1、人體解剖學教研室人體解剖學教研室 王富強王富強應用解剖學 脊 柱 區 Vertebral region脊脊 柱柱 區區一、概述一、概述二、軟組織：二、軟組織： (一一)淺層結構；淺層結構；(二二)深筋膜；深筋膜； (三三)肌層；肌層； (四四)深部的血管和神經深部的血管和神經 三、脊柱應用解剖學三、脊柱應用解剖學 (一一)概述；概述；(二二)結構特點；結構特點；(三三)椎骨的連結椎骨的連結 (四四)椎管及其內容物椎管及其內容物 椎管椎管 脊髓被膜和脊膜腔脊髓被膜和脊膜腔 脊神經根脊神經根 四、脊柱的生物力學四、脊柱的生物力學一、概述一、概述（一）境界（一）境界上界：枕外隆凸、上項線上界：枕外隆

2、凸、上項線下界：尾骨尖下界：尾骨尖 斜方肌前緣斜方肌前緣 三角肌后緣上份三角肌后緣上份兩側界兩側界 腋后線腋后線 髂嵴后份髂嵴后份 髂后上棘髂后上棘尾骨尖尾骨尖(二二) 分區分區 項區項區 背區背區 腰區腰區 骶尾區骶尾區二、軟組織二、軟組織 (一)淺層結構1皮膚 2淺筋膜3皮神經4淺血管 （二）深筋膜1 項筋膜2 胸腰筋膜(三三)肌層肌層 第一層：第一層： 斜方肌 背闊肌 腹外斜肌后部斜方肌斜方肌背背闊闊肌肌(三三)肌層肌層 第二層：第二層： 1.夾肌 2.肩胛提肌 3.菱形肌菱形肌 4.上后鋸肌 5.下后鋸肌 6.腹內斜肌后部2654菱形肌菱形肌第三層：第三層： 豎脊肌 腹橫肌后部(三三)

3、肌層肌層 豎豎脊脊肌肌(三三)肌層肌層 第四層：第四層： 枕下肌 橫突棘肌 橫突間肌 橫突間肌橫突間肌（四）深部血管神經（四）深部血管神經肋間后動脈肋間后動脈胸神經胸神經聽診三角聽診三角聽診三角聽診三角腰下三角腰下三角腰下三角腰下三角三、脊柱應用解剖學三、脊柱應用解剖學(一)概述： 組成、功能頸椎： 椎體鉤椎體鉤 唇緣唇緣各部椎骨結構形態特點：各部椎骨結構形態特點：椎骨結構形態特點：椎骨結構形態特點：胸椎胸椎椎骨結構形態特點：椎骨結構形態特點：腰椎腰椎: 側隱窩側隱窩側隱窩側隱窩(三三)椎骨的連結椎骨的連結 1.關節突關節 2.椎弓間的連結 3.椎體間的連結 1.關節突關節關節突關節 相鄰椎骨

4、上、下關節突的關節面構成，相鄰椎骨上、下關節突的關節面構成，屬平面關節。屬平面關節。關節突關節關節突關節2.椎弓間的連結椎弓間的連結1）黃韌帶）黃韌帶ligamenta flava2）棘間韌帶）棘間韌帶 interspinal ligamenta3）棘上韌帶）棘上韌帶 sapraspinal ligamenta 項韌帶項韌帶ligamentum nuchae4）橫突間韌帶）橫突間韌帶interansverse ligamenta黃韌帶黃韌帶棘間韌帶棘間韌帶棘上韌帶棘上韌帶項韌帶項韌帶橫橫突突間間韌韌帶帶3.椎體間的連結椎體間的連結前縱韌帶 anterior longitudinal ligam

5、enta后縱韌帶 posterio longitudinal ligamenta椎間盤 intervertebral disc 前縱韌帶前縱韌帶后縱韌帶后縱韌帶椎間盤椎間盤形態、結構形態、結構椎間盤的生長與發育椎間盤的生長與發育椎間盤血液供應椎間盤血液供應椎間盤神經支配椎間盤神經支配椎間盤的功能及生理特點椎間盤的功能及生理特點椎間盤病變的解剖基礎椎間盤病變的解剖基礎 椎間盤椎間盤 23個個(1、2頸椎間無椎間盤頸椎間無椎間盤) 軟骨板軟骨板 椎間盤椎間盤 纖維環：致密膠原纖維、彈性纖維纖維環：致密膠原纖維、彈性纖維 髓核：脊索殘留物髓核：脊索殘留物 一、一、 形態、結構形態、結構軟骨板軟骨板

