[Rothman 7th ed] S1 BASIC SCIENCE - 2. Applied Anatomy of the Spine

2. Applied Anatomy of the Spine

Cervical Vertebrae

• Cervical spine은 해부학적으로 상부와 하부 두 부분으로 나뉜다.
  • Upper cervical spine은 **occiput, atlas (C1), axis (C2)**로 구성되며, 이 부위는 craniocervical junction의 일부이다.
  • Lower cervical spine은 C3–C7을 포함한다.
• Cervical vertebrae의 전형적인 특징은 다음과 같다:
  • 몸통이 작고 uncinate process가 존재.
  • Transverse foramen이 있어 vertebral artery가 통과한다.
  • Spinous process는 이분화되어 있음 (특히 C3–C6).
• C1 (Atlas): Vertebral body가 없고, 두 개의 lateral mass와 이들을 연결하는 anterior/posterior arch로 구성됨.
  • C1 lateral mass는 상방으로는 occipital condyle과 atlanto-occipital joint, 하방으로는 C2 superior articular facet과 atlantoaxial joint를 이룸.
• **C2 (Axis)**는 특유의 구조인 **odontoid process (dens)**를 가지며, 이는 atlantoaxial rotation의 중심축이 된다.
  • Dens는 transverse ligament of the atlas에 의해 유지되며, 이 구조의 손상은 atlantoaxial instability를 유발할 수 있다.
• C3–C7:
  • Vertebral body는 전방에서 후방으로 좁아지며, 상면은 오목하고 하면은 볼록하여 saddle-shaped이다.
  • 양측에 위치한 uncinate process는 상부 인접 척추와 접하면서 **uncovertebral joint (of Luschka)**를 형성.
    • 이 구조는 회전과 측굴 시 안정성을 제공하나, 노화 시 osteophyte 형성으로 nerve root 압박 가능.
• Transverse process는 전방과 후방 결절(anterior/posterior tubercle)로 구성되며, 그 사이의 groove에 spinal nerve가 주행함.
• Transverse foramen은 주로 C6–C1을 따라 vertebral artery가 통과하며, C7은 예외적으로 관통하지 않음.
• **C7 (Vertebra prominens)**는 긴 단일 spinous process를 가지며, transverse foramen이 작고 vertebral artery가 통과하지 않는다.
• Facet joints는 oblique coronal plane을 따라 위치하며, 이는 rotation과 lateral bending을 가능하게 하고, flexion/extension을 제한한다.
• Intervertebral foramen은 pedicle 상·하부의 노치로 형성되며, nerve root가 수직에 가깝게 빠져나간다.
  • Cervical spine의 nerve root는 그 이름보다 하나 위의 intervertebral foramen을 통해 나간다. 예: C6 nerve는 C5–C6 foramen에서 나감.

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Thoracic Vertebrae

• 총 12개의 thoracic vertebrae는 rib cage와 관절을 이루며, spinal stability에 중요한 역할을 한다.
• Vertebral body는 cervical spine보다 크고, 상위에서 하위로 갈수록 점진적으로 커지며, heart-shaped 형태를 가진다.
• 각 vertebral body 양측면에는 costal facet (또는 demifacet)이 존재하며, 이는 rib head와 관절을 형성한다.
  • T1, T10–T12는 entire costal facet를 가지며, T2–T9는 상하 각각 반쪽짜리 demifacet를 형성한다.
• Spinous process는 길고 아래로 향하며, 특히 T5–T8에서 가장 뚜렷하다.
• Transverse process는 T1–T10까지 costal facet를 포함하여 rib tubercle과 관절을 이룬다.
• Pedicle는 vertebral body의 상방 절반에 위치하며, intervertebral foramen은 더 수직적이다.
• Facet joints는 coronal plane에 가깝게 위치하여 rotation을 가능하게 하나, flexion/extension과 lateral bending은 제한된다.

