрирующий связки, присоединенные к смежным дугам и остистым отросткам 1. Надостистая связка 2. Межостистая связка 3. Желтая связка

Желтая связка состоит из двух листков, сращенных по средней линии под острым углом. В связи с этим она как бы натянута в виде «тента». В шейном и грудном отделах желтая связка может быть не сращена по средней линии, что вызывает проблемы при идентификации эпидурального пространства по тесту потери сопротивления. Желтая связка тоньше по средней линии (2-3 мм) и толще по краям (5-6 мм). В целом, она имеет наибольшую толщину и плотность на поясничном
(5-6 мм) и грудном уровнях (3-6 мм), и наименьшую в шейном отделе (1,5-3 мм). Вместе с дужками позвонков желтая связка формирует заднюю стенку позвоночного канала. (рис. 1.8)

Рис .1.8. Желтая связка с тонким участком в срединной линии.

При проведении иглы срединным доступом она должна пройти сквозь надостистые и межостистые связки, а затем сквозь желтую связку. При парамедиальном доступе игла минует надостистую и межостистую связки, сразу достигая желтой связки. Желтая связка плотнее других, поэтому возрастание сопротивления при прохождении ее иглой, с последующей его потерей используют для идентификации эпидурального пространства.

Оболочки спинного мозга.

Спинномозговой канал имеет три соединительнотканные оболочки, защищающие спинной мозг: твердую мозговую оболочку, паутинную (арахноидальную) оболочку и мягкую мозговую оболочку. Эти оболочки участвуют в формировании трех пространств: эпидурального, субдурального и субарахноидального (рис.1.9 и рис.1.10). Непосредственно СМ и корешки укрывает хорошо васкуляризированная мягкая мозговая оболочка (рис.1.15), субарахноидальное пространство ограничено двумя прилегающими друг к другу оболочками - паутинной и твердой мозговой.

Рис.1.9. Поперечный срез позвоночного канала в грудном отделе, демонстрирующий спинные связки и содержимое дурального мешка. 1. Задняя продольная связка 2. Надкостница 3. Нервный корешок 4. Cубарахноидальное пространство 5. Эпидуральное пространство 6. Мягкая мозговая оболочка 7. Паутинная оболочка 8. Субдуральное пространство 9. Субдуральная перегородка 10. Твердая мозговая оболочка (внутренний слой) 11. Твердая мозговая оболочка (внешний слой) 12. Желтая связка 13. Зубчатая связка 14. Дорсальный корешок нерва 15. Вентральный корешок нерва 16. Ганглии дорсального корешка 17. Спинномозговой нерв

Рис.1.10. Схематичная диаграмма, показывающая уровни, на которых заканчивается эпидуральное пространство, субарахноидальное пространство и спинной мозг. 1.Спинной мозг 2.Мягкая мозговая оболочка 3.Субарахноидальная перегородка 4.Паутинная оболочка 5.Субдуральное пространство 6.Твердая мозговая оболочка 7.Эпидуральное пространство 8.Позвонок 9.Желтая связка 10.Трабекула 11.Субарахноидальное пространство

Между мягкой мозговой и паутинной оболочками проходят многочисленные тонкие трабекулы. Кроме того, там находятся два волокнистых тяжа, которые поддерживают спинной мозг в центральном положении внутри позвоночного канала, а также зубчатая связка и субарахноидальная перегородка. (рис.1.11).

