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Intraforaminale Ligamente der lumbalen Neuroforamina

​​​​Steinke_01.jpg(EN: Extra- and intraforminal Ligament Diagnosis)​​​​​​​​​​​​​

Der wichtige und ganz zentrale Spinalnerv passiert die Lendenwirbelsäule im oberen Teil eines doch recht großen Loches, den Neuroforamen. Hier sind sie leicht fixiert. Genau diese Fixation schauen wir uns näher an, weil wir glauben, dass diese Bänder sich verändern können, und genau zu solchen Problemen führen, wie sie größere Strukturen verursachen können, etwa die Zwischenwirbelscheibe. Veränderungen der Zwischenwirbelscheibe erkennt der Radiologe sehr gut. 

Nach unseren ersten anatomischen Befunden sind auch die Bänder der lumbalen Neuroforamina gut zu erkennen. Inwiefern sie sich verändern, bleibt zu zeigen. Eine sogenannte "okkulte" Stenose, also, eine Erkrankung ohne ein anatomisches Korrelat, halten wir für unwahrscheinlich. 

Kein Porträtfoto vorhanden ​PD Dr. Hanno Steinke

Publikationen

Telefon: 0341 - 97 22003
E-Mail: hanno.steinke@medizin.uni-leipzig.de​
Bild eines lächelnden Mannes

Prof Dr. med. habil. Christoph-Eckhard Heyde
Geschäftsführender Klinikdirektor der Klinik und Poliklinik für Orthopädie, Unfallchirurgie und Plastische Chirurgie

Medizinischer Leiter des ZESBO

T​elefon: 0341 - 97 22003
E-Mail:  christoph-eckhard.heyde@medizin.uni-leipzig.de

Intraforaminale Ligamente der lumbalen Neuroforamina​

Hanno Steinke in Kooperation mit Christoph Heyde (Medizinische Fakultät), Dina Wiesbicki (Orthopädie), Anna Völker (Orthopädie), Jeanette Henkelmann (Radiologie), Charlotte Kulow (Anatomie)

Gefördert durch Deutsche Arthrose-Hilfe​ (DAH) 

1. Anatomie der intraforaminalen Ligamente

Im Bereich der Lenden​wirbelsäule passiert der wichtige und zentrale Spinalnerv den oberen Teil einer größeren Öffnung, dem sogenannten Neuroforamen. In diesem Neuroforamen befinden sich um den Spinalnerven auch bindegewebige Strukturen, welche bandartig die Randbegrenzungen des Formanes verbinden. Wir nennen diese Bänder die intraforaminalen Ligamente.
Zur Darstellung der Bänder färbten wir Körperscheiben von Präparaten der Lendenwirbelsäule mit modifizierten Bindegewebsfärbungen (Giemsa-Färbung und Färbung mit Schiff's Reagenz) an, welchen wir in Vorprojekten entwickelten [1]. 

Fig6.jpg

An den gefärbten, plastinierten Körperscheiben konnten wir nachweisen, dass diese intraforaminalen Ligamente im Bereich der lumbalen Neuroforamina als regelhafte anatomische Strukturen vorzufinden sind und den Spinalnerven mehrheitlich nicht berühren [2]. Anhand ihres Verlaufes konnten wir die Bänder in drei anatomische Kompartimente einteilen: die erste Gruppe verläuft außen und horizontal am Neuroforamen, die zweite Gruppe weiter innen und vertikal und die dritte Gruppe ganz innen, nahe der Dura mater, mit makroskopisch sichtbaren Verbindungen zum Spinalnerven. Die Bänder nehmen von innen nach außen an Dicke zu. 

2. Darstellung der intraforaminalen Ligamente in klinischer Bildgebung 

Wir konnten die intraforaminalen Ligamente bereits in zu den o. g. Körperscheiben korrelierender Bildgebung (Computertomographie (CT), Magnetresonanztomographie (MRT)) derselben Körperspender zeigen [2]. 

MRT-Bild der Lendenwirbelsäule

In einer Folgearbeit gelang es uns, die Bänder auch in MRT-Bildern der Lendenwirbelsäule von wirbelsäulen-gesunden Probanden aufzusuchen und mithilfe spezieller MRT-Sequenzen sicher von den Gefäßen im Neuroforamen zu unterscheiden [3]. 