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Lumbar Vertebrae

• 5개의 lumbar vertebrae는 크고 강하며, weight-bearing 기능을 수행한다.
  • Vertebral body는 크고 넓으며, 상면은 오목하고 하면은 볼록하다.
• Pedicle는 두껍고 짧으며, vertebral canal 후벽을 이룸.
• Lamina는 두껍고 넓으며, spinous process는 직사각형 형태로 후방으로 짧게 돌출된다.
• Transverse process는 costal process의 유래이며, 특히 L5에서 가장 두드러진다.
  • 이 외에 mammillary process와 accessory process가 존재함.
    • Mammillary process: superior articular process 후면에 위치.
    • Accessory process: transverse process 기저부에서 후방 돌출.
• Facet joints는 sagittal plane에 가까우며, 이는 flexion/extension에는 유리하지만 rotation에는 제한적이다.
  • Superior facet는 medial, inferior facet는 lateral을 향함.
• Pars interarticularis는 superior/inferior articular process 사이에 위치하며, spondylolysis의 병리학적 주요 부위이다.
• Intervertebral foramen은 인접 pedicle 사이에 형성되며, nerve root는 수평 방향으로 빠져나가고, 이름과 동일한 번호를 가진 nerve root가 해당 수준의 foramen을 통과한다.

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Sacrum

• Sacrum은 5개의 **sacral vertebrae (S1–S5)**가 융합된 구조로, pelvic ring의 후방을 형성한다.
• S1 vertebral body는 크며, 상방에 있는 L5 vertebra와 접하여 lumbosacral junction을 형성하고, 이는 sacral promontory를 이룬다.
• 측면의 넓은 부분은 sacral ala이며, 이 부위는 ilium과 관절하여 sacroiliac joint를 구성한다.
  • Auricular surface라 불리는 이 관절면은 하방으로 좁아진다.
• 후면에는 융합된 spinous process의 흔적이 남아 median sacral crest를 형성하고, 측면으로는 intermediate 및 lateral sacral crest가 위치한다.
• Sacral canal은 윗부분에서 vertebral canal과 연속되며, 하방의 sacral hiatus에서 끝나고, 이는 caudal epidural injection의 접근 경로로 사용된다.
• Anterior와 posterior sacral foramina는 ventral/dorsal rami가 통과하는 통로를 제공한다.

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Coccyx

• Coccyx는 3~5개의 rudimentary vertebrae로 구성되며, spinal canal이 없고 pedicle, lamina, spinous process도 없다.
• 첫 번째 coccygeal segment는 종종 작은 transverse process를 가지며, sacrum과 fibrous joint 또는 synovial joint로 연결된다 (sacrococcygeal joint).
• 기능적으로는 pelvic diaphragm의 지지점 역할을 하며, 특히 levator ani, coccygeus muscle, 그리고 여러 인대가 부착되는 부위이다.
• 외상 또는 분만 시 coccyx에 손상이 발생하면, 만성 통증인 coccydynia로 이어질 수 있다.

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Arthrology of the Spine

Intervertebral Joint

• Intervertebral disc와 vertebral body는 함께 기능적 단위를 이루며, three-joint complex의 일부이다.
• 각 disc는 annulus fibrosus, nucleus pulposus, 그리고 상하의 cartilaginous endplate로 구성된다.
• Intervertebral joint는 symphysis로 분류되며, 안정성과 동시에 소량의 운동성을 제공한다.

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Zygapophyseal Joints (Facet Joints)

• Zygapophyseal joints는 superior와 inferior articular process 사이에서 형성되며, synovial joint에 해당한다.
• 관절면의 배열은 척추 부위별로 다르며, 이는 해당 부위의 운동 양상에 영향을 준다.
  • 예: cervical spine에서는 oblique plane, lumbar spine에서는 sagittal plane 배열.
• 이 관절은 관절낭을 가지며, meniscoid folds 또는 synovial villi가 존재하여 마찰을 줄이고 운동을 완화한다.
• Facet capsule에는 통증 수용체가 풍부하여 facet joint syndrome 시 임상 증상을 유발할 수 있다.

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Uncovertebral Joints (of Luschka)

• C3–C7 사이에 존재하는 uncinate process와 상부 vertebral body의 접합부에서 형성된 반관절 구조.
• Cervical spine에서의 lateral flexion, rotation 안정성에 기여하며, 나이가 들수록 osteophyte가 자라면서 nerve root 압박의 원인이 될 수 있다.

