Department of Orthopaedics, University of Aberdeen, UK és Debreceni Orvostudományi Egyetem, Ortopédiai Klinika közleménye
A lumbalis gerinccsatorna mérete és alakja Morphometriai tanulmány II. Érkezett: 1994. november 24.
DR. PAPP TIBOR, DR. RICHARD W. PORTER, DR. SZEPESI KÁLMÁN
Ö SSZEFOGLALÁS Csontvázak lumbalis csigolyái centralis csatornáinak fényképein végeztek méréseket számítógépes képanalízis segítségével. A gerinccsatorna tágasságát leírja a sagittalis átmérô, interpeduncularis átmérô, terület és kerület; az alakot jellemzi a cirkularitás és a centroid helye. Mind a méretet, mind az alakot tekintve jelentôsek voltak az individualis különbségek. A csatorna tágasságában, az egész populációt tekintve, a felnôttkor során szignifikáns változás nem következett be. Proximaltól distal felé haladva az alak fokozatosan dóm formából háromszög alakúvá válik. L5-nél a cirkularitás szignifikánsan csökkent az életen át, a proximálisabb szinteken jelentôs változás az alakban, a felnôttkor során nem következett be. T. Papp, R. W. Porter, K. Szepesi: The size and shape of the lumbar vertebral canal. A morphometric study II Central canals of lumbar vertebrae from skeletal material were measured with computerized image analysis. The capacity of the spinal canal is described by the sagittal diameter, interpeduncular diameter, area and perimeter; the shape is characterized by the circularity and the situation of the centroid. Individual variations were considerable in both size and shape. Regarding the whole of the population there was no significant change in the capacity of the canal throughout the adult life. From proximal to distal the shape gradually changed from dome to triangle. At L5 the circularity significantly decreased throughout life whereas at the proximal levels there was no significant alteration in adulthood.
B EVEZETÉS A derékfájás a betegség miatt kihagyott munkanapok okai között elôkelô helyen áll a fejlett ipari országokban. A gerinccsatorna méretének változása a derékfájás jelentôs etiologiai tényezôje, melynek vizsgálatára nagyszámú tanulmány született az elmúlt évtizedekben (1, 3, 8, 9, 12). A csatorna tágasságának megítélésére számos technikát dolgoztak ki, ami a pontos mérés nehézségeinek a legbiztosabb jele. Verbiest mûtét közben ún. stenosimeterrel végzett méréseket, mely a lágyszövetek jelenléte miatt gyakran pontatlan volt (14). Eisenstein (2), Larsen és Smith (7), Thompson és Jones (4) a vizsgálatokhoz natív röntgenfelvételeket használtak, de ezen módszereket nem mindig könnyû alkalmazni, továbbá a csatorna dorsalis oldala a caudalisabb szinteken gyakran nem pontosan meghatározható. Kornberg és Rechtine CT metszeteken mérte a csatorna átmérôit (6); ezen adatok értékelése a metszetek helyzetének bizonytalansága miatt szintén nehézségekbe ütközik. A lumbalis gerinccsatorna alakjának korral bekövetkezô változását pontos, megismételhetô technikával mindezidáig még senki nem vizsgálta. A jelen tanulmány célja a lumbalis gerinccsatorna tágassága és alakja változásának pontos módszerrel történô quantitatív vizsgálata az életkor függvényében.
Magyar Traumatológia, Ortopédia, Kézsebészet, Plasztikai Sebészet 1996. 2.
