Benen
Lumbakotorna, som är numrerade L1-L5, har en vertikal höjd som är mindre än den horisontella diametern. De består av följande tre funktionella delar:
-
Kotkroppen, utformad för att bära vikt
-
Kotbågen (neuralbågen), utformad för att skydda de neurala elementen
-
Knogelfästena (ryggmärgs- och tvärgående), som fungerar för att öka effektiviteten i muskelarbetet
De lumbala kotkropparna skiljer sig från bröstkotkropparna genom avsaknaden av revbensfacetter. De lumbala kotkropparna (vertebrae) är de tyngsta komponenterna, som är förbundna med varandra genom de intervertebrala skivorna. Kotkroppens storlek ökar från L1 till L5, vilket är ett tecken på den ökande belastningen som varje nedre ländkotpelare absorberar. Noterbart är att L5-kotan har den tyngsta kroppen, den minsta ryggmärgsprotesen och den tjockaste tvärprotesen.
Den intervertebrala skivytan på en vuxen kotan innehåller en ring av kortikalt ben i periferin som benämns den epifysiska ringen. Denna ring fungerar som en tillväxtzon hos unga medan den förankrar infästningen av de ringformiga fibrerna hos vuxna. En hyalint broskplatta ligger inom gränserna för denna epifysiska ring.
Varje kotbåge består av 2 pediklar, 2 lameller och 7 olika benprocesser (1 spinal, 4 artikulära, 2 tvärgående) (se följande bild), som är sammanfogade med hjälp av facettleder och ligament.
Pedikeln, som är stark och riktad bakåt, förenar bågen med den posterolaterala kroppen. Den är förankrad i den cefala delen av kroppen och fungerar som ett skyddande hölje för cauda equina-innehållet. Konkaviteterna i pedikelens cefalad- och kaudala ytor benämns vertebral notch.
Under varje ländkotpel finns ett par intervertebrala (neurala) foramina med samma sifferbeteckningar, så att L1 neural foramina ligger strax under L1-kotpelaren. Varje foramen avgränsas över- och underifrån av pedikeln, främre av den intervertebrala skivan och kotkroppen och bakre av facettlederna. Genom varje foramen passerar en spinalnerverot med samma nummer, recurrent meningealnerver och radikulära blodkärl. Fem lumbala spinalnerverötter finns på varje sida.
De breda och starka lamellerna är de plattor som sträcker sig posteromedialt från pedikeln. De avlånga formade ryggmärgsproteserna är riktade bakåt från föreningen av laminae.
De 2 överordnade (riktade posteromedialt) och underordnade (riktade anterolateralt) ledprocesserna, märkta SAP respektive IAP, sträcker sig kranialt respektive kaudalt från den punkt där pediklerna och laminae förenas. Facettlederna eller zygapofyselederna ligger i ett parasagittalplan. När de ses i en sned projektion ser konturerna av facetter och pars interarticularis ut som nacken på en Scottie-hund (se bilden nedan).
Mellan de övre och undre ledprocesserna skjuter 2 tvärprocesser ut lateralt som är långa, smala och starka. De har en övre tuberkel vid sammanfogningen med den övre ledprocessen (mammillär process) och en nedre tuberkel vid processens bas (accessorisk process). Dessa beniga utbuktningar är platser för infästningar av djupa ryggmuskler.
Lumbala ryggraden har en främre, mellersta och bakre pelare som är relevant för frakturer i ländryggen (se följande bilder).
Lumbala kotleder
Kotpelarens rörlighet tillhandahålls av symphyselederna mellan kotkropparna, som bildas av ett lager hyalint brosk på varje kotkropp och en intervertebralskiva mellan lagren.
De synoviala lederna mellan de övre och undre ledprocesserna på intilliggande kotor benämns facettlederna (även kallade zygapofysiska leder eller Z-ledar). De möjliggör enkla glidande rörelser. Rörelsen i ländryggen är i stort sett begränsad till flexion och extension med en mindre grad av rotation (se bilden nedan). Regionen mellan den övre ledprocessen och lamina är pars interarticularis. En spondylolys uppstår om ossifiering av pars interarticularis uteblir.