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Craniovertebral Joints

• Atlanto-occipital joint:
  • Occipital condyle과 C1 lateral mass 사이에서 형성된 쌍측 관절.
  • 주된 운동은 flexion/extension, 즉 머리의 끄덕임 동작이다.
• Atlantoaxial joint:
  • 한 개의 median atlantoaxial joint (dens와 anterior arch 사이)와 두 개의 lateral atlantoaxial joint (C1과 C2의 lateral mass 사이)로 구성.
  • 회전 운동의 대부분을 담당하며, transverse ligament가 핵심적인 안정화 인대이다.

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Costovertebral and Costotransverse Joints

• Thoracic spine에서의 ribs는 vertebral body의 costal facet와 transverse process의 transverse costal facet과 관절을 이룬다.
• 이들 관절은 synovial joint로서 rib cage의 확장과 수축에 따른 유연성을 제공한다.

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Ligamentous Structures of the Spine

• Anterior longitudinal ligament (ALL): Vertebral body 전면을 따라 주행하며, extension을 제한한다.
• Posterior longitudinal ligament (PLL): Vertebral canal 내에서 vertebral body 후면을 따라 주행하며, disc herniation을 일정 수준 억제한다.
• Ligamentum flavum: Lamina 사이를 연결하며 탄력성이 뛰어나고, elastic fiber로 구성되어 neutral alignment 유지에 기여한다.
• Interspinous ligament와 supraspinous ligament: Spinous process를 연결하며, flexion을 제한한다.
• Intertransverse ligament: Transverse process 사이에 위치하며, lateral flexion을 제한한다.
• Ligamentum nuchae: External occipital protuberance에서 시작되어 C7 spinous process까지 주행하며, trapezius 근육의 정중앙 부착점 역할도 한다.

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Musculature of the Spine

Superficial Layer (Extrinsic Muscles)

• 주로 upper limb과 scapula의 움직임에 관여.
  • Trapezius, latissimus dorsi, rhomboid major/minor, levator scapulae 등이 포함된다.
  • 이들은 ventral rami 혹은 **cranial nerve XI (accessory nerve)**에 의해 지배받는다.

Intermediate Layer (Extrinsic Respiratory Muscles)

• Serratus posterior superior/inferior가 포함되며, 각각 ribs 상승과 하강에 관여하나, 호흡 기여도는 제한적이다.

Deep Layer (Intrinsic Muscles)

• 척추의 안정성과 움직임을 담당하는 근육군이며, dorsal rami에 의해 지배됨.

주요 그룹:

1. Erector spinae group (lateral to medial):
   • Iliocostalis, longissimus, spinalis.
   • 척추 extension, lateral bending, posture 유지에 기여.
2. Transversospinalis group:
   • Semispinalis, multifidus, rotatores.
   • Rotation, segmental stability, proprioception에 기여.
3. Segmental muscles:
   • Interspinalis, intertransversarii.
   • 인접 척추 사이의 미세 조절 역할 수행.
     
     

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Relationships of the Roots of the Spinal Nerves

• Spinal cord는 대개 L1–L2 수준에서 끝나며, 이후로는 cauda equina가 vertebral canal 내를 주행한다.
• Spinal nerve는 anterior root와 posterior (dorsal) root가 합쳐져 형성되며, dorsal root ganglion을 포함한다.
• 각 spinal nerve는 intervertebral foramen을 통해 나가며, 이후 ventral과 dorsal ramus로 나뉜다:
  • Ventral ramus: 대부분의 somatic plexus 및 말초 신경 형성.
  • Dorsal ramus: posterior spinal muscles와 facet joints, skin의 일부를 지배.
• **Dorsal root ganglion (DRG)**의 위치는 척추 부위에 따라 다양하다:
  • Cervical 및 lumbar spine에서는 대부분 intervertebral foramen 안에 위치.
  • Thoracic spine에서는 foramen 외부 혹은 pedicle 아래쪽에 위치할 수 있다.
• Clinical relevance:
  • DRG의 압박은 radicular pain을 유발하며, 이로 인해 nerve root block이나 rhizotomy의 표적이 된다.