Рис.1.11 1.Задняя медиальная перегородка 2.Передняя медиальная щель 3.Трабекула 4.Субарахноидальное пространство 5.Мягкая мозговая оболочка 6.Паутинная оболочка 7.Субдуральное пространство 8.Твердая мозговая оболочка 9.Пространство для вентрального корешка нерва 10.Пространство для дорсального корешка нерва 11.Зубчатая связка 12.Корешки 13.Субарахноидальная перегородка 14.Нервные волокна, взаимосвязывающие нервные корешки смежных сегментов 15.Вентральный корешок нерва 16.Спинномозговой нерв Т10 17.Ганглии дорсального корешка 18.Дорсальный корешок нерва

Зубчатая связка, которая обнаружена на обеих (передней и задней) сторонах спинного мозга, является продолжением мягкой мозговой оболочкой на передние и задние нервные корешки. Достигая паутинной оболочки, она имеет треугольную проекцию (рис.1.11). Субарахноидальная перегородка соединяется с мягкой мозговой и паутинной оболочками в медиальной плоскости сзади (рис.1.11). Имея ячеистую структуру, она не является окончательно сформированной перегородкой, но может стать частичным барьером для свободного распространения введенных жидкостей, в особенности в грудном отделе.

Все три оболочки спинного мозга также распространяются в стороны, окружая сначала нервные корешки, а затем и смешанные спинномозговые нервы. Таким образом, мягкая мозговая, паутинная и твердая мозговая оболочки формируют эндонервий, перинервий и эпинервий. Субарахноидальное пространство также распространяется в стороны вдоль нервных корешков смешанных нервов на небольшое расстояние (рис.1.14). Эти дуральные манжеты обычно заканчиваются в межпозвонковых отверстиях, но иногда они распространяются на сантиметр или более, вдоль спинномозговых нервов (рис.1.16).

Рис. 1.14.		Рис. 1.16.

Твердая мозговая оболочка (ТМО) представляет собой листок соединительной ткани, состоящей из коллагеновых волокон, ориентированных как поперечно, так и продольно, а также некоторого количества эластических волокон, ориентированных в продольном направлении. (рис. 1.12) На протяжении длительного времени считали, что волокна ТМО имеют преимущественно продольную ориентацию. В связи с этим рекомендовали при пункции субарахноидального пространства ориентировать срез спинальной иглы с режущим кончиком вертикально, чтобы он не пересекал волокна, а как бы их раздвигал. Позднее при помощи электронной микроскопии выявили достаточно беспорядочное расположение волокон ТМО – продольное, поперечное и частично циркулярное. Толщина ТМО вариабельна (от 0,5 до 2 мм) и может отличаться на разных уровнях у одного и того же пациента. Чем толще ТМО, тем выше ее способность к ретракции (стягиванию) дефекта.

Рис.1.12. Электронная микрофотография задней люмбальной твердой мозговой оболочки (цилиндр и плоскость указывают на то, каким образом на образце было сделано тангенциальное продольное сечение). Организация коллагена была очень различной. Направление эластичных волокон (стрелки) плотным на всех участках и плоскостях. С любезного разрешения Dr . B . Raymond Fink

Паутинная оболочка . Паутинная оболочка состоит из расположенных в одной плоскости и перекрывающих друг друга 6-8 слоев плоских эпителиально-подобных клеток, плотно соединенных между собой и имеющих продольную ориентацию. Паутинная оболочка является не просто пассивным резервуаром для СМЖ, она активно участвует в транспорте различных веществ. Недавно было установлено, что в паутинной оболочке вырабатываются метаболические энзимы, которые могут оказывать воздействие на отдельные вещества (например, адреналин) и нейротрансмиттеры (ацетилхолин), имеющие значение для реализации механизмов СА. Активный транспорт веществ через паутинную оболочку осуществляется в области манжет спинномозговых корешков. Здесь происходит одностороннее перемещение веществ из СМЖ в эпидуральное пространство, что увеличивает клиренс введенных в субарахноидальное пространство местных анестетиков. Пластинчатое строение паутинной оболочки способствует ее легкому отделению от твердой мозговой оболочки при спинальной пункции.

