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Processi fisiopatologici del
rachide lombare da alterazioni
delle curve sagittali
G. Costanzo
A. Ramieri
P. Cellocco
Ortopedia e Traumatologia
Università di Roma “La Sapienza”
Polo Pontino-ICOT di Latina
Pro Juventute-Fondazione Don Gnocchi, Roma SIRER Palermo 2008
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BIBLIOGRAFIA
• STAGNARA et al. Morfotipologia delle
curve sagittali del rachide, Spine 1983
• Monticelli, Costanzo: atti SIOT Bari 1984
Rachialgie nelle scoliosi e nelle cifosi
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Rachialgie nelle cifosi
• 45 casi età media 42 a., 23 m, 22 f
• 8 casi: ipocifolordosi, 62% dolore
• 8 casi: cifosi dorsolombare, 75% dolore
• 29 casi: ipercifolordosi, 25% dolore
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Stabilizzatori del rachide lombare
• Strutture lunghe – LLA
– LLP
• Strutture segmentarie – Dischi intervertebrali
– Leg. gialli
– Leg. interspinosi
– Leg. sovraspinosi
– Leg. intertrasversari
– Leg. ileo-lombari.
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Mm. del tronco
1. Trasverso spinale
2. Interspinosi
3. Epispinoso
4. Piccolo dentato
(anteriore e posteriore)
5. Lungo dorsale
6. Sacro-lombare (o ileo-
costale)
7. Grande dorsale
PIANO PROFONDO (1,2,3,5,6)
PIANO MEDIO (4)
PIANO SUPERFICIALE (7)
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• D12: vero snodo, virtualmente libera
• L3: apice lordosi; relais muscolare tra lungo dorsale + epispinoso e
sacro-lombare
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Segmento di Moto: Leva di I tipo
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Movimenti del disco intervertebrale
• Inclinazione sagittale
• Inclinazione laterale
• Rotazione
• (Scivolamento)
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Stato di precompressione del disco
• Dipende da:
– Integrità del disco
– Integrità dell’annulus
– i movimenti che più facilmente
danneggiano la coppia N-A sono quelli di
flessione-rotazione assiale
COPPIA NUCLEO-ANELLO
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Condizione di idrofilia del N.P.
• Pori microscopici
• Sotto carico assiale
• Senza pressione
• ± 2cm
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Dinamica lombare
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Carichi sul disco intervertebrale
• Nucleo = 75%
• Annulus = 25%
• Condizioni normali
– 16 kg/cm2
• Flessione anteriore
– 58 kg/cm2
• Raddrizzamento
– 107 kg/cm2
Nachemson A.
1960
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Degenerative cascade (Biomechanics of nonfusion implants, Huang et al, 2005)
Sovraccarico discale
(localizzato)
Degenerazione discale
e perdita in altezza
Ipermobilità angolare
con overstress articolare
Degenerazione articolare
con instabilità progressiva
Alterato profilo sagittale lombare
(ipolordosi/cifosi)
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Un circolo vizioso
Alterazione dell’allineamento sagittale
Compenso muscolare
Sovraccarico discale
Contratture muscolari
Degenerazione discale
Dolore
Contratture muscolari
Cronicizzazione
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DISFUNZIONE
INSTABILITA’
FISSITA’
Ipersollecitazione
Degenerazione
Fissurazioni
discali
anulari e radiali
Lassita’ capsulare
Sublussazione
Frammentazione
Riduzione spessore
Osteofitosi
Deformazione delle art.
interapofisarie
Osteofitosi
Deformazione del corpo
vertebrale
Kilkardy-Willis, 1983- TRE STADI
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Teoria dei tre stadi (Kirkaldy-Willis, 1983)
Disfunzione
INSTABILITA’
Ristabilizzazione
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Ruolo del disco intervertebrale
• Il disco è il maggior responsabile della stabilità segmentale
• Dimostrata relazione DEGENERAZIONE – INSTABILITA’
Sollecitazione interapofisaria
METAPLASIA FIBROCARTILAGINEA
Degenerazione e condrometaplasia
Ligamentum Flavum
OSSIFICAZIONE ENCONDRALE
Fujiwara, J Spinal Disord 2000
Brown, Spine 2002
RIDUZIONE IN ALTEZZA DEL DISCO
Spratt, Spine 1993
Crawford, J Neurosurg 2001
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• Il concetto di allineamento spinale
sagittale/bilanciamento spino-pelvico
(limite di normalità in soggetti asintomatici)
è relativamente recente
• Studi clinici e biomeccanici hanno evidenziato
come alterato bilanciamento spino-pelvico =
degenerazione discale precoce sintomatica e/o
instabilità
Rajnics, 2002
Il rachide lombare di profilo
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Stability of the lumbar spine
The disk degeneration may lead to
a higher propensity to instability.