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Anatomy of the Intervertebral Foramen

• Intervertebral foramen은 상하 인접 pedicle 사이 공간으로, spinal nerve, radicular artery, recurrent meningeal nerve, 그리고 epidural fat, lymphatic vessel 등이 통과한다.
• 경계 구조는 다음과 같다:
  • Superior/inferior: 상하 pedicle
  • Anterior: vertebral body, intervertebral disc, posterior longitudinal ligament
  • Posterior: facet joint, ligamentum flavum, capsule
• Foraminal dimension은 flexion 시 증가, extension 시 감소하며, disc degeneration이나 facet hypertrophy로 인해 좁아질 수 있다.
• Nerve root는 일반적으로 foramen 상부를 따라 나가며, 척추 부위별로 그 위치와 주행 경로가 다르다:
  • Cervical spine: nerve root가 거의 수직으로 나가며, foramen anterior/superior에 위치
  • Thoracic/lumbar spine: nerve root는 foramen inferior에 위치하고, caudal migration 가능성 존재
• Clinical implication:
  • Disc herniation은 posterolateral disc margin에서 흔하며, nerve root를 압박할 수 있다.
  • Far lateral herniation은 exiting root를, central/posterolateral herniation은 traversing root를 압박.

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Arterial Supply of the Spine

• 척추의 혈액 공급은 segmental artery를 통해 이루어지며, 이는 aorta에서 유래한다:
  • Cervical spine: vertebral artery, ascending cervical artery
  • Thoracic spine: posterior intercostal artery
  • Lumbar spine: lumbar artery
  • Sacral spine: lateral sacral artery
• 각 segmental artery는 spinal branch를 통해 intervertebral foramen으로 진입하며, 세 가지 가지를 낸다:
  1. Anterior branch → vertebral body와 endplate
  2. Posterior branch → lamina, facet, muscle
  3. Neural branch → spinal cord, nerve root
• 중요한 혈관 중 하나인 artery of Adamkiewicz는 보통 T9–L2 사이 좌측에서 발생하며, anterior spinal artery에 기여한다.
  • 손상 시 anterior cord syndrome 유발 가능.
• Venous drainage는 Batson venous plexus를 통해 이루어지며, valveless 구조로 intra-abdominal/intrathoracic pressure 변화에 민감하다.
  • Metastasis가 척추로 전이되는 경로로 알려져 있다.

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Innervation of the Spine

• Vertebral column의 감각은 주로 **recurrent meningeal nerve (sinuvertebral nerve)**에 의해 이루어진다.
• 이 신경은 spinal nerve에서 기원하거나 sympathetic trunk에서 분지되어 foramen을 통해 역행한다.
  • PLL, annulus fibrosus (outer 1/3), dura, ligamentum flavum, periosteum, blood vessel 등에 분포함.
• Facet joint는 medial branch of dorsal ramus에 의해 지배된다.
  • 이 가지는 인접한 두 개의 facet를 모두 지배하므로, 차단 시 최소 두 레벨에서 시행해야 한다.
    • 예: L4–L5 facet 차단 시, L3, L4 medial branch를 모두 차단.
• Muscle, ligament, periosteum은 dorsal ramus를 통해 감각 및 운동신경 지배를 받는다.

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Spinal Motion Segment

• Spinal motion segment는 척추의 기능적 단위이며, 두 개의 인접한 vertebral bodies, 그 사이의 intervertebral disc, 상하의 facet joints, 그리고 관련 ligaments, muscle, neural structures를 포함한다.
• 이 단위는 three-joint complex라고도 하며, 각각의 구성 요소는 서로 상호작용하여 stability와 mobility를 조절한다.
• Disc height, facet joint orientation, ligament tension, muscle force, loading axis는 motion segment의 운동 범위 및 패턴에 영향을 준다.
• Motion pattern:
  • Cervical spine: flexion/extension, rotation, lateral bending 모두 가능한 triaxial motion
  • Thoracic spine: rib cage, facet orientation으로 인해 rotation은 가능하나 flexion/extension은 제한됨
  • Lumbar spine: sagittal facet alignment로 인해 flexion/extension은 잘 일어나나 rotation은 제한됨