Lumbala mellanskivor
Skivorna utgör den huvudsakliga förbindelsen mellan kotorna. De bär belastning vid axial kompression och möjliggör rörelse mellan kotorna. Deras storlek varierar beroende på de intilliggande kotornas storlek och omfattar ungefär en fjärdedel av kotpelarens längd.
Varje skiva består av nucleus pulposus, en central men något bakre slemmig substans som är inbäddad i retikulära och kollagena fibrer, som är omgiven av annulus fibrosus, en fibrokartilaginös lamina. Annulus fibrosus kan delas in i de yttersta, mellersta och innersta fibrerna. De främre fibrerna förstärks av det kraftiga främre longitudinella ligamentet (ALL). Det posteriora longitudinalligamentet (PLL) ger endast en svag förstärkning av mittlinjen, särskilt vid L4-5 och L5-S1, eftersom det är en smal struktur som är fäst vid annulus. Ringens främre och mellersta fibrer är mest talrika framifrån och lateralt men bristfälliga bakifrån, där de flesta fibrerna är fästa vid broskplattan. (Se följande bild.)
De ringformiga fibrerna är fast fästa vid kotkropparna och är ordnade i lameller. Detta ringformiga arrangemang möjliggör begränsning av vertebrala rörelser, förstärkt av investerande ligament.
Lumbala vertebrala ligament
ALL täcker de ventrala ytorna på lumbala vertebrala kroppar och diskar. Det är intimt knutet till de främre ringformiga diskfibrerna och breddas när det går nedåt i kotpelaren. ALL upprätthåller ledernas stabilitet och begränsar extensionen.
PLL är belägen i kotkanalen över den bakre ytan av kotkropparna och kotskivorna. Det fungerar för att begränsa böjningen av kotpelaren, utom vid den nedre L-ryggen, där det är smalt och svagt.
Det supraspinösa ligamentet förenar spetsarna av ryggmärgsproteserna på intilliggande kotor från L1-L3. Det interspinösa ligamentet förbinder de spinösa processerna, från rot till topp av intilliggande processer. De beskrivs ibland tillsammans som det interspinösa/supraspinösa ligamentkomplexet och står svagt emot ryggradsseparation och flexion.
Ligamentum flavum (LF) överbryggar det interlaminära intervallet, fäster vid det interspinösa ligamentet medialt och facettkapseln lateralt, och bildar den bakre väggen i kotkanalen. Det har ett brett fäste på undersidan av den övre lamina och infogar sig på den främre kanten av den undre lamina. Normalt är ligamentet spänt och sträcker sig vid flexion och drar ihop sina elastinfibrer vid neutral eller extension. Det upprätthåller en konstant spänning i disken.
Det intertransversa ligamentet förenar tvärprocesserna på intilliggande kotor och motstår böjning av bålen i sidled.
Det iliolumbala ligamentet utgår från spetsen av L5:s tvärprocess och ansluter sig till den bakre delen av den inre läppen på iliakalkammen. Det hjälper det laterala lumbosakrala ligamentet och de ligament som nämns ovan att stabilisera den lumbosakrala leden (se följande bilder).
Muskulatur i ländryggen
Fyra funktionella muskelgrupper styr ländryggen och kan delas in i extensorer, flexorer, lateralflexorer och rotatorer. Synergistisk muskelverkan från både vänster och höger sidans muskelgrupper existerar under flexion och extension av L-ryggen. (Se bilden nedan.)
Extensorer
Extensormusklerna är ordnade i tre lager. Den största gruppen av inneboende ryggmuskler och primära extensorer är erector spinae (eller sacrospinalis). I den nedre L-ryggen framstår erector spinae som en enda muskel. Vid den övre delen av ländryggen delar den sig i tre vertikala muskelkolumner (iliocostalis, longissimus, spinalis). De ligger posterolateralt i förhållande till kotpelaren och har ett gemensamt ursprung från en tjock sena som är fäst vid korsbenet, de lumbala ryggmärgsprofilerna och iliakalkammen. Iliocostalis är den mest laterala och spinalis (den minsta muskeln) är den mest mediala. Longissimus (den största muskeln) ansluter sig till skallbasen, medan iliocostalis ansluter sig till revbenens vinklar och de nedre halskotornas tvärprocesser. När dessa muskler stiger uppåt i kotpelaren delar de sig regionalt beroende på var muskeln fäster överst.
