Sektion I: Neuroanatomie Wirbelsäule und Rückenmark

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Sektion I:
Neuroanatomie Wirbelsäule
und Rückenmark
Kapitel 1
Knöcherne Wirbelsäule – 3
Martin Wiesmann, Omid Nikoubashman
Kapitel 2
Bandscheiben – 29
Martin Wiesmann
Kapitel 3
MRT-Signalcharakteristika der Wirbelkörper
und Bandscheiben – 31
Martin Wiesmann, Omid Nikoubashman
Kapitel 4
Bandstrukturen der Wirbelsäule – 35
Martin Wiesmann, Omid Nikoubashman
Kapitel 5
Normvarianten und Fehlbildungen der knöchernen
Wirbelsäule – 37
Martin Wiesmann
Kapitel 6
Rückenmarkshäute und intraspinale Kompartimente
Martin Wiesmann
Kapitel 7
Spinale Liquorzirkulation
Martin Wiesmann
Kapitel 8
Rückenmark und Spinalnerven
Martin Wiesmann
Kapitel 9
Gefäßversorgung von Wirbelsäule und Rückenmark
Martin Wiesmann
Kapitel 10
Paraspinale Weichteile – 63
Martin Wiesmann, Omid Nikoubashman
Kapitel 11
Dermatome und Kennmuskeln – 69
Martin Wiesmann, Omid Nikoubashman
– 39
– 43
– 45
– 55
3
Knöcherne Wirbelsäule
Martin Wiesmann, Omid Nikoubashman
1.1
Überblick
–4
1.2
Aufbau der Wirbel
1.3
Säulenmodell der Wirbelsäule
1.4
Kraniozervikaler Übergang
1.5
Halswirbelsäule
1.6
Brustwirbelsäule
1.7
Lendenwirbelsäule
1.8
Sakrum und Steißbein
–5
–6
–7
– 14
– 20
– 23
– 26
M. Wiesmann et al. (Hrsg), Atlas Klinische Neuroradiologie,
DOI 10.1007/978-3-642-38109-6_1, © Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2014
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4
1
Kapitel 1 · Knöcherne Wirbelsäule
Die Wirbelsäule besteht aus den Wirbeln, den dazwischen liegenden Bandscheiben und den sie stabilisierenden Bändern. Die
Wirbelsäule umhüllt den Spinalkanal, in dem der Duralsack
liegt. Zwischen knöcherner Wirbelsäule und Duralsack befindet
sich der Epiduralraum. Im Duralsack liegen die Spinalnerven
und das Rückenmark, das nach kranial in den Hirnstamm übergeht. Die Arachnoidea ist mit der Innenseite des Duralsacks verwachsen. Auf dem Rückenmark liegt die Pia mater. Zwischen Pia
mater und Arachnoidea befindet sich der liquorgefüllte spinale
Subarachnoidalraum (. Abb. 1.1).
1.1
Überblick
Die Wirbelsäule besteht normalerweise aus 33 Wirbeln: 7 Halswirbeln (HWK 1–7), 12 Brustwirbeln (BWK 1–12), 5 Lendenwirbeln (LWK 1–5), dem aus 5 Wirbeln (SWK 1–5) verschmolzenen Kreuzbein (Os sacrum) und dem Steißbein (Os coccygis), das aus 4 zusammengewachsenen Knochenstücken besteht
(. Abb. 1.2). Der HWK 1 wird als Atlas bezeichnet, der HWK 2
als Axis.
Die Halswirbelsäule (HWS) artikuliert mit dem Schädel am
kraniozervikalen Übergang, mit der Brustwirbelsäule (BWS) am
zervikothorakalen Übergang. Die Brustwirbel artikulieren mit
den Rippenköpfchen in den costovertebralen Gelenken, dazu an
den Querfortsätzen der Wirbel mit den Rippen in den Costotransversalgelenken. BWS und Lendenwirbelsäule (LWS) sind
am thorakolumbalen Übergang verbunden. Das Sakrum artikuliert mit der LWS am lumbosakralen Übergang, mit den Os iliae
in den Iliosakralgelenken und mit dem Steißbein im Sakrokokzygealgelenk.