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Types of Motion

• Flexion/Extension:
  • Sagittal plane 운동으로, intervertebral disc의 nucleus pulposus는 굴곡 시 후방으로, 신전 시 전방으로 이동한다.
  • 신전은 facet impaction 및 spinous process approximation으로 제한된다.
• Lateral Bending:
  • Coronal plane 운동으로, facet sliding, disc compression, ligament tension이 관여한다.
  • 반대측 intertransverse ligament 및 annulus fibrosus가 긴장되며, 동측은 압축된다.
• Rotation:
  • Axial plane 운동으로, facet joint orientation과 disc shear resistance에 의해 제한된다.
  • 특히 lumbar spine에서는 sagittal facet 구조로 인해 제한적이다.
• Coupled Motion:
  • 척추의 운동은 하나의 축에서만 일어나지 않고, 동시에 다른 축의 움직임이 수반되며 이를 coupled motion이라 한다.
    • 예: cervical spine의 lateral bending은 동시에 ipsilateral rotation을 동반함.

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Spinal Biomechanics

• Load transmission:
  • **Anterior column (vertebral body + disc)**는 전체 체중의 약 80~90%를 지지하며,
  • **Posterior column (facet joints)**는 약 10~20%를 분담한다.
• Facet joint loading은 자세에 따라 변화하며, extension에서는 후방 지지가 증가한다.
  • Degeneration 또는 disc height loss 시 facet loading 증가 → arthropathy 진행
• Annulus fibrosus는 tensile stress에 저항하며, collagen fiber 배열이 서로 교차되어 rotation 및 flexion 시 안정성을 제공한다.
• Nucleus pulposus는 hydrostatic gel로서 축방향 압력을 radial force로 분산시키며, 이는 annulus로 전달됨.
  • 체중이 실리면 수분이 빠져나가고, 이완 시 다시 흡수되어 diurnal variation in disc height가 생긴다.
• Ligamentum flavum은 지속적으로 긴장된 pre-stress tension 구조이며, 척추관 내부로의 infolding을 막는다.

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Spinal Kinetics

• Moment (torque): 일정한 distance (lever arm) 상에 가해진 force에 의해 발생하며, 척추의 운동에 영향을 준다.
• Compressive load, shear load, bending moment, torsional moment는 모두 motion segment에 작용하는 주요 힘이다.
• Neutral zone: 관절 운동의 시작 구간으로, 저항이 거의 없는 범위.
  • 이 영역은 stability의 주요 지표로, 넓어질수록 불안정성을 의미한다.
• Spinal stability는 다음 세 가지 요소에 의해 유지된다:
  1. Passive subsystem: bones, ligaments, disc
  2. Active subsystem: muscles와 tendon
  3. Neural control subsystem: 자세 및 움직임의 조절
• 세 요소의 균형이 깨지면 clinical instability, 즉 정상 범위를 넘는 abnormal motion이 발생할 수 있다.

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Sacroiliolumbar Arterial System

• Sacroiliolumbar arterial system은 posterior iliac spine, iliac crest, sacroiliac joint, sacrum, adjacent lumbar vertebrae 등에 혈류를 공급하는 anastomotic arterial network이다.
• 이 시스템은 다음과 같은 동맥 가지들로 구성된다:
  • Iliolumbar artery
  • Lateral sacral artery
  • Superior gluteal artery
  • Lumbar artery
  • Median sacral artery
• Iliolumbar artery는 internal iliac artery의 후방 가지에서 기원하며, lumbar branch와 iliac branch로 나뉜다.
  • Lumbar branch는 psoas muscle과 quadratus lumborum을 관통하여 L5 vertebra의 측방을 따라 주행한다.
• 이들은 서로 astomosis를 이루어 안정적인 collateral circulation을 형성하며, 특히 lumbosacral fusion이나 posterior approach surgery 시 출혈 위험이 있는 구조이므로 주의가 필요하다.

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Vertebral Arterial System

• Vertebral artery는 subclavian artery에서 기원하며, 다음 네 구간으로 나뉜다:
  1. V1: subclavian artery에서 C6 transverse foramen 진입 전까지
  2. V2: C6–C2 transverse foramen을 관통
  3. V3: C2에서 나와 후방으로 회전하여 C1 posterior arch를 따라 주행
  4. V4: dura를 통과하여 foramen magnum 내에서 contralateral vertebral artery와 합류하여 basilar artery 형성
• V2 segment는 transverse foramen 내에서 cervical spine rotation에 영향을 받으며, vertebral artery insufficiency와 관련 있다.
• V3 segment는 상대적으로 고정되지 않아, hyperextension이나 rotation trauma 시 손상 위험이 높다.