En treskiktad fascikulerad muskel, den transversospinala muskelgruppen, ligger djupt ner till erector spinae och har sitt ursprung på de mamillära processerna i ländryggen. I korsbenet har den sitt ursprung i det laminära området precis medial till de bakre sakrala foramina, från senornas ursprung på erector spinae och den mediala ytan av den bakre övre iliakala ryggraden (PSIS). Varje fascikel är riktad superomedialt mot den nedre och mediala marginalen av lamina och intilliggande processus spinalis. Det ytliga lagret fäster från 3-4 nivåer ovanför, det intermediära lagret fäster 2 nivåer ovanför och det djupa lagret fäster 1 nivå ovanför. Den transversospinala muskelgruppen fungerar både som en L-ryggenextensor och en rotator.
En mängd små, segmentella muskler utgör det djupaste lagret av de lumbala extensorerna. De kan delas in i 2 grupper, som båda är innerverade av ryggmärgsnervernas dorsala rami. Levatores costarum förekommer vanligtvis inte i ländryggen. Den andra gruppen innehåller interspinales och intertransversarii. Interspinales består av korta fascikler som är fästade mellan ryggmärgsprofilerna på angränsande ryggkotor. Intertransversarii består av 2-3 muskelband som passerar mellan intilliggande tvärprocesser. De är posturala stabilisatorer och ökar effektiviteten av större muskelgruppers verkan.
Flexorer framåt
Flexorer i L-ryggen delas in i en iliothoracal (extrinsisk) grupp och en femorospinal (intrinsisk) grupp. Den iliothorakala gruppen består av bukväggsmusklerna: rectus abdominis, yttre abdominell oblique, inre abdominell obliquus och transversus abdominis. Den femorospinala gruppen består av musklerna psoas major och iliacus. Psoas major har sitt ursprung i flera områden: den främre ytan och den nedre kanten av tvärprocesserna i L1-L5, från kropparna och skivorna i T12-L5. Den sätter sig på lårbenets lilla trochanter och är innerverad av direkta fibrer från plexus lumbalis (L1-L3). Dess primära verkan är höft- och bålflexion.
Lateralflexorer
En verklig lateralflexion är normalt en kombination av sidoböjning och rotation. Normalt åstadkoms sidoböjning genom ipsilateral kontraktion av de oblika och transversus bukmusklerna och quadratus lumborum. Av dessa är det endast unilateral kontraktion av quadratus lumborum som kan åstadkomma ren lateral böjning och höjning av ilium, medan bilateral kontraktion åstadkommer en viss lumbala extension. Quadratus lumborum är fäst nedanför det iliolumbala ligamentet och vid den intilliggande delen av iliac crest ovanför den nedre främre ytan av det 12:e revbenet och vid topparna av tvärprocesserna L1-4.
Rotatorer
Rotation av ländryggen åstadkoms genom ensidig kontraktion av muskler som följer en sned dragriktning; ju snedare förloppet är, desto viktigare är den rotationsmässiga effekten. De flesta extensorer och laterala flexorer följer ett snett förlopp och åstadkommer rotation när deras primära komponent har neutraliserats av antagonistiska muskelgrupper.
Muskelgruppen transversospinal, som innerveras av ryggmärgsnervernas dorsalrami, ligger djupt ner i förhållande till muskeln erector spinae och löper snett (superomedialt) från tvärprocesserna till spinalprocesserna. Som grupp verkar de för att förlänga kotpelaren. Men när de dras ihop ensidigt får de bålen att rotera i motsatt riktning. De delas in i tre grupper: musklerna semispinalis, multifidus och rotatores lumborum. Rotatores lumborum är små, oregelbundna och variabla muskler som förbinder den superoposteriora delen av den nedre kotans tvärprocess med den inferolaterala gränsen av kotans lamina ovanför.
Lumbala ryggradens kärlsystem
Arterier
Lumbala kotorna kontaktas anterolateralt av parvisa lumbala artärer som utgår från aortan, mittemot kropparna av L1-L4. Varje par passerar anterolateralt runt kotkroppens sida till en position omedelbart lateral till intervertebralkanalen och leder till olika grenar. De periostala och ekvatoriella grenarna försörjer kotkropparna. Spinalförgreningar av lumbala artärer går in i den intervertebrala foramen på varje nivå. De delar sig i mindre främre och bakre grenar som går till kotkroppen respektive kombinationen av kotbåge, hjärnhinnor och ryggmärg.