Мягкая мозговая оболочка. Мягкая мозговая оболочка вплотную окутывает спинной мозг и его кровеносные сосуды и является продолжением церебральной мягкой мозговой оболочки (рис.1.15). Она состоит из двух слоев. Внутренний слой находится в непосредственном контакте с глиальными клетками и не может быть снят со спинного мозга. Кровеносные сосуды, которые проходят вдоль корешков спинных нервов и спинного мозга находятся четко снаружи и покрыты мягкой мозговой оболочкой. Микроскопически это покрытие распространяется до начала капилляров.

Рис. 1.15. Фотография спинного мозга, покрытого мягкой мозговой оболочкой.

Наилучшей проницаемостью характеризуются препараты с промежуточной способностью растворяться в жирах – лидокаин, бупивакаин.

Объяснением этому является тот факт, что диффузия из эпидурального в субарахноидальное пространство осуществляется непосредственно сквозь клетки паутинной оболочки, поскольку межклеточные связи настолько плотны, что исключают возможность проникновения молекул между клетками. В процессе диффузии препарат должен проникнуть в клетку через двойную липидную мембрану, а затем, еще раз преодолев мембрану, попасть в субарахноидальное пространство. Паутинная оболочка состоит из 6-8 слоев клеток. Таким образом, в процессе диффузии вышеуказанный процесс повторяется 12-16 раз. Препараты с высокой жирорастворимостью термодинамически более стабильны в двойном липидном слое, чем в водном внутри- или внеклеточном пространстве, в связи с этим, им «труднее» покинуть мембрану клетки и переместиться во внеклеточное пространство. Таким образом, замедляется их диффузия сквозь паутинную оболочку. Препараты с плохой растворимостью в жирах имеют противоположную проблему – они стабильны в водной среде, но с трудом проникают в липидную мембрану, что тоже замедляет их диффузию.

Препараты, с промежуточной способностью растворяться в жирах, в наименьшей степени подвержены вышеуказанным водно-липидным взаимодействиям.

Эпидуральное пространство (ЭП)

ЭП является частью спинномозгового канала между его наружной стенкой и твердой мозговой оболочкой, простирается от большого затылочного отверстия до крестцово-копчиковой связки. Твердая оболочка прикрепляется к большому затылочному отверстию, а также к первому и второму шейным позвонкам, в связи с этим растворы, введенные в ЭП, не могут подняться выше этого уровня. ЭП расположено кпереди от пластины, с боков ограничено ножками, а спереди телом позвонка.

ЭП содержит: а) жировую клетчатку, б) спинно-мозговые нервы, выходящие из спинно-мозгового канала через межпозвонковые отверстия, в) кровеносные сосуды, питающие позвонки и спинной мозг. Сосуды ЭП в основном представлены эпидуральными венами, формирующими мощные венозные сплетения с преимущественно продольным расположением сосудов в боковых частях ЭП и множеством анастомотических веточек. ЭП имеет минимальное наполнение в шейном и грудном отделах позвоночника, максимальное – в поясничном отделе, где эпидуральные вены имеют максимальный диаметр.

Передне-задний размер ЭП прогрессивно сужается с поясничного уровня (5-6 мм) к грудному (3-5 мм) и становится минимальным на уровне С 3-6 .

В обычных условиях давление в ЭП имеет отрицательное значение. Наиболее низким оно является в шейном и грудном отделе. Увеличение давления в грудной клетке при кашле, пробе Вальсальвы приводит к повышению давления в ЭП. Введение жидкости в ЭП повышает давление в нем, величина этого повышения зависит от скорости и объема введенного раствора. Параллельно увеличивается давление и в субарахноидальном пространстве.

Давление в ЭП становится положительным в поздних сроках беременности за счет повышения внутрибрюшного давления и расширения эпидуральных вен. Уменьшение объема ЭП способствует более широкому распространению местного анестетика.

Непреложным является факт, что препарат, введенный в ЭП, попадает в СМЖ и спинной мозг.

В настоящее время экспериментально подтвержден лишь один механизм проникновения лекарственных препаратов из ЭП в СМЖ / СМ – диффузия через оболочки спинного мозга (см. выше).