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Collateral Circulation and Arterial Variations

• 척추 동맥계에는 다양한 collateral pathways가 존재하여 한 동맥이 손상되더라도 비교적 안정적인 혈류 공급이 가능하다.
  • 예: deep cervical artery, ascending cervical artery, occipital artery는 vertebral artery와 연결 가능.
• Arterial variation은 임상적으로 중요하며, 특히 수술 시 dominant vertebral artery 확인이 필수적이다.
  • Hypoplasia는 보통 left vertebral artery보다 right에서 흔하다.
• Artery of Adamkiewicz의 위치와 분지 형태도 수술 전 angiography로 반드시 확인해야 하며, 대부분 T9–L2 사이에서 좌측에서 기원한다.

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Venous Anatomy of the Spine

• 척추의 정맥계는 valveless venous plexus 구조이며, epidural space를 따라 광범위하게 분포한다.
  • Internal vertebral venous plexus: epidural space 내에 위치
  • External vertebral venous plexus: vertebral body 외측 및 후방 구조를 따라 분포
• 이 정맥계는 서로 연결되어 Batson plexus라고도 하며, valve가 없기 때문에 abdominal pressure, intrathoracic pressure 변화에 따라 역류가 발생할 수 있다.
• Clinical relevance:
  • Pelvic organ malignancy, prostate cancer, breast cancer 등에서 spine metastasis가 발생하는 주요 경로 중 하나이다.
  • 수술 시 epidural venous bleeding의 원인이 되기도 하며, hypotensive anesthesia 및 venous pressure control이 중요하다.

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Lymphatic and Cerebrospinal Fluid Circulation

• 척추 구조물에 대한 lymphatic drainage는 상대적으로 적게 연구되었으나, paravertebral lymph nodes, preaortic lymph nodes, retroaortic lymph nodes가 주요 경로이다.
• **Cerebrospinal fluid (CSF)**는 subarachnoid space를 따라 순환하며, 뇌실계에서 생성되어 arachnoid villi를 통해 venous system으로 흡수된다.
• 척수 부위에서는 ependymal cell이 CSF 흐름에 기여하며, 척수 손상 또는 병변 시 CSF 순환 장애가 syringomyelia 등을 유발할 수 있다.

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Lateral Spinal Arteries of the Cervical Cord

• Cervical spinal cord는 혈류 공급이 풍부하며, 주요 공급원은 다음과 같다:
  • Anterior spinal artery
  • Paired posterior spinal arteries
  • Lateral spinal arteries
• Lateral spinal arteries는 보통 vertebral artery의 분지로, anterior spinal artery와 posterior spinal artery 사이의 경계를 메우는 역할을 한다.
• 이들은 주로 cervical cord의 lateral funiculus, anterior horn, ventral root, dorsal horn에 분포하며, central grey matter까지 일부 침투한다.
• 혈류 공급은 redundancy가 높아, 한 혈관의 폐쇄만으로는 기능 손상이 일어나지 않을 수 있으나, radiculomedullary arteries가 부족할 경우 watershed zone에서 허혈 위험이 존재한다.
• Cervical cord infarction은 드물지만, 외상, 수술 중 artery of cervical enlargement 손상, 또는 embolism으로 발생할 수 있다.

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Vascular Territories and Infarction Syndromes

Anterior Spinal Artery Syndrome

• Anterior spinal artery는 spinal cord 전방 2/3를 관류하며, 특히 anterior horn, spinothalamic tract, anterior corticospinal tract에 중요하다.
• 손상 시 특징적 증상:
  • Motor paralysis (bilateral): anterior horn 또는 corticospinal tract 침범
  • Pain and temperature loss: spinothalamic tract 침범
  • Position/vibration sense preservation: dorsal column은 보존됨
• 원인: aortic dissection, vascular surgery, hypotension, embolism, 드물게는 spinal AVM rupture

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Posterior Spinal Artery Syndrome

• 드물며, dorsal column 기능 저하가 주증상이다:
  • Ipsilateral proprioception loss
  • Ataxia
  • Gait disturbance
• 드물게 posterior horn 침범 시 segmental pain이나 dysesthesia가 동반될 수 있다.