Dessa artärer ger upphov till uppåtgående och nedåtgående grenar som anastomoserar med ryggmärgsgrenarna på intilliggande nivåer. Näringsartärer från den främre vertebralkanalen går framåt och försörjer större delen av den röda märgen i den centrala vertebralkroppen. De större grenarna av ryggmärgsgrenarna fortsätter som radikulära eller segmentella medullära artärer, som fördelas till nervrötterna respektive ryggmärgen.
Upp till 8 års ålder har de intervertebrala diskarna en god blodförsörjning. Därefter är deras näring beroende av diffusion av vävnadsvätskor via två vägar: (1) det dubbelriktade flödet från kotkroppen till skivan och vice versa och (2) diffusionen genom annulus från blodkärl på dess yta. Som vuxna är diskarna i allmänhet avaskulära strukturer, utom i deras periferi.
Venösa
Den venösa dräneringen är parallell med den arteriella tillförseln. Venösa plexus bildas av vener längs kotpelaren både innanför och utanför kotkanalen (interna/epidurala och externa vertebrala venösa plexus). Båda plexusen är sparsamma lateralt men täta anterior och posterioralt. De stora basivertebrala venerna bildas inom kotkropparna, kommer ut ur foramen på kotkropparnas bakre ytor och rinner ut i de inre vertebrala venösa plexusen, som kan bilda stora longitudinella sinus. De intervertebrala venerna anastomoserar med vener från ryggmärgen och venösa plexus när de följer med ryggmärgsnerverna genom foramen för att rinna ut i de lumbala segmentala venerna.
Vertebralkanalen
Den tubulära vertebralkanalen innehåller ryggmärgen, dess hjärnhinnor, spinalnerverna och blodkärlen som försörjer ryggmärgen, hjärnhinnorna, kotor, leder, muskler och ligament. Både potentiella och verkliga utrymmen finns mellan ryggmärgen, hjärnhinnorna och de osseoligamentösa kanalväggarna. Kanalen är innesluten i sin pelare och bildas av de kotpelars foramen som ligger bredvid varandra och är uppradade i serie. Kotkropparna och diskarna utgör den främre väggen (med PLL draperad över den), medan laminae och ligamentum flavum avgränsar kanalen bakåt. Lateralt går ryggmärgsnerver och kärl genom det intervertebrala foramen.
Hjärnhinnor och relaterade utrymmen
Hjärnhinnorna består av tre lager: pia, arachnoid och dura mater. Tillsammans förstärker de skyddet av ryggmärgen och rötterna. Dura är det ytligaste men motståndskraftigaste lagret. Pia och arachnoid, som tillsammans kallas leptomeninges, är sköra. Ryggmärgen, rötterna och nervrötterna är tätt omslutna av pia. Dura och arachnoid bildar tillsammans ett löst hölje (kallat dural/thecal sac) runt dessa strukturer, som skiljs från kanalväggarna av det epidurala utrymmet.
Spinal dura mater
Dura består av sega, längsgående, kollagenfiberbuntar som är sammanvävda med cirkulära elastiska fibrer. Den yttre ytan är grov och smälter samman med lös bindväv i epiduralrummet. Den inre ytan, som vetter mot det subdurala utrymmet, är slät och täckt av ett lager mesothelium. Inferiört slutar durasäcken vid sacralkanalen, vanligen vid S2-S3 (ibland S1).
Dura fortsätter kaudalt som en fibrös tråd som benämns filum terminale externum eller coccygealligamentet, som smälter samman med PLL över coccyx. Durasäcken sänder ärmliknande projektioner in i den intervertebrala foramen, där dura smälter samman med ryggmärgsnervernas epineurium. Bindvävssläpp i foramen förankrar duralhylsorna så att de kan skydda de spinala nervrötterna från att bli utsträckta vid rörelser i L-ryggen. Förutom dessa fästanordningar är duran på vissa ställen fäst vid PLL.