Etwa 80 % der Länge der Wirbelsäule ist durch die Wirbelkörper bedingt, etwa 20 % durch die Bandscheiben. Durch tageszeitabhängige Veränderungen des Flüssigkeitsgehaltes der Bandscheiben schwankt die Länge der Wirbelsäule um durchschnittlich 16 mm. Die Längenabnahme erfolgt zum größten Teil in den
ersten 3 Stunden des Tages und ist bei Jugendlichen und jungen
Erwachsenen am ausgeprägtesten.
HWS und LWS zeigen eine physiologische Lordose, die BWS
eine Kyphose. Sakrum und Os coccygis weisen zusammen wieder eine Kyphose auf. . Abb. 1.1 zeigt diese auch als »Doppel-SForm« bezeichnete reguläre Konfiguration der Wirbelsäule.
a
. Abb. 1.1 Wirbelsäule im frühen Kindesalter. Sagittale Aufnahme der Wirbelsäule eines 3-jährigen Kindes in T2-Wichtung.
A = HWS; B = BWS; C = LWS; D = Sakrum/Os coccygeum. 1 = Sella turcica;
2 = Clivus; 3 = Atlas; 4 = Axis. Der Knochenkern des Dens (oben) ist noch
nicht mit der Basis (unten) fusioniert; 5 = Vorderes Längsband; 6 = HWK 7;
7 = Nucleus pulposus der Bandscheibe BWK 2/3; 8 = Myelon; 9 = Hinteres
Längsband; 10 = Conus medullaris; 11 = Subarachnoidalraum; 12 = Epiduralraum; 13 = Proc. spinosus des LWK 2; 14 = SWK 1
b
. Abb. 1.2a, b CT der gesamten Wirbelsäule. 31. SSW. Im Sagittalschnitt
(a) und der 3D-Rekonstruktion (b) ist die noch fehlende Fusion der einzelnen Sakralwirbel zu erkennen. Darüber hinaus sind auch die Knochenkerne
des Dens axis und des Corpus axis einzeln voneinander abgrenzbar
5
1.2 · Aufbau der Wirbel
Durch muskuläre Ungleichgewichte weisen Rechtshänder häufig
eine leichte Vorwölbung der oberen BWS nach rechts lateral,
Linkshänder eine Vorwölbung nach links lateral auf.
1.2
Aufbau der Wirbel
Von HWK 3 bis LWK 5 besteht jedes Segment aus einem Wirbelkörper und einem daraus nach dorsal entspringenden Wirbelbogen, die zusammen den Spinalkanal umschließen (. Abb. 1.3 und
. Abb. 1.4). Die Wirbelkörper ähneln einem kurzen Zylinder,
dessen Endflächen als Deckplatte (kranial) und Grundplatte
(kaudal), oder zusammen als Endplatten bezeichnet werden. Die
Seitenwände dieser Zylinder sind leicht konkav. Am äußeren
Rand besitzen die Endplatten der Wirbelkörper eine ringförmige, nach oben bzw. unten gerichtete Verdickung (Wirbelkörperapophyse oder Ringapophyse), mit der die Bandscheiben besonders intensiv verbunden sind. Der Wirbelbögen setzt sich zusammen aus den auch Bogenwurzeln genannten Pedikeln (Pediculus
arcus vertebrae), den Massae laterales mit den oberen und unteren Gelenkfortsätzen (Proc. articularis superior et inferior), den
HWS
Querfortsätzen (Proc. transversus), den als Laminae arcus vertebrae bezeichneten hinteren Anteilen des Wirbelbogens und den
Dornfortsätzen (Proc. spinosus). Die Bogenwurzeln entspringen
am posterolateralen Oberrand der Wirbelkörper. In koronarer
Ansicht ist der Querschnitt der Bogenwurzeln rundlich, in lateraler Ansicht weisen Oberrand und Unterrand der Bogenwurzeln flache Einbuchtungen auf. Die Laminae sind schräg zur
Mittellinie orientiert und fusionieren miteinander, um den
Dornfortsatz zu bilden. Der Abschnitt der Massae laterales, der
zwischen oberem und unterem Gelenkfortsatz liegt, wird als Pars
interarticularis oder Isthmus bezeichnet. Die Wirbelbögen mit
ihren Fortsätzen werden auch als (posteriore) Wirbelanhangsgebilde bezeichnet. Die innere Form des knöchernen Spinalkanals
ist in HWS und LWS dreiseitig, in der BWS rund. Der Innendurchmesser des knöchernen Spinalkanals nimmt von kranial
nach kaudal ab. Der normale sagittale Durchmesser beträgt beim
Erwachsenen in Höhe HWK 1/2 etwa 15–16 mm und in der LWS
etwa 12 mm.
