专业分享 | 脊柱生物力学之脊柱生物学功能、运动功能、关节活动度

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楼主 2020-01-13 16:25:40
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脊柱是人体的中轴,由脊椎骨、椎间盘、椎间关节和椎旁各关节、韧带及肌肉紧密连结而成。椎管是各脊椎的椎孔连贯而成,内容脊髓。成人整个脊柱从正面观为一直线,从侧面观分为四个弯曲:颈部向前凸、胸部向后凸、腰部向前凸、骶部向后凸(如图1)。

图1:脊椎正侧位观

这些弯曲是适应人体直立行走的姿势,在生长发育的过程中逐步形成。初生儿脊柱是向后凸成弧形的,随着可以抬头及起坐,颈部前凸即逐步出现,胸部后凸也显得明显,等到学会行走后,颈部和腰部向前的弯曲才显著发展形成(如图2)。

图2:新生儿脊椎发育




一、脊柱的生物学功能


▐ 1、支持体重、传递重力、保护脊髓和神经根。

脊柱力学分析


▐ 2、参与形成胸腔、腹腔及骨盆腔。

脊柱参与形成胸腔、腹腔及骨盆腔。


▐ 3、支持和附着四肢与躯干联系的肌肉和筋膜。

脊柱附着的部分肌肉和筋膜




二、脊柱的运动功能


▐ 1、脊柱运动功能

脊柱有前屈、后伸、左右侧屈及左右旋转的运动功能。


▐ 2、髓核是脊柱运动的杠杆作用支点


在脊柱运动时,椎间盘的髓核成为杠杆作用的支点。由于生理弯曲存在,胸椎椎间盘髓核在中央,而颈及腰椎髓核偏后。其髓核前方的纤维环比后侧强而厚,前纵韧带亦较后纵韧带强而有力,当仰头、伸腰时,椎间盘后方受挤压髓核向前移动。反之,低头、弯腰时,髓核向后推挤。如用力过度,后纵韧带和后方纤维环易发生损伤破裂而使髓核发生突出,尤其在椎间盘已有退变的基础上更易发生椎间盘突出。


由于脊椎各段的后关节面排列方向不同,其旋转轴心亦各异。后关节面颈椎近似水平面,胸椎呈冠状面,而腰椎呈矢状面。同时由于各段椎间盘中髓核位置不同,在脊柱运动时颈部和腰部旋转的轴心位于椎管后部与椎板联合处,胸部的旋转轴心在椎间盘中心。




三、脊柱的关节活动度


整条脊柱中以颈、腰段活动度较大,故较易受伤,胸椎因有肋骨、胸廓的支持,受伤机会相对较少,但人们用双臂劳动肩胛区软组织劳损则相对较多。


▐ 1、颈椎活动度

颈椎处于负担较大重量的头颅与活动较少的胸椎之间,活动度大又要支持头部平衡,故易致劳损,尤以下位颈椎为多见。


▐ 2、胸椎活动度

当老年颈、胸椎椎间盘退变而引|起椎间失稳时,肩胛区软组织慢性劳损即加剧,下颈、上胸段脊椎失稳而易发生脊椎错位,继而引起内脏功能障碍。


▐ 3腰椎活动度

腰椎亦处于较稳固的胸廓与骨盆之间,为人体之中点,在运动中受剪性应力最大,并在脊柱形似宝塔的形状中处于基底部位,承受重力最大,故亦易受劳损。其发病率亦以下腰椎为多见,因腰椎做伸屈运动时,其运动范围约75%发生于第5间隙;20%发生于第4间隙;只有5%发生于1-3间隙。




总结


由此可见,各段脊椎在传递重力及旋转运动中,由于各段后关节方向不同,当用力过度或用力不当,较易损伤脊椎各段交界处。临床常见的枕环关节错位引起头昏头痛,颈胸交界处错位引起颈肩综合征,胸腰交界处错位出现肠功能紊乱。



通过对脊柱生物力学的研究,为脊柱伤病的防治提供了不少的新概念和新理论,对临床工作,特别是对理解脊椎关节错位、指导手法操作具有重要意义。





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