Femoropelvilumbální komplex – anatomické a radiologické poznámky

Souhrn

Spojení pánve se sousedními oblastmi pohybového systému, tedy s kostmi stehenními a bederní páteří, je klíčovou oblastí pro postavení dolních končetin a nastavení trupu ve stoji a při chůzi. K významným faktorům nastavení femoropelvilumbálního komplexu (FPLC) patří kolodiafyzární úhel, offset a anteverze krčku, anteinklinace acetabula, míra krytí hlavice acetabulem, typ sakroiliakálního skloubení a také míra anteverze pánve a zakřivení bederní lordózy spolu s různou mírou klínovitosti kaudálních bederních obratlů a mírou otevřenosti prezygapofyzeálních úhlů. V souvislosti s nutností zajistit průchod relativně velké hlavičky při porodu dítěte se v této oblasti výrazně projevuje pohlavní dimorfizmus. Znalost anatomických poměrů a radiologických parametrů je důležitá pro pochopení funkčních vztahů v rámci FPLC i funkčních vazeb na ostatní součásti pohybového systému a jejich klinické důsledky.

Klíčová slova:

páteř – anatomie – pánev – kyčel

Úvod

Femoropelvilumbální komplex (FPLC) není oficiální jednotka v rámci anatomické taxonomie, jedná se o novotvar, který zde používáme pro označení dané oblasti při současném zdůraznění její funkční provázanosti. Jak již název napovídá, jedná se o spojení pánve se sousedními oblastmi pohybového systému, tedy s kostmi stehenními a bederní páteří. V tomto textu se zaměříme na popis těch anatomických a radiologických faktorů, které jsou důležité pro pochopení funkčních vztahů FPLC a jeho významu pro posturu a pohyb, což bude obsahem textu následujícího [1]. Při popisu se pro lepší srozumitelnost pokusíme, tak jak budeme schopni, vyhnout se pojmům z deskriptivní geometrie, a to i za cenu určité nepřesnosti. Naším cílem je poskytnout čtenářům obecnou představu, aniž bychom je zatěžovali abstraktními konstrukty, se kterými se díky opakovaně reformovanému školství buďto vůbec nesetkali, nebo snad i setkali, ale rychle je zapomněli, a od té doby se cítí lépe. V textu se však budeme snažit důsledně rozlišovat mezi pojmy orientace vzhledem k tělním rovinám či osám a postavení vzhledem k jiným tělním segmentům. K dalšímu studiu anatomie a radiologie čtenáře odkazujeme na popisné anatomické či funkčně anatomické a radiologické učebnice, jakož i na zde použitou literaturu, kde také naleznou příslušné nákresy popisovaných struktur a radiologických parametrů.

Oblast FPLC prodělala významné adaptace v souvislosti s vertikalizací do bipední postury [2] a tato adaptace zřejmě stále není ukončena [3]. S tím souvisí vysoká míra interindividuální variability i poměrně časté vývojové odchylky či vady. Současně zde nacházíme řadu znaků pohlavního dimorfizmu, které souvisí s potřebou přiměřeně široké porodní cesty pro relativně velkou hlavičku novorozence a také s potřebou zvládnutí zvýšené zátěže pohybového systému během těhotenství.

Femur

Prvním z významných parametrů proximálního femuru je kolodiafyzární úhel (neck-shaft angle; centrum-collum-diaphyseal angle), tedy úhel, který svírá osa krčku femuru s osou jeho diafýzy. Zde je nutné zdůraznit, že společná rovina těchto dvou os není shodná s rovinou předozadního rentgenového snímku, takže při průmětu těchto os do roviny snímku dochází k perspektivnímu zkreslení jimi svíraného úhlu [4]. Záleží proto mimo jiné i na dodržení standardní polohy pánve a dolních končetin při snímkování [5,6]. Za normu je považováno rozmezí 120–130° [6], přičemž ženy mají obecně vyšší hodnoty než muži [7]. Velikost kolodiafyzárního úhlu koreluje pozitivně s tělesnou výškou, což je důležité vzít v úvahu zvláště u dětí, a naopak negativně koreluje jak s věkem, tak i s indexem tělesné hmotnosti, ale kupodivu ne s vlastní hmotností [7].