Disk degeneration affects
multidirectional flexibility
Ogon and Pope, Othop. Knowledge Update, 1997
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flex ext
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Flessione max
Pz di 30 anni, lombalgia cronica; cifosi lombare; degenerazione
L4-L5; ipermobilità angolare nelle prove dinamiche
Estensione max
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Estensione Flessione
Pz di 45 anni, lombalgia cronica, sciatalgia dx;
Ipolordosi; degenerazione L4-L5; instabilità lieve nelle prove dinamiche
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Materiali e Metodi
• Studio prospettico su una serie consecutiva di
50 soggetti giovani-adulti (19-46 anni)
sintomatici per lombalgia o lombosciatalgia
cronica*
• Rx sotto carico e dinamiche, RM
* Dolore da oltre 6 mesi, localizzato, assente a riposo
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Criteri di inclusione
• Caratteristiche del dolore
• Assenza di deformità conclamate (scoliosi, spondilolistesi, esiti fratture o intervento)
• Assenza di disfunzioni psichiche (esame sec. Waddel et al, 1984)
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Profilo del rachide:
parametri medi di normalità
• Stagnara et al. (1982) per rachide toracico e
lombare (rispettivamente, 37° [30-50] e
56° [+/- 10])
• Hardacker et al. (1997) per rachide cervicale
(40° +/- 9.7)
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Risultati
Ipolordosi lombare
76%
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Risultati
Iperlordosi lombare
8%
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Risultati
Alterato profilo del rachide in toto,
con tendenza a cifosi
della giunzione toraco-lombare
66%
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Risultati
Discopatia più frequente
L4-L5
Ipermobilità dinamica
(angolare)
24%
Ipolordosi
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Risultati
Ipermobilità dinamica
(angolare)
24%
estensione flessione
Iperlordosi
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Patologie associate ad ipolordosi
Osteocondrosi
lombare
36%
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Patologie associate ad iperlordosi
Spondilolisi
4%
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Quindi:
In presenza di una discopatia lombare sintomatica
(lombalgia o dolore lomboradicolare)
verificare:
- profilo del rachide (più spesso ipolordosi con associata
cifosi toraco-lombare)
- presenza di ipermobilità, caratteristicamente angolare
- anomalie del rachide (osteocondrosi nelle ipolordosi o
spondilolisi nelle iperlordosi)
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Politecnico di Torino
I Facoltà di Ingegneria
Biomeccanica del rachide nei disordini
sagittali dorso-lombari e lombari:
elaborazione e risultati di un modello
agli elementi finiti
A. Ramieri, G. Costanzo, C. Bignardi *,Vergella F.*, Belzer C.*
Ortopedia, Università “La Sapienza”-Polo Pontino ICOT di Latina
Fondazione Don Gnocchi, Roma;
* Dipartimento di Meccanica, Politecnico di Torino
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Ipolordosi: Cifosi toraco lombare:
Dischi patologici
Ipolordosi: Cifosi T-L
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Fisiologico Cifosi
La cifosi toraco-lombare presenta una
maggior concentrazione di tensione
sulle faccette articolari tra T11 e L1
Articolazione T12-L1
Ipolordosi Articolazioni L2-L5
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Fisiologico Cifosi
Ipolordosi
Tensioni agenti sulle faccette articolari
0
10
20
30
40
50
60
T11_in
f
T12_sup
T12_in
f
L1_sup
L1_in
f
L2_sup
L2_in
f
L3_sup
L3_in
f
L4_sup
L4_in
f
L5_sup
L5_in
f
S1
Localizzazione
Vo
n M
ises (
MP
a).
....
.
Fisiologico
Ipolordotico
Cifotico
Tensioni di Von Mises
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fisiologico cifosi
Disco T12-L1
ipolordosi
La cifosi T-L presenta la maggior
concentrazione di tensione discale
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Disco L5-S1
fisiologico cifosi
ipolordosi
Tensioni relative ai dischi intervertebrali
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
T11_T12
T12_l1
L1_L2
L2_L3
L3_L4
L4-L5
L5_S1
Dischi
Vo
n M
ise
s (
MP
a)u
uu
Fisiologico
Ipolordotico
Cifotico
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Conclusioni
Tensioni sui Dischi Tensione sulle faccette
Cifosi
Ipolordosi Ipolordosi
Cifosi T-L
Zona toracica
Zona lombare
•T11 riduzione 17%
•T12 riduzione 63%
•L1 riduzione 70%
•L5 riduzione 58%
•S1 riduzione 67%
•T11 aumento 82%
•T12 aumento 10%
•L1 aumento 85%
•L5 riduzione 18%
•S1 riduzione 51%
•Disco L5-S1aumento 136%
•Disco T12-L1 aumento 132%
•Disco L5-S1aumento 334%
•Disco T12-L1 aumento 141%
Il modello ipolordotico presenta una riduzione
generalizzata delle tensioni sulle faccette
Il modello cifotico presenta un aumento nella zona
toracica ed una riduzione in quella lombare
I dischi risultano generalmente più
caricati, anche se le tensioni
maggiori si registrano
nel modello cifotico
Rispetto al fisiologico
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E’ ipotizzabile che una cifosi giunzionale,
più che la perdita della lordosi lombare,
possa esporre a carichi tensionali non fisiologici
faccette articolari ed ultimi dischi lombari
Un alterato profilo sagittale del rachide alla
giunzione toraco-lombare potrebbe rappresentare
la primissima fase della cascata degenerativa.
Conclusioni
Grazie