Epiduralrummet
Det epidurala (peridurala/extradurala) utrymmet slutar inferiört vid den sakrala hiatusen, där det försluts av de bakre sakrokokoccygeala ligamenten. Nervrötterna genomkorsar utrymmet när de sträcker sig in i den intervertebrala foramen. Hela utrymmet upptas av lös bindväv med varierande fetthalt, som ger stoppning runt duralsäcken och ryggmärgen och fungerar som en form för att hålla det tunna inre vertebrala plexus av vener öppet. Det vertebrala venösa plexuset är inbäddat i den epidurala lösa bindväven och överför ibland stora mängder blod.
Leptomeninges
Pia och arachnoid är ömtåliga membran som består av lös bindväv och som är åtskilda från varandra genom subarachnoidalrummet. Ett lager av mesothelium täcker alla leptomeningeala ytor som badar i cerebrospinalvätska (CSF).
Arachnoid mater bekläder hela duralsäcken och sträcker sig in i duralärmarna. Den sänder också trabekler över subarachnoidalrummet till pia, vilket underlättar CSF-blandningen. Längs den bakre mittlinjen bildar trabeklerna ett väldefinierat subaraknoidseptum. Inferiört linjerar den duralsäcken i sakralkanalen och slutar vid avslutning av säcken på S2-kotnivå.
Pia mater ger stöd åt kärlsystemet och nerverna i subarachnoidalrummet. Den fäster intimt vid ryggmärgen. Pia mater bildar ett separat hölje för varje nervrot och rot så långt lateralt som foramen och smälter samman med epineurium. Caudalt fortsätter pia som det tunna filum terminale internum. Efter att ha nått den nedre änden av duralsäcken blir filum inkapslat i filum terminale externum och fortsätter till coccyx.
Subarachnoidalrummet
Det spinala subarachnoidalrummet är rymligt i ländryggen, och under L2-nivån benämns det som den lumbala cisternen. Dess CSF-innehåll (20-35 ml) utgör endast en bråkdel av den totala CSF-volymen (120-150 ml). Den nedre tredjedelen av araknoidsäcken innehåller endast filum terminale internum och cauda equina, som innehåller lumbala, sakrala och coccygeala nervrötter som hänger som en hästsvans bildar den nedre delen av ryggmärgen (conus medullaris) när de lämnar kotkanalen under den nedre tredjedelen av araknoidsäcken.
Ryggmärg
Ovanpå hjärnan är ryggmärgen en av de 2 anatomiska komponenterna i det centrala nervsystemet (CNS). Det är det viktigaste reflexcentret och ledningsbanan mellan hjärnan och kroppen. Som tidigare nämnts slutar ryggmärgen normalt som conus medullaris i den lumbala ryggmärgskanalen vid den nedre kanten av L2-kotan, även om variabilitet av den mest kaudala förlängningen finns (se följande bild).
I en kadaverstudie av 129 kadaverprover slutade ryggmärgen vid L2 hos 60 %, L1 hos 30 % och L3 hos 10 % av proverna. Olika tillväxthastigheter i ryggmärgen och kotkanalen är orsaken till dessa skillnader. Undantag omfattar även patienter med medfödda ryggradsdeformiteter som kallas spina bifida. Hos sådana patienter kan conus medullaris förskjutas nedåt till den mellersta eller nedre delen av ländryggen.
Ryggmärgsnerver och ryggmärgsrötter
Alla ryggmärgsnerver i ländryggen har sitt ursprung på kotnivå T10 till L1, där ryggmärgen slutar som conus medullaris. En dorsal eller bakre (somatisk sensorisk) rot från ryggmärgens posterolaterala aspekt och en ventral eller främre (somatisk motorisk) rot från ryggmärgens anterolaterala aspekt förenas i ryggmärgskanalen för att bilda ryggmärgsnerveroten. Rötterna löper sedan ner genom ryggradskanalen och bildar cauda equina, tills de kommer ut i sina respektive neurala (intervertebrala) foramina som ett enda par spinalnerver. De lumbala nervrötterna lämnar således ryggmärgskanalen på en lägre nivå än där de uppstår.