Dalším významným parametrem je anteverze krčku (femoral-neck anteversion). Ta je definována jako postavení osy krčku vůči k retrokondylární linii [8], resp. transepikondylární linii [9]. Nejjednodušší je stanovení tohoto úhlu na anatomickém preparátu [10] a poměrně jednoduše lze stanovit i pomocí výpočetní tomografie (CT), nicméně stanovení transepikondylární linie nemá jednotnou metodu [8], stejně jako stanovení osy krčku [11]. Na rentgenovém snímku je stanovení míry anteverze krčku složitější [6], stejně jako při klinickém vyšetření [12] nebo při operaci [8]. Normální hodnota anteverze krčku u dospělého  bývá udávána v rozmezí 15–20°, ale různí autoři se dosti liší, což zřejmě souvisí s rozdíly v použitých metodách [13], nicméně se obecně shodují, že u žen je anteverze výraznější [14]. Zvýšená anteverze může být jediným příznakem dysplazie [15] a časté jsou rozdíly hodnot pravé a levé kyčle téže osoby [9]. Retroverze krčku je chápána různě, obecně jsou to hodnoty nižší než norma anteverze, někdy jsou tak ale označovány jen extrémní případy, kdy osa krčku směřuje za rovinu osy kondylů [16].

Posledním zde zmíněným parametrem proximálního femuru je femorální offset, tedy odsazení, což je vzdálenost mezi středem hlavice a osou femuru [17]. Někteří autoři mylně označují offset jako délku krčku. Obvykle je offset stanovován na předozadním snímku, kde je ale jeho délka díky perspektivnímu zkreslení při standardní anteverzi krčku kratší než ta skutečná, kterou lze stanovit např. pomocí CT [18,19]. Skutečnou délku offsetu lze také změřit během operace, případně přímo na femorální komponentě totální náhrady kyčelního kloubu (THA – total hip arthroplasty).

Acetabulum

Orientaci acetabula určujeme vzhledem k hlavním tělním rovinám, zatímco postavení acetabula popisujeme vzhledem k jiným součástem pohybového systému. Obvykle jako postavení vzhledem k pánvi, resp. k tzv. přední pánevní rovině (APP – anterior pelvic plane), kterou určují obě přední horní spiny a střed horního okraje symfýzy [20–26]. Rozlišování orientace a postavení má praktický význam při zavádění acetabulární náhrady [27].

Pro základní popis orientace acetabula lze využít rovinu okraje acetabula (ARP – acetabular rim plane) nebo na ní kolmou osu acetabula, která prochází jeho středem [21,28–30]. Pro formální zpřesnění popisu bude v dalším textu osa acetabula považována za vektor směřující z acetabula ven. V praxi je stanovení ARP i osy acetabula ztíženo faktem, že okraje acetabula netvoří celý kruh a jsou nerovné i u zdravého kyčelního kloubu [23,29,31], zvláště pak v případě patologií.

Pro zjednodušení anatomického popisu si představme modelovou výchozí orientaci ARP tak, že je zhruba shodná se sagitální rovinou a na ni kolmá osa acetabula je zhruba průsečnicí roviny frontální s rovinou transverzální, což odpovídá úzké šimpanzí pánvi [32]. U člověka je ale pánev proporcionálně širší a díky anteverzi acetabula jsou ARP i jeho osa částečně stočeny ventrálně. Navíc díky inklinaci acetabula jsou ARP i jeho osa částečně skloněny kaudálně. Výsledným postavením lidského acetabula je tedy anteinklinace [33], kdy osa acetabula směřuje laterálně dopředu a kaudálně a stejným směrem také hledí ARP. Tyto změny jsou patrné jak ve fylogenezi, tak i ontogenezi člověka.

Většina autorů používá pojmy anteverze a inklinace acetabula dosti rozdílně a někdy i zcela protichůdně. Základní přehled různých definic anteverze a inklinace acetabula dle Murraye [34] podává tab. 1, i když ani ta neplatí obecně, jak vyplyne z dalšího textu.

Základní zobrazovací metodou je předozadní (AP) rentgenový snímek, na kterém hodnotíme vzdálenosti linií předního a zadního okraje acetabula. Ty se za normálních okolností nekříží, linie zadního okraje probíhá více laterálně. Při retroverzi acetabula se linie předního a zadního okraje kříží, tzv. cross-over sign [6,35]. Již bylo uvedeno výše, že na funkčnost THA má zásadní vliv umístění její acetabulární komponenty. Pro kontrolu výsledku operace jsou v ortopedické praxi využívány parametry eliptického průmětu okraje acetabulární náhrady do roviny rentgenového snímku [36]. Frontální acetabulární inklinační úhel je úhel mezi hlavní osou této elipsy a transverzální rovinou odečtený na AP snímku [22].