151
A NYAG
ÉS MÓDSZER
Anyagunk az 1646 és 1852 közötti idôszakból származó 101 felnôtt csontvázat tartalmazott, a London-i Természettudományi Múzeum archeologiai gyûjteményébôl. Ebbôl 57 volt nô, 44 férfi. Az egyedek életkora 16–70 éves korig terjedt. A populáció életérôl kiváló dokumentáció maradt fenn, mely szerint az egyedek a foglalkozások legszélesebb skáláját reprezentálták, így a bizonyos szakmákkal kapcsolatos esetleges gerincelváltozások statisztikai súlya, az egész populációt tekintve elhanyagolható. Speciális fényképezési módszerrel nagyításmentes, sziluett képek készültek a lumbalis csigolyákról (11). A fényképek a centralis csatorna legszûkebb keresztmetszetét mutatták, ami a laminák tetôcserépszerû elhelyezkedése miatt a csigolyák cranialis-szintjénél található. A csigolyák képeit számítógép analizálta, mely a csatornák méretét 0.01 mm-es pontossággal határozta meg. A csatorna tágasságát négy adattal jellemeztük: sagittalis átmérô, interpeduncularis átmérô, keresztmetszeti terület és kerület. Az alakot matematikailag értékelte a cirkularitás és a centroid helye. A cirkularitás megmutatja, hogy egy adott alak milyen mértékben közelíti a kört. A centroid egy adott tárgy geometriai középpontja, amelynél fogva, ha a tárgyat felfüggesztenénk, az egyensúlyban lenne (1. ábra).
1. ábra. A csatorna alakját quantitative méri a cirkularitás és a centroid helye
Az eredmények értékelése standard statisztikai számításokkal történt, lineáris regresszió, t-teszt és Mann-Whitney teszt segítségével.
E REDMÉNYEK A sagittalis síkban a lumbalis gerinccsatorna egy csigolyán belül is változó tágasságú. A lumbalis csigolyák cranialis szintjében a lamina benyomul a csatornába, leszûkítve annak proximalis bemenetét. Caudal felé a sagittalis átmérô nô; a csigolya distalis bemenete átlagosan 5 mm-rel nagyobb a középvonalban, mint a proximalis. A lamina obliquitasa nagy variabilitást mutat. A sagittalis átmérô L1-tôl L4-ig fokozatosan csökkent, majd L5-nél növekedett. Azokban az esetekben, ahol a csatorna átlagos átmérôje a 10. percentilis (14.05) alá esett, 152
Magyar Traumatológia, Ortopédia, Kézsebészet, Plasztikai Sebészet 1996. 2.
kevés kivétellel az L4-es csigolya átmérôje volt a legkisebb. A kivételek az L3-as és az L5-ös szinteken voltak. A legszûkebb csatorna 10.51, a legtágasabb 20.71 mm átmérôjû volt. A csigolyatest dorsalisan, a két véglemez között elôre konkáv. A konkavitás a pedunculusok distalis harmadának magasságában a legkifejezettebb.
2. ábra. 33 éves férfi lumbalis csigolyáinak sziluett képei. Cranio-caudalis irányban a csatorna formája egyre határozottabb háromszög alakot vesz fel
A coronalis síkban az interpeduncularis átmérô L1–L4-ig meglehetôsen állandó volt, L5-nél nôtt. A tágasság 17.36–30.33 mm-ig terjedt. A keresztmetszeti terület L1–L4-ig csökkent, majd L5-nél növekedett. Az alsó határ 116.03, a felsô 323,58 mm²-nél volt. A csatorna kerület L1–L4-ig konstans volt, L5-nél nôtt. A minimum 42.22 mm, a maximum 93,66 mm volt. Az egyéni különbségek, a mért adatokban L5-nél voltak a legnagyobbak. A 3. ábra mutatja a méretek 10. és 90. percentilisét. 16 éves kor fölött, az elôbb említett méretek közül egyikben sem következett be szignifikáns változás, azaz a tágasság a felnôttkor során lényegesen nem változott az egész populációt tekintve. A nôk és férfiak méretei között a sagittalis átmérôben, területben és kerületben nem volt szignifikáns különbség (p>0.05), az interpeduncularis átmérô enyhén nagyobb volt a férfiakban (p=0.084); ez alátámasztja azt a megállapítást, miszerint a lumbalis csatorna relaMagyar Traumatológia, Ortopédia, Kézsebészet, Plasztikai Sebészet 1996. 2.