Aus den Massae laterales entspringen die Querfortsätze nach
lateral, die oberen Gelenkfortsätze nach oben und leicht nach
vorne, und die unteren Gelenkfortsätze nach unten und leicht
BWS
Wirbelkörper
Querfortsatz
Pedikel
Massa lateralis mit Gelenkfortsätzen
LWS
Lamina mit Dornfortsatz
. Abb. 1.3 Aufbau der Wirbelkörper. Gliederung der Wirbelbögen in Pedikel, Querfortsatz, Massa lateralis und Lamina an Hals-, Brust- und Lendenwirbeln
a
b
c
. Abb. 1.4a–c Aufbau der Wirbelkörper. Axiale CT-Reformationen durch den HWK 4 (20 Jahre, weiblich) (a), den BWK 5 (17 Jahre, männlich) (b) und den
LWK 5 (22 Jahre, männlich) (c) analog zu . Abb. 1.3
1
Kapitel 1 · Knöcherne Wirbelsäule
6
vorderes
Längsband
1
hinteres
Längsband
Ligamentum
flavum
Ligamentum
supraspinosum
Anulus
fibrosus
a
Ligamentum
interspinosum
b
. Abb. 1.5a, b Foramina intervertebralia. Sagittale CT-Reformationen (a)
und T1w-MRT-Aufnahmen (b) durch die linken Neuroforamina der unteren
BWS eines 17 Jahre jungen Mannes (a) und einer 27 Jahre jungen Frau (b).
Die anteriore Begrenzung der Neuroforamina (Stern) wird von den angrenzenden Wirbelkörpern und der entsprechenden Bandscheibe gebildet
(a und b dünner Pfeil). Die dorsale Begrenzung besteht aus den Facettengelenken, der Pars interarticularis der entsprechenden Wirbel sowie dem Lig.
Flavum (a und b Pfeilspitze). Die kraniale und kaudale Begrenzung der Neuroforamina wird von den Incisurae vertebralis inferior (a und b großer Pfeil)
und superior (a und b kleiner Pfeil) der entsprechenden Pediculi arcus vertebrae gebildet
nach hinten. Die Facettengelenke werden aus den oberen und
unteren Gelenkfortsätze benachbarter Wirbel gebildet. Die Stellung der Gelenkfacetten ist in HWS, BWS und LWS unterschiedlich (s. u.). Durch die Orientierung der oberen und unteren Gelenkfortsätze ist es aber in jedem Facettengelenk so, dass auf einer
transversalen Schicht die Gelenkfacette des unteren beteiligten
Wirbels vor der des oberen Wirbels liegt.
Die Facettengelenke gehören zu den »Schiebegelenken«, d. h.
die Bewegung in den Gelenken erfolgt nur durch Verschiebung
entlang der Gelenkflächen. Das Ausmaß der Beweglichkeit wird
durch Bandscheiben und Bänder begrenzt.
