Μελέτη της ανατομικής και των εμβιομηχανικών ιδιοτήτων του συνδέσμου του Arnold στην ανωτέρα αυχενική μοίρα της σπονδυλικής στήλης

Abstract

The aim of this study was to identify and describe the anatomy and the bio-mechanical behaviour of Arnold’s ligament at upper cervical spine. This ligament is overlooked and significantly underaddressed in the literature and arises from the lateral band of the tectorial membrane to the lateral atlantal masses and few fibres extends cephalically to the foramen magnum (this is a specific finding from our study). The lateral part of the tectorial membrane and the ligament of Arnold consists the «Y» ligament. Twenty formalin-fixed cadavers in the Department of Anatomy, at the Medical School of Athens University, 11 women and 9 men aged 59 to 95, were included in our study. Each cadaver was placed in the prone position, with the neck in flexion. A medial incision was performed from the level of the lower occiput to the level of the A5 vertebra. The skin was removed and the insertions of the paraspinal muscles were detached from the spinous processes of the vertebrae. The posterior arches from C1 to C4 were removed. The dorsal and the ventral portion of the dura mater and the upper spinal cord were excised. The tectorial membrane, constituting the cephalic extension of the posterior longitudinal ligament, was revealed and identified. The lateral part of the tectorial membrane, which is thicker from the central part, was identified, as well as the Arnold’s ligament. The ligament of Arnold was found in all specimens, except one. In all cases it was extended to the foramen magnum. The dimensions of the ligament were: mean length: 2,6cm, mean width: 4mm, mean thickness: 2,2mm., lateral declination from the tectorial membrane about 20 degrees. Furthermore, no significant difference was found between the right and the left side or between the two sexes. The mean length of the tectorial membrane was 4,1cm. The attachment of the tectorial membrane and Arnold’s ligament was-at mean- 0,9cm inferior to the internal opening of the hypoglossal canal and posterior to the cephalic attachment of the alar ligament. At finite element analysis, the maximal tension of the contralateral ligament of Arnold was observed during axial rotation of the upper cervical spine of 5 to 8 degrees. The ligament remains lax with cervical extension and shows no tension during cervical flexion. There was no tension created in this ligament with normal lateral flexion of the cervical spine, because normal body contact between the zygapophyseal joints stopped this movement first.

Σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η μελέτη της ανατομικής και των εμβιομηχανικών ιδιοτήτων του συνδέσμου του Arnold στην ανωτέρα αυχενική μοίρα της σπονδυλικής στήλης. Πρόκειται για έναν «υποεκτιμημένο» σύνδεσμο στην ελληνική και διεθνή βιβλιογραφία, ο οποίος ενώνει τον άξονα με τον άτλαντα, μερικές ίνες του συνεχίζονται προς το ινίο (εύρημα της έρευνας αυτής που δεν αναφέρεται σταθερά στη βιβλιογραφία), και έχει κοινή έκφυση με μια ινώδη ταινία, που ενώνει τον άξονα με το ινίο, συνεχόμενη προς το έξω χείλος του καλυπτηρίου υμένος, σχηματιζομένου του συνδέσμου εν είδει «Υ». Για το λόγο αυτό πραγματοποιήσαμε ανατομικές προσπελάσεις σε είκοσι πτωματικά παρασκευάσματα, 11 γυναικών και 9 αντρών ηλικίας 59 έως 95 ετών, στο Εργαστήριο Περιγραφικής Ανατομικής της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου Αθηνών. Κάθε πτώμα ήταν τοποθετημένο σε πρηνή θέση και πραγματοποιείτο μια μέση τομή από το κατώτερο ινίο έως το επίπεδο του πέμπτου αυχενικού σπονδύλου. Ακολουθούσε αποκόλληση των παρασπονδυλικών μυών και με τη βοήθεια οστεοτόμου απομάκρυνση των οπισθίων τόξων του τεσσάρων πρώτων αυχενικών σπονδύλων. Η οπίσθια σκληρά μήνιγγα και ο νωτιαίος μυελός αφαιρούνταν και ακολουθούσε η προσεκτική αφαίρεση της προσθίας σκληράς μήνιγγας, επειδή σε μερικά σημεία συμφύεται με τον καλυπτήριο υμένα. Κατόπιν ακολουθούσε η παρασκευή του καλυπτηρίου υμένα, ο οποίος αποτελεί συνέχεια του οπισθίου επιμήκους συνδέσμου, από το ύψος του σώματος του δεύτερου αυχενικού σπονδύλου έως το πρόσθιο χείλος του ινιακού τρήματος, όπου και καταφύεται. Το πλαϊνό τμήμα του υμένα αυτού παρατηρήσαμε ότι ήταν πιο πεπαχυσμένο από το κεντρικό του τμήμα και είχε κοινή έκφυση με ένα σύνδεσμο που είχε λοξή φορά προς τα έξω, τον σύνδεσμο του Arnold, o οποίος καταφύεται στα πλάγια ογκώματα του άτλαντα, ενώ μερικές ίνες του επεκτείνονται κεφαλικά. Εν συνεχεία οι ανωτέρω σύνδεσμοι παρασκευάζονταν, απομακρύνονταν και μετρούνταν. Ο σύνδεσμος του Arnold βρέθηκε σε όλα τα πτώματα, εκτός από ένα στο οποίο δεν ήταν δυνατή η αναγνώρισή του. Ήταν αμφοτερόπλευρος, χωρίς σημαντικές διαφορές μεταξύ ανδρών και γυναικών. Σε όλες τις περιπτώσεις επεκτεινόταν κεφαλικά. Το μέσο μήκος του ήταν 2,6 εκ., το μέσο φάρδος-πλάτος του 4 χιλ. και το μέσο του πάχος 2,2 χιλ.. Η πλάγια απόκλισή του από το καλυπτήριο υμένα ήταν περίπου 20ο. Το μέσο μήκος του καλυπτήριου υμένα ήταν 4,1 εκ.. Η πρόσφυση του καλυπτηρίου υμένα και των κεφαλικών ινών του συνδέσμου του Arnold ήταν κατά μέσο όρο 0,9 εκ. κατωφερέστερα του υπογλωσσίου καναλιού και όπισθεν των κεφαλικών προσφύσεων των πτερυγοειδών συνδέσμων. Στην εμβιομηχανική μελέτη, με τη βοήθεια του «finite element» μοντέλου ανάλυσης, στην αξονική περιστροφή 5-8 μοιρών της ανωτέρας μοίρας της αυχενικής μοίρας της σπονδυλικής στήλης ο αντίπλευρος σύνδεσμος του Arnold παρουσίαζε μέγιστη τάση. Στην έκταση παρέμενε χαλαρός και κατά την κάμψη δεν παρουσίαζε ιδιαίτερη τάση. Στην πλάγια κάμψη δεν ασκούνταν τάση στο σύνδεσμο αυτό, γιατί η φυσιολογική οστική επαφή των ζυγαποφυσιακών αρθρώσεων σταματούσε την κίνηση πρώτα. Συμπερασματικά λοιπόν, ο σύνδεσμος του Arnold διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στη διατήρηση της κρανιοαυχενικής σταθερότητας, περιορίζοντας πρωταρχικώς την περιστροφή. Η ακριβής και λεπτομερής περιγραφή των ανατομικών δομών της ανωτέρας αυχενικής μοίρας της σπονδυλικής στήλης και η πληρέστερη εμβιομηχανική τους μελέτη αποτελούν πεδίο νέων και συνεχιζόμενων ερευνών.