Na bočném rentgenovém snímku lze hodnotit orientaci acetabula jako úhel mezi transverzální rovinou a spojnicí anterokraniálního a dorzokaudálního okraje acetabulárního valu. Někteří autoři tento úhel označují jako acetabulární anteverzi [37,38], jiní jako inklinaci [39] nebo anteinklinaci [33], což dobře dokumentuje nejednotnost terminologie. Obdobně jako ve frontální rovině lze v bočné projekci stanovit úhel mezi hlavní osou elipsy okraje acetabulární náhrady a transverzální rovinou, který Lazennec označuje jako sagitální acetabulární inklinační úhel [22] a Yang jako inklinaci [40]. Na bočném snímku lze také hodnotit postavení acetabula v pánvi jako sakroacetabulární úhel svíraný mezi rovinou sakrální báze a spojnicí anterokraniálního a dorzokaudálního okraje acetabulárního valu [41]. U acetabulární náhrady lze při stanovení tohoto úhlu opět využít hlavní osu elipsy jejího okraje [22].

V transverzální rovině je pomocí CT vyšetření zobrazována acetabulární anteverze, přičemž jsou k jejímu hodnocení používány dvě metody. Tou první je stanovení úhlu mezi sagitální rovinou a spojnicí předního a zadního okraje acetabulárního valu [6,42,43], a  to ve třech různých výškách řezu (kaudální, centrální, kraniální) [44]. Druhá metoda nahrazuje sagitální rovinu kolmicí na spojnici středů hlavic obou femurů [6]. Retroverze acetabula se na CT snímku projeví obrácením sklonu spojnice předního a zadního okraje acetabulárního valu [6,44].

Pro anteverzi acetabula neuvádíme žádné normativní hodnoty, protože každá z výše uvedených metod má své vlastní. Obecně však platí, že ženy mají výraznější anteverzi [44,45], což souvisí s pohlavními rozdíly jak ve stavbě pánve, tak i v její orientaci vzhledem k tělním rovinám (obojí viz dále). Míra anteverze má tendenci ke zvyšování spolu s věkem [44], a to významně u dysplastických kyčlí [46], a může být u jednoho jedince stranově různá [44], což je patrnější u mužů, kde je větší vlevo [45].

Z výše uvedeného popisu orientace komponent kyčelního kloubu je zřejmé, že u stojícího člověka směřuje krček femuru a s ním i jeho hlavice kraniálně, mediálně a vpřed, zatímco acetabulum hledí kaudálně, laterálně a vpřed. Vzájemný vztah mezi anteverzí femuru a acetabula vyjadřuje na transverzálním CT snímku úhel krček–acetabulum (collum femoris acetabulum angle), který je svírán osou krčku a spojnicí přední a zadní prominence acetabulárního valu v příslušném řezu. Tento úhel je menší u žen a také u pacientů s koxartrózou [42].

Současná anteverze obou kloubních partnerů má mimo jiné i zásadní vliv na krytí hlavice acetabulem a na stabilitu kyčelního kloubu. Podstatně lepší krytí hlavice acetabulem je při lezení po čtyřech, zatímco chůze po dvou (zadních) končetinách je spojena s relativní extenzí v kyčelním kloubu oproti původnímu postavení a míra krytí hlavice acetabulem je nižší. Současně je kloub ve stoji, a tedy relativní extenzi, lépe stabilizován díky spirálovitému zkrutu vazů [47]. Na AP snímku vyjadřuje míru krytí hlavice femuru acetabulem tzv. lateral centre-edge angle, jinak též Wibergův úhel, který je svírán vertikálou a spojnicí středu hlavice s kraniálním okrajem acetabula [48]. Obdobným způsoben je v sagitální rovině, resp. v takzvaném falešném profilu, hodnocen tzv. anterior centre-edge angle [49], resp. vertical centre-anterior angle. Zlepšení velmi nízké přesnosti tohoto hodnocení nabízí CT [50]. Nižší hodnoty tohoto úhlu mají eny a velmi nízké hodnoty nacházíme u kyčelní dysplazie [50].

Pánev

V rámci vývoje pánev prodělala významné tvarové změny, které lze stručně charakterizovat jako posun od dlouhé, úzké a ploché pánve ke krátké, široké a (předozadně) hluboké. Tyto změny jsou úzce spojeny s bipední chůzí při vzpřímeném držení trupu a s potřebou přiměřeně širokých porodních cest pro relativně velkou dětskou hlavu [2]. Standardně jsou v pánevním pletenci možné pohyby jen malého rozsahu v symfýze a v obou sakroiliakálních kloubech, jejichž tvar a rozsah pohybu závisí mimo jiné na typu pánve [1]. V konečných fázích gravidity a při porodu se rozsah pohybu v těchto pánevních spojeních významně zvyšuje.