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Watershed Infarction

• Radiculomedullary artery의 공급이 적은 thoracolumbar junction 또는 cervical cord에서 발생 가능.
• Hypoperfusion, surgical clamping, embolism 등으로 유발되며, 증상은 비특이적일 수 있다.

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Arterial Variants and Surgical Considerations

• Artery of Adamkiewicz는 주로 left T9–L2 사이에서 발생하며, anterior spinal artery에 주된 혈류를 공급한다.
  • 이 동맥은 radiculomedullary artery 중 가장 크며, surgical injury 시 paraplegia를 유발할 수 있다.
• Vertebral artery의 해부학적 변이는 많아, dominant vertebral artery의 분포와 경로는 수술 전 angiography로 파악하는 것이 중요하다.
• Thoracic aortic aneurysm repair, spinal instrumentation, deformity correction surgery 등에서 spinal cord ischemia 예방을 위한 혈관 보존 전략이 필요하다.

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Functional Anatomy of the Spine

Sensory Pathways

• 척수의 감각 전달 경로는 크게 두 가지로 나뉜다:

1. Dorsal Column–Medial Lemniscus Pathway

• Discriminative touch, proprioception, vibration 감각을 전달한다.
• 1차 뉴런은 dorsal root ganglion에서 시작하여 fasciculus gracilis(하반신)와 fasciculus cuneatus(상반신)를 통해 medulla까지 올라간다.
• Medulla에서 2차 뉴런으로 교차되어 medial lemniscus를 따라 thalamus, 이후 somatosensory cortex로 전달된다.
• 병변 시 ipsilateral proprioception loss 발생.

2. Spinothalamic Tract (Anterolateral System)

• Pain, temperature, crude touch 전달을 담당한다.
• 1차 뉴런은 dorsal horn에서 2차 뉴런과 시냅스를 맺고, anterior white commissure를 통해 반대편으로 교차하여 상승한다.
• 병변 시 contralateral pain and temperature loss 발생.

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Motor Pathways

1. Corticospinal Tract

• 주된 voluntary motor pathway이며, 두 경로로 나뉜다:
  • Lateral corticospinal tract: medullary pyramidal decussation을 거쳐 반대쪽으로 내려옴. distal muscle 조절.
  • Anterior corticospinal tract: 교차 없이 내려오다 spinal level에서 일부 교차. axial muscle 조절.
• 병변 시 upper motor neuron signs (spasticity, hyperreflexia, Babinski sign 등) 나타남.

2. Extrapyramidal Tracts

• Vestibulospinal, reticulospinal, rubrospinal, tectospinal tracts 등이 포함되며, 자세 유지, 반사 조절, 시각적 자극 반응 등에 관여한다.

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Upper vs. Lower Motor Neuron

• Upper motor neuron (UMN) 병변:
  • Spasticity, hyperreflexia, clonus, Babinski sign
  • 병변은 cortex, brainstem, 또는 spinal cord 내에서 발생
• Lower motor neuron (LMN) 병변:
  • Flaccid paralysis, muscle atrophy, fasciculations, hyporeflexia
  • 병변은 anterior horn, nerve root, peripheral nerve 등에서 발생
• 임상적으로 UMN vs. LMN 징후는 병변 위치 및 범위를 파악하는 데 필수적이다.

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Autonomic Pathways

• Sympathetic nervous system: T1–L2 수준에서 기원하며, intermediolateral cell column에 위치
  • White rami communicantes를 통해 sympathetic chain으로 진입
• Parasympathetic nervous system: Cranial nerves 및 S2–S4 수준에서 기원
• Autonomic dysfunction은 neurogenic shock, orthostatic hypotension, bladder/bowel/sexual dysfunction 등으로 나타날 수 있으며, 특히 high spinal cord injury에서 중요하다.

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Proprioception and Coordination

• Spinocerebellar tracts (dorsal/ventral)는 unconscious proprioception을 전달하여 balance, coordination에 기여
• Dorsal spinocerebellar tract: muscle spindle, Golgi tendon organ 정보 전달, 교차하지 않고 cerebellum으로 전달
• 병변 시 ipsilateral ataxia 발생