Sedan tidigt i utvecklingen fortsätter dessa rötter oberoende av varandra mot sina respektive foramen och korsar subarachnoidalrummet inom duralsäcken/ärmarna. De genomborrar dura separat innan de blandas med varandra vid foramen. I den laterala delen rör de sig i duralhylsan. Det kan finnas separata duralhylsor runt de bakre och främre rötterna för en viss spinalnerv, eller så kan de två hylsorna vara sammanfogade. Varje rot badar i CSF från en separat arachnoidskida runt den. Duralhylsorna i ländryggen är längre och går i en mer inferolateral väg vid utgången.
Cellkropparna för de motoriska nervfibrerna finns i ryggmärgens ventrala eller främre horn, medan cellkropparna för de sensoriska nervfibrerna finns i ett dorsalrotsganglion (spinalganglion) på varje lumbalt och sakralt nivå. Dorsalrotsganglier (DRG) tenderar att vara belägna inom neuralforamina och ligger därför inte i strikt mening inom lumbalkanalen. På de låga lumbala (och sakrala) nivåerna tenderar dock DRG att ligga proximalt i förhållande till neuralforamina, inom ryggradskanalen, vilket konstateras i 11-38 % av fallen vid L5 och 71 % vid S1. De dorsala rotganglierna är fästa vid marginalerna av de intervertebrala foramina.
Spinalnervernas utgångsnivåer
Lumbala spinalnerver lämnar kotkanalen genom att passera inferiört till pediklerna i motsvarande kotpelare sedan tidigt i utvecklingen. I ländryggen sker den första delningen av spinalnerven i den intervertebrala foramen, vilket resulterar i de bakre och främre (dorsala och ventrala) rami. De bakre rami går bakåt och passerar förbi ledprocesserna på den nivån, medan de främre rami fortsätter lateralt för att försörja kroppsväggen och de nedre extremiteterna.
Relationer mellan rötter och spinalnerver
I den lumbala kotkanalen korsar de bakre och främre rötterna av en viss nerv (inneslutna i sina duralsäckar) den mellanliggande diskus som är belägen ovanför den pedikel under vilken nerverna kommer ut. Till exempel korsar L2-nervrötterna skivan mellan L1- och L2-kotorna innan de når den lämpliga foramen, under pedikeln på L2-kotan.
Innervation av strukturer i ländryggen
Lumbala ryggmärgsnerver avger en eller flera återkommande meningealförgreningar, så kallade sinuvertebrala nerver. Dessa grenar har sitt ursprung i det autonoma nervsystemet, paravertebrala plexus och överliggande muskler distalt från DRG. De sinuvertebrala nerverna återkommer till kotkanalen och bär med sig sensoriska och sympatiska efferenta fibrer. I likhet med ryggmärgsgrenarna till lumbala artärer delar sig varje nerv i stigande och fallande grenar för att försörja periosteum, PLL och yttre anulära laminae.
ALL är rikligt innerverad av nervfibrer från det sympatiska systemet. De sinuvertebrala nerverna är också sensoriska för hjärnhinnorna och väggarna i de vertebrala venösa plexuserna. De förser oss med vasomotoriska fibrer som reglerar blodflödet i artärerna och de inre vertebrala venösa plexusen.
De sinuvertebrala nerverna sträcker sig för att kommunicera med grenar från radikulära nivåer både ovanför och nedanför ingångsnivån, liksom på den kontralaterala sidan, vilket gör det svårt att lokalisera smärta från involvering av dessa nerver.
Anatomiskt sett uppstår de ventrala och dorsala (främre och bakre) rami från spinalnerven, precis när den lämnar foramen. Den ventrala primära ramus deltar i bildandet av det lumbosakrala plexus och ger också några nervändar till den intilliggande ytliga anulus fibrosus av intervertebrala skivor. I övrigt anses skivorna vara icke-nerverade strukturer.
Den dorsala primära ramusen delar sig i mediala, intermediära och laterala grenar strax efter att den avger en uppåtgående facettgren till den dorsala aspekten av leden omedelbart ovanför. De intermediära och laterala grenarna löper lateralt på den transversala processen och försörjer erector spinae-musklerna. Varje medial gren av den bakre primära ramus deltar i innervation av tre facettleder: en gren innerverar facettleden ovanför nivån, den andra grenen innerverar på den nivån och den tredje grenen går ner kaudalt till nivån nedanför. Se följande bild.