V oblasti samotného pánevního pletence je významná šířka pánve, která může být hodnocena radiologicky jako vzdálenost mezi středy hlavic kostí stehenních [51] nebo antropometricky jako distantia bispinalis, bicristalis či bitrochanterica. Významným parametrem frontální roviny je také infrapubický úhel u mužů, resp. oblouk u žen, přičemž posun v označení vyjadřuje rozdíl v míře a ostrosti zakřivení. U mužů svírají dolní raménka kyčelních kostí úhel 50–80°, u žen 90–100° [52].

V sagitální rovině je nejvýznamnější klinickou i rentgenologickou charakteristikou pánve její anteverze či retroverze, které můžeme popsat pomocí řady parametrů, které již byly dříve popsány v samostatném textu [53]. Zde připomínáme nejdůležitější z nich. Zřejmě nejčastěji používaným parametrem orientace pánve je sacral slope (SS), což je úhel, který svírá plocha krycí destičky prvního sakrálního obratle (S1) s transverzální rovinou [41]. Upozorňujeme, že tento parametr není shodný s Lewitovým sklonem kosti křížové, ale je shodný s Lewitovým parametrem sklon krycí destičky S1 [54]. Dalším významným parametrem orientace pánve v sagitální rovině je pelvic tilt (PT), který je charakterizován úhlem mezi frontální rovinou a spojnicí středu hlavice femuru se středem sakrální báze. Pro možnost záměny dodáváme, že termín pelvic tilt bývá používán jako anglický ekvivalent zastřešujícího pojmu sklon pánve a Rivière tak označuje úhel mezi APP a frontální rovinou [27]. Třetí parametr označovaný jako pelvic incidence (PI) je určen úhlem mezi kolmicí na střed sakrální báze a spojnicí středu hlavice femuru se středem sakrální báze [37,55]. Z popisu je zřejmé, že PI není další parametr orientace pánve, ale že charakterizuje postavení pánve vzhledem k hlavici femuru [56]. Z PI se pak odvíjejí další vztahy FPLC a řada autorů ho proto považuje za hlavní parametr tohoto komplexu v sagitální rovině [27,33,56–59], což se odráží i v jeho alternativním označení pelvic base angle [60].

Pelvifemorální úhel (pelvic-femoral angle) je další parametr vzájemného postavení pánve a femuru v sagitální rovině, resp. jde o charakteristiku míry flexe či extenze v kyčelním kloubu. Jedno z ramen tohoto úhlu tvoří spojnice středu sakrální báze a středu hlavice femuru a druhé rameno tvoří linie paralelní s osou diafýzy femuru [39].

Odklon APP od frontální roviny označuje Lazennec jako sagittal pelvic inclination [61] a Rivière jako pelvic tilt [27]. Ve druhém případě pozor na záměnu s jedním ze dvou hlavních parametrů orientace pánve v sagitální rovině (viz výše). Jako referenční rovinu používá Lazennec také tzv. patient functional plane, což je transverzální rovina, ve které leží středy hlavic obou kostí kyčelních. K určení sklonu pánve pak stanovuje úhel mezi touto rovinou a rovinou kolmou na APP [61].

Bederní páteř

Řada parametrů zakřivení anebo orientace páteře v sagitální rovině byla popsána v předchozím článku [53]. Vzhledem k dalšímu textu [1] zde zmiňujeme jen dva z nich. Prvním je Cobbův úhel bederní lordózy (LL). S bederní lordózou souvisí klínovitý tvar bederních obratlů. Druhým parametrem je sagittal vertical axis distance (SVA). Ten je součástí zjednodušené verze tzv. Bordeaux systému [27], jenž bude zmíněn v rámci problematiky THA. Navíc připomínáme význam prezygapofyzeálního úhlu, který svírají obratlové kloubní plochy se sagitální rovinou. Ten bude zmíněn v dalším textu v souvislosti se vzpřímeným držením trupu, bipedií a pohlavním dimorfizmem.

V lumbosakrálním přechodu a vlastní lumbální páteři se relativně často vyskytují anatomické variace typu lumbalizace či sakralizace obratlů a také patologie, jako jsou spondylolistéza a spondylolýza [62].

Závěr

FPLC prodělal během vývoje řadu změn, které umožňují vzpřímený stoj a chůzi a také porod dítěte s relativně velkou hlavičkou. Znalost anatomických poměrů a radiologických parametrů je důležitá pro pochopení funkčních vztahů v rámci FPLC i funkčních vazeb na ostatní součásti pohybového systému a jejich klinické důsledky, které budou předmětem dalšího textu.