Новые данные по анатомии эпидурального пространства.

Большинство ранних исследований анатомии ЭП были выполнены с помощью введения рентгеноконтрастных растворов или при аутопсии. Во всех этих случаях исследователи сталкивались с искажением нормальных анатомических соотношений, обусловленных смещением компонентов ЭП относительно друг друга. Интересные данные были получены в последние годы при помощи компьютерной томографии и эпидуроскопической техники, позволяющей изучать функциональную анатомию ЭП в непосредственной связи с техникой эпидуральной анестезии. Например, при помощи компьютерной томографии было подтверждено, что спинальный канал выше поясничного отдела имеет овальную форму, а в нижних сегментах - треугольную

С помощью 0,7 мм эндоскопа, введенного через иглу Туохи 16 G , было установлено, что объем эпидурального пространства увеличивается при глубоком дыхании, что может облегчить его катетеризацию ( Igarashi ,1999). По данным КТ, жировая ткань преимущественно сконцентрирована под желтой связкой и в области межпозвонковых отверстий. Жировая клетчатка практически полностью отсутствует на уровнях С7 -Тh 1 , при этом твердая оболочка непосредственно соприкасается с желтой связкой. Эпидуральный жир скомпонован в ячейки, покрытые тонкой мембраной. На уровне грудных сегментов жир фиксирован к стенке канала только по задней средней линии, а в ряде случаев рыхло прикрепляется к твердой оболочке. Это наблюдение может частично объяснить случаи асимметрического распределения растворов МА.

При отсутствии дегенеративных заболеваний позвоночника, межпозвонковые отверстия обычно открыты, независимо от возраста, что позволяет введенным растворам свободно покидать ЭП.

При помощи магнитно-резонансной томографии были получены новые данные об анатомии каудальной (сакральной) части ЭП. Расчеты, выполненные на костном скелете, свидетельствовали о том, что его средний объем составляет 30 мл (12-65 мл). Исследования, выполненные с применением МРТ, позволили учесть объем ткани, заполняющей каудальное пространство, и установить, что его истинный объем не превышает 14,4 мл (9,5-26,6 мл) ( Crighton ,1997). В той же работе было подтверждено, что дуральный мешок заканчивается на уровне средней трети сегмента S 2 .

Воспалительные заболевания и ранее перенесенные операции искажают нормальную анатомию эпидурального пространства.  

Субдуральное пространство

С внутренней стороны к твердой мозговой оболочке очень близко прилежит паутинная оболочка, которая, тем не менее, с ней не соединяется. Пространство, образуемое этими оболочками, называют субдуральным. Термин «субдуральная анестезия» является некорректным и не идентичным термину «субарахноидальная анестезия». Случайное введение анестетика между паутинной и твердой мозговой оболочкой может явиться причиной неадекватной спинальной анестезии.

Субарахноидальное пространство

Начинается от большого затылочного отверстия (где переходит в интракраниальное субарахноидальное пространство) и продолжается приблизительно до уровня второго крестцового сегмента, ограничивается паутинной и мягкой мозговой оболочками. Оно включает в себя спинной мозг, спинно-мозговые корешки и спинно-мозговую жидкость.

Внутри спинального канала располагаются спинной мозг и конский хвост, спинно-мозговая жидкость (СМЖ), а также кровеносные сосуды, питающие спинной мозг (СМ). Окончание СМ ( conus medullaris ) находится на уровне L1 - 2 . Ниже конуса СМ трансформируется в пучок нервных корешков (конский хвост), свободно «плавающих» в СМЖ в пределах дурального мешка. В настоящее время рекомендуется осуществлять пункцию субарахноидального пространства в межпозвонковом промежутке L3-4 , чтобы снизить до минимума вероятность травмы иглой СМ. Корешки конского хвоста достаточно мобильны и опасность их травмирования иглой крайне мала.