153
tíve korán érik, korai gyermekkorban, mikor a két nem méretbeli különbözôségei még nem mutatkoznak. A csigolyatest, mely felnôttkorig nô, fériakban szélesebb transverzálisan, ezzel nagyobb mértékben távolítja el egymástól a pedunculusokat. Az I. táblázat mutatja a lumbalis csatorna dimenzióinak átlagértékeit, szintekre lebontva.
3. ábra. A lumbalis csigolyák méreteinek átlagértékei, 90. és 10 percentilisei.
Táblázat
Sagittalis
L1
L2
L3
L4
L5
15,38
14,67
14,22
13,94
15,23
Interpeduncularis
21,01
21,29
20,41
21,34
24,75
Terület
226,87
221,73
203,52
201,55
231,01
Kerület
61,88
62,20
61,75
62,24
70,25
Cirkularitás
0,75
0,69
0,68
0,65
0,62
Centroid
56,62
56,56
56,31
52,56
51,91
A csatorna alakjának változását leginkább a cirkularitas írja le. A proximalis négy lumbalis szint csatornájának cirkularitása lényegesen nem változott felnôttkorban, L5-nél azonban erôsen szignifikáns, fokozatos csökkenés volt észlelhetô (p<0.001). A születéskor csaknem kör alakú lumbalis csatorna felnôttkorra nagyjából háromszög alakúvá válik, caudal felé haladva egyre hangsúlyozottabban. Az L5-nél jelentkezô további csökkenés a degeneratív folyamatok miatt bekövetkezô fokozódó irregularitásnak köszönhetô. A centroid egy szimmetrikus csatornában a sagittalis síkban foglal helyet. Ha a csatorna formája megváltozik a centroid helye is változik. 154
Magyar Traumatológia, Ortopédia, Kézsebészet, Plasztikai Sebészet 1996. 2.
A csatorna alakja a proximalis négy szinten, mint azt korábban láthattuk, 16 éves kor fölött lényegesen nem változott. Az L5-nél bekövetkezô alakváltozás felnôttkorban meglehetôsen szabálytalan, ezért a centroid helye ezen a szinten sem változott szignifikánsan az élet során. Proximaltól distal felé haladva azonban a centroid közeledett a csigolyatesthez, ami az oldalak fokozódó betüremkedésének az eredménye (p<0.05).
M EGBESZÉLÉS Az eredményekbôl látható, hogy a lumbalis gerinccsatorna cranio-caudalis irányban mind tágasságban, mind alakban nagyjából állandó változást mutat. A proximalisan dóm formájú csatorna distal felé egyre sekélyebbé válik, háromszög alakot vesz fel (2. ábra). A forma fokozódó mértékben eltér a körtôl, az oldalak a középsíkhoz közelebb húzódnak, L5-nél gyakran beboltosulnak a csatorna felé. A legkisebb keresztmetszettel rendelkezô csatornákra jellemzô, hogy méretük elsôsorban a sagittalis átmérôben csökkent. Következésképp, stenosis kialakulásában a sagittalis síkban bekövetkezô csökkenés a legfontosabb tényezô. Az idôskorban bekövetkezô degeneratív elváltozások szignifikánsan nem csökkentik a centrális csatorna méretét, sokkal inkább a foramen interverteb ralék tágasságát. A centralis stenosis kialakulásában tehát fejlôdési faktorok játszanak meghatározó szerepet (13), bár osteophyták, vagy a kisízületek hypertrophiája is elôsegítô tényezôk lehetnek. A gerinccsatorna egyik fô feladata, hogy körbevegye és védje a gerincvelôt, distalisan a cauda equinát. Anatómiából ismeretes, hogy felnôttben a conus medullaris Th12–L1-nél helyezkedik el. Needles amerikai négerekben azt találta, hogy a gerincvelô ennél caudalisabban ér véget, és ezeken a szinteken a csatorna oválisabb formájú, mint fehéreken (10). Ez a lelet azt a feltevést támasztja alá, miszerint a csatorna mérete a gerincvelô által nagyban meghatározott lenne. Kobayashi és Hashi azonban olyan gyermekeket vizsgálva közölt eredményeket, akiken két éves koruk elôtt, hydrocephalus miatt, ventriculo-peritonealis shunt mûtétet hajtottak végre. Ezen gyermekekben krónikus, alacsony intracranialis nyomás alakult ki, a koponya suturák korai elcsontosodásával.Ezekben az esetekben a cervicalis gerinccsatorna sagittalis és interpeduncularis átmérôje jelentôsen kisebb volt, mint a normál gyermekekben (5). A csatorna teljes nagyságának kialakulásához tehát az agy-gerincvelôi folyadék kritikus nyomására van szükség. A gerinccsatorna méretének variációi nagy klinikai jelentôséggel bírnak; az idegképletek rendelkezésére álló tér fontos tényezô. A csatorna tágassága jelentôs szerepet tölt be a stenosis szerzett formáiban: pl. intervertebralis porckorong elôtüremkedése, a ligamentum flavum megvastagodása, vagy csontos szûkület: degeneratív osteophyták esetében. Ilyenkor egy tágas gerinccsatorna határozott elônyt jelent.