Durch die Bogenwurzeln zweier übereinanderliegender Wirbel ergibt sich auf beiden Seiten dorsolateral des Wirbelkörpers
eine Öffnung (Foramen intervertebrale, Neuroforamen), durch
die die Spinalnerven den Spinalkanal verlassen (. Abb. 1.5). Die
For. intervertebralia werden oben und unten durch die konkaven
Ränder der Bogenwurzeln begrenzt. Der Vorderrand des Neuroforamens besteht, von oben nach unten, aus der Rückwand des
oberen beteiligten Wirbelkörpers, aus der Rückwand der Bandscheibe und aus der Rückwand der Deckplatte des unteren beteiligten Wirbelkörpers. Der hintere Rand des Neuroforamens wird
gebildet aus dem Periost der Pars interarticularis der beiden Wirbel, der synovialen Kapsel des Facettengelenks und teilweise auch
vom Lig. flavum (s. u).
Bandscheibe
vordere
Säule
mittlere
Säule
hintere
Säule
. Abb. 1.6 Drei-Säulen-Modell
1.3
Säulenmodell der Wirbelsäule
4 Anatomische Unterscheidung zwischen anterioren Elementen (Wirbelkörper) und dorsalen Elementen (Wirbelbögen)
4 Drei-Säulen-Modell (v. a. zur Frakturbeurteilung angewandt, . Abb. 1.6):
5 vordere Säule (anteriore Hälfte von Wirbelkörpern und
Bandscheiben, vorderes Längsband)
5 mittlere Säule (posteriore Hälfte von Wirbelkörpern und
Bandscheiben, hinteres Längsband)
5 hintere Säule (Wirbelbögen, Facettengelenke, verbindende Ligamente wie z. B. Lig. interspinosum, Lig. supraspinosum, Lig. infraspinosum, manche Autoren bezeichnen die hintere Säule auch als »hinteren Bänderkomplex«)
4 In der Regel sind 1-Säulen-Frakturen stabil, 3-Säulen-Frakturen immer instabil. 2-Säulen-Frakturen können je nach
Ausmaß der Verletzungen stabil sein, meist sind sie jedoch
instabil.
1
7
1.4 · Kraniozervikaler Übergang
Ansicht von vorn
Ansicht von seitlich
1
Ansicht von oben
1
11
2
2
11
4
7
9
8
10
5
1
2
4
3
8
7
5
10
6
Alantoaxialgelenk
Atlas-Dens-Abstand
1
2
3
4
Dens (Proc. odontoideus des Axis)
Massa lateralis des Atlas
Körper des Axis
obere Gelenkfacette
9
5
6
7
8
Processus costotransversarius
untere Gelenkfacette
Bogenwurzel
Lamina
12
9
10
11
12
Dornfortsatz
Foramen transversarium
vorderer Atlasbogen
hinterer Atlasbogen
. Abb. 1.7 Anatomie von HWK 1 (Atlas) und HWK 2 (Axis)
1.4
Kraniozervikaler Übergang
4 Der kraniozervikale Übergang besteht aus den beiden
Okzipitalkondylen, Atlas, Axis, ihren Gelenken und Ligamenten
4 Der Aufbau der HWK 1 und 2 weicht von der übrigen
Wirbelsäule ab (. Abb. 1.7)
4 Der HWK 1 (Atlas) besteht im wesentlichen aus einem
ringförmigen Wirbelbogen, ein Wirbelkörper im eigentlichen Sinne fehlt. Die verstärkten Seiten dieses Bogens
(Massa lateralis) tragen den Schädel und bilden zwischen
ihren oberen Gelenkfacetten und den Kondylen des
Os occipitale das Atlantooccipitalgelenk. Seine unteren
Gelenkfortsätze bilden mit dem Atlas das Atlantoaxialgelenk.