3. Rolle der intraforaminalen Ligamente bei stenosierenden Erkrankungen der Wirbelsäule 

Eine unserer Folgehypothese besagt, dass sich die intraforaminalen Ligamente im Krankheitsfall mit verändern und sich diese Veränderungen auch auf den Spinalnerven auswirken. Durch kleinste Veränderungen, die man im MRT bisher bemerkt, könnten, so unsere Vermutung, stenotische Erkrankungen entstehen, die potenziell an der Entstehung von Rückenschmerzen beteiligt sind. Einer weiteren Folgehypothese gehen wir nach, die postuliert, dass sich die Bänder im Neuroforamen auch im Wasser- und/oder Kollagengehalt verändern. ​​​​​

englischsprachige Projektbeschreibung

The lumbar spinal roots pass through the upper part of intervertebral foramen (Neuroforamen). However, they are fixed by ligaments which are the focus of our work. Each motor root travels anteromedial to the sensory portion. Both roots travel downward passing the frontal plane diagonally. In the intervertebral foramen they merge with these ligaments reaching the periphery. Physicians are aware of discrepancies between a lack of radiologic findings and syndromes, which are typical for spinal canal or foraminal stenosis. We think that degenerative changes of extra- and intraforaminal ligaments or the surrounding soft tissue could be responsible for evoking such phenomena, similar to the k​nown discogenic or stenotic diseases where a diagnosis is proven with a radiologic correlate. Thus, even without visible changes in radiological imaging these diseases, also known as “occult” stenosis, may occur. With support from Deutsche Arthrose-Hilfe (German Arthrosis Society) we investigate these reins-like ligaments, or “connectives“, holding and tightening the spinal nerves through the lumbar intervertebral foramina. (funded by Deutsche Arthrose-Hilfe)


PROJECT

The role of connective tissue in discogenic and stenotic syndromes

Hanno Steinke in Cooperation with Christoph Heyde (medical faculty), Dina Wiesbicki (orthopedics), Anna Völker (orthopedics), Jeanette Henkelmann (radiology), Charlotte Kulow (anatomy​)

Funded by Deutsche Arthrose-Hilfe (DAH) P365-A687-Josten-EP4-heyd1-wirbelsäule-pr-111-1 Ok-2016-18

Our main hypothesis is that extra- and intraforaminal ligaments (EILs) are anatomical entities made of collagen. We assume that the healthy (waterbed-like) construction of an intervertebral disc depends on taut radial surrounding ligaments which are part of the intervertebral foramen. We are able to stain different collagen types close to the intervertebral foramen in plastinates (Fig. 1), confirmed by correlative Western Blotting.

In our second hypothesis we state that a pathological turnover of collagen types of these EILs close to the surface of the spinal nerve may cause spinal diseases. These are comparable to macroscopic degenerative changes. EILs are connected to caudal ligaments of the intervertebral disc and to the lower pedicle as well as to the ligamenta flava (Fig. 1). EILs also reach the ligaments of the facet joint. Due to these connections a minimal change in EILs may evoke symptoms, which are similar to pressing these ligaments by a thickened intervertebral disk (Nucleus pulposus prolapse, osteophytes) or by ligamenta flava hypertrophy, which is visible in MRI.

In our third hypothesis we postulate that a change of the collagen type II of the ligamenta flava leads to symptoms of a degenerative disease. Therefore even symptoms of facet joint diseases could be “invisble”. Degenerative changes seen in malexpression of collagen in the capsula of the facet joint may cause lower back pain without pathological findings in the MRI. This condition may happen as an early stage of degenerative disease.

Our hypotheses are based on surgical and postmortem human tissue samples.​​​

Publikationen und Quellen

  • Steinke, H., Wiersbicki, D., Speckert, M. L., Merkwitz, C., Wolfskämpf, T., & Wolf, B. (2018). Periodic acid-Schiff (PAS) reaction and plastination in whole body slices. A novel technique to identify fascial tissue structures. Annals of Anatomy-Anatomischer Anzeiger, 216, 29-35.
  • Wiersbicki, D., Völker, A., Heyde, C. E., & Steinke, H. (2019). Ligamental compartments and their relation to the passing spinal nerves are detectable with MRI inside the lumbar neural foramina. European Spine Journal, 28, 1811-1820.
  • Henkelmann, J., Wiersbicki, D., Steinke, H., Denecke, T., Heyde, C. E., & Voelker, A. (2022). In vivo detection of the lumbar intraforaminal ligaments by MRI. European Spine Journal, 31(4), 882-888.​​
  • Abbildungen aus Wiersbicki et al. 2019 [2]


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