I RODALOM 1. Clark, G. A., Panjabi, M. M., Wetzel, F. T.: Can infant malnutrition cause adult vertebral stenosis? Spine. 10: 165–170. 1984. – 2. Eisenstein, S.: Morphometry and pathological anatomy of the lumbar spine in South African negroes and Caucasoids with specific reference to spinal stenosis. J. Bone Joint Surg. 59-B: 173–180. 1977. – 3. Epstein, J. A., Epstein, B. S., Lavine, L.: Nerve root compression associated with narrowing of the lumbar spinal canal. J. Neurol. Neurosurg. Psychiat. 25: 165–176. 1962. – 4. Jones, R. A., Thompson, J.: The narrow lumbar canal. J. Bone Joint Surg. 50-B: 595–605, 1968. – 5. Kobayashi, A., Hashi, K.: Secondary spinal canal stenosis associated with long term ventriculoperitoneal shunting. J. Neurosurg. 59: 854–860, 1983. – 6. Kornberg, M., Rechtine, G. R.: Quantitative assessment of the fifth lumbar spinal canal by computed tomography in symptomatic L4–L5 Disc Disease. Spine. 10: 328–330, 1985. – 7. Larsen, J. L., Smith, D.: The lumbar spinal canal in children. Magyar Traumatológia, Ortopédia, Kézsebészet, Plasztikai Sebészet 1996. 2. 155
Europ. J. Radiol. 1: 163–170, 1981. – 8. Marklund, T.: Relative width of the lower spinal canal in children. Acta Radiologica Diagnosis. 23: 313–321, 1982. – 9. Naylor, A.: Factors in the development of the spinal stenosis syndrome. J. Bone Joint Surg. 61-B: 306–309, 1979. – 10. Needles, J. H.: The caudal level of termination of the spinal cord in American whites and American negroes. Anatom. Records. 63: 417–424, 1935. – 11. Porter, R. W., Pavitt, D.: The vertebral canal: I. Nutrition and development, an archaeological study. Spine. 12: 901–906, 1987. – 12. Postacchini, F., Massobrio, M., Ferro, L.: Familial lumbar stenosis. J. Bone Joint Surg. 67-A: 321–323, 1985. – 13. Verbiest, H.: A radicular syndrome from developmental narrowing of the lumbar vertebral canal. J. Bone Joint Surg. 36-B: 230–237, 1954. – 14. Verbiest, H.: Further experiences on the pathological influence of a developmental narrowness of the bony lumbar vertebral canal. J. Bone Joint Surg. 37-B, 576–583, 1955.
Dr. Papp Tibor Debreceni Orvostudományi Egyetem 4012 Debrecen, Nagyerdei krt. 98.
156
Magyar Traumatológia, Ortopédia, Kézsebészet, Plasztikai Sebészet 1996. 2.