4 Der HWK 2 (Axis) besitzt im Gegensatz zu den anderen
Wirbeln einen großen, nach kranial gerichteten Fortsatz,
den Dens axis (. Abb. 1.9 und . Abb. 1.10). Der Dens geht
aus dem vorderen Anteil des Wirbelkörpers hervor und
reicht mit seiner Spitze bis knapp unter das Foramen
magnum. Der vordere Anteil der Densspitze artikuliert mit
dem vorderen Ring des Axis (vorderes Atlantodentalgelenk). Die Kontaktfläche zwischen dem hinteren Anteil der
Densspitze und dem Lig. transversum wird als hinteres
Atlantodentalgelenk bezeichnet.
4 Ligamenta (von anterior nach posterior) (. Abb. 1.8, . Abb.
1.11 und . Abb. 1.12):
5 Membrana atlanto-occipitalis anterior: zwischen vorderem Atlasbogen und vorderem Rand des For. magnum
5 Lig. apicis dentis: dünnes Band zwischen der Spitze des
Dens und dem vorderen Rand des For. magnum
5 Ligg. alaria: kräftige Bänder von den lateralen oberen
Rändern des Dens zu den seitlichen Rändern des For.
magnum
5 Lig. transversum atlantis: verbindet die beiden Massae
laterales des Atlas und verläuft hinter dem Dens
5 Lig. cruciatum: kraniokaudale Faserzüge laufen vom
Vorderrand des For. magnum über den hinteren Rand
des Lig. transversum zum Hinterrand des Axis. Zusammen mit dem Lig. transversum bezeichnet man diese
Faserzüge als Lig. cruciatum
5 Membrana tectoria: Fortsetzung des hinteren Längsbandes (Lig. longitudinale posterius) über den Vorderrand des For. magnum zum Clivus
5 Membrana atlanto-occipitalis posterior: zwischen hinterem Atlasbogen und hinterem Rand des For. magnum
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Kapitel 1 · Knöcherne Wirbelsäule
Clivus
1
Basion
Crus superius ligamenti cruciformis
Membrana tectoria
Membrana atlantooccipitalis anterior
Ligamentum apicis dentis
Opisthion
Membrana atlantooccipitalis posterior
Atlas
Dens axis
Ligamentum transversum
Ligamentum longitudinale anterius
Axis
Ligamentum longitudinale posterius
Ligamentum nuchae
a
Clivus ossis occipitalis
Ligamenta alaria
Ligamentum apicis
dentis
Dens axis
Axis
b
Clivus ossis occipitalis
Ligamenta alaria
Crus superius ligamenti
cruciformis
Ligamentum transversum
Crus inferius ligamenti
cruciformis
Atlas
Axis
c
. Abb. 1.8a–f Kraniozervikaler Übergang. Sagittaler Mittellinienschnitt (a). Koronare Ansichten von dorsal auf die Innenseite des Wirbelkanals (von ventral
nach dorsal: b bis d) und die Dorsalfläche der Wirbelsäule (e) sowie koronare Ansicht auf die Vorderfläche der Wirbelkörper von ventral (f)
9
1.4 · Kraniozervikaler Übergang
Clivus ossis occipitalis
Atlas
Membrana tectoria
Axis
d
Os occipitale
Membrana atlantooccipitalis posterior
Ligamentum flavum
Atlas
e
Axis
Clivus
Membrana atlantooccipitalis
anterior
Atlas
Ligamentum longitudinale
anterius
f
. Abb. 1.8a–f (Fortsetzung)
1
10
Kapitel 1 · Knöcherne Wirbelsäule
1
. Abb. 1.9 Atlas und Dens. Konventionelle Röntgen-Dens-Zielaufnahme. Typische Dens-Zielaufnahme mit Darstellung des Atlas und des Axis
a
b
c
d
e
f
. Abb. 1.10a–f Kraniozervikaler Übergang. 20-jährige Frau. Axiale CT-Reformationen mit Darstellung von Atlas und Axis von kranial nach kaudal (a–d)
sowie sagittale und koronare CT-Reformationen des kraniozervikalen Übergangs. Dargestellt sind der Dens axis (a und d Pfeilspitze) und der Atlas (a und b
Pfeil), in c und d ist lediglich die Basis des Axis zu erkennen
http://www.springer.com/978-3-642-38108-9