6、椎體上下軟骨面椎體上下軟骨面功能：功能： 1. 可以承力，防止椎骨受壓。可以承力，防止椎骨受壓。 2. 半透膜功能，水分擴散至椎間盤。半透膜功能，水分擴散至椎間盤。 椎間盤 纖維環纖維環 結構特點及功能：結構特點及功能： 1.前外側部寬，后部窄，層次少。纖維在兩個前外側部寬，后部窄，層次少。纖維在兩個椎體間斜行，交叉甚至垂直排列。椎體間斜行，交叉甚至垂直排列。 2.節制韌帶作用，制約脊柱旋轉運動。節制韌帶作用，制約脊柱旋轉運動。 髓核髓核 彈性，半流體的膠狀物質彈性，半流體的膠狀物質(粘多糖粘多糖)，含，含85%水份及退化的脊索殘余。水份及退化的脊索殘余。 椎間盤厚度椎間盤厚度 脊柱各部椎間盤

7、的厚薄不一，凡運動較多的脊柱各部椎間盤的厚薄不一，凡運動較多的部位，椎間盤較厚。椎間盤的總厚度約占整個脊部位，椎間盤較厚。椎間盤的總厚度約占整個脊柱全長的柱全長的32%。 椎間盤發生退行性變，其高度變小，致使相椎間盤發生退行性變，其高度變小，致使相應的椎間關節及鉤椎關節關系發生紊亂而導致骨應的椎間關節及鉤椎關節關系發生紊亂而導致骨質增生。質增生。 椎間盤的生長與發育椎間盤的生長與發育 過渡區：代謝活躍，細胞分裂明顯，視為髓核生長板。過渡區：代謝活躍，細胞分裂明顯，視為髓核生長板。 椎間盤血液供應椎間盤血液供應 胎、幼兒時期：胎、幼兒時期：背側背側腹側腹側 椎間盤椎間盤A 軟骨板軟骨板 椎間盤椎

8、間盤軸向軸向 成人椎間盤幾乎完全無血管，椎間盤營養主要靠椎成人椎間盤幾乎完全無血管，椎間盤營養主要靠椎體內血管經軟骨板彌散供給。體內血管經軟骨板彌散供給。 彌散過渡區過渡區 椎間盤神經支配椎間盤神經支配 脊膜支：脊膜支：(神經纖維是否進入纖維環意見不一神經纖維是否進入纖維環意見不一) 1、切斷脊膜支可使椎間盤、后縱韌帶、硬脊膜、切斷脊膜支可使椎間盤、后縱韌帶、硬脊膜的本體感覺喪失。的本體感覺喪失。 2、脊膜支受刺激時可引起腰部及股后肌群反、脊膜支受刺激時可引起腰部及股后肌群反射性痙攣及腰腿痛，射性痙攣及腰腿痛， 椎間盤的功能及生理特點椎間盤的功能及生理特點 1.椎體間的連結與支持；椎體間的連結

9、與支持； 2.承受身體的重力，吸收施加于脊柱的力并承受身體的重力，吸收施加于脊柱的力并 重新分布，有平衡緩沖外力的作用；重新分布，有平衡緩沖外力的作用； 3.制約脊柱各種活動。制約脊柱各種活動。 髓核髓核 1、髓核在椎體與椎間盤之間起到液體交換作用；、髓核在椎體與椎間盤之間起到液體交換作用； 2、椎間盤在吸收液體如發生改變，不僅影響椎、椎間盤在吸收液體如發生改變，不僅影響椎間盤的間盤的 穩定性，而且可使椎間盤變性；穩定性，而且可使椎間盤變性； 3、髓核的功能取決于上、下軟骨板及其纖維環、髓核的功能取決于上、下軟骨板及其纖維環是否完好。髓核的半流體性質允許它在脊柱運動是否完好。髓核的半流體性質允

10、許它在脊柱運動中改變形態，從而很好地完成其功能。中改變形態，從而很好地完成其功能。椎間盤病變的解剖基礎椎間盤病變的解剖基礎 椎間盤突出椎間盤突出 髓核或纖維環、或兩者向椎管或椎間孔髓核或纖維環、或兩者向椎管或椎間孔 (椎間管椎間管)突出。突出。 1.椎間隙變窄、相應椎骨關節面移位，椎間孔、椎間隙變窄、相應椎骨關節面移位，椎間孔、椎管變小。椎管變小。 2.突出物擠壓神經根。突出物擠壓神經根。 病因：病因：1. 營養不足；營養不足；2. 纖維環磨損；纖維環磨損；3. 外力的作用；外力的作用；4. 先天性缺損。先天性缺損。 椎間盤鈣化椎間盤鈣化 常為外傷、感染或無菌性壞死引起，常發生于髓常為外傷、感

11、染或無菌性壞死引起，常發生于髓核。 椎間盤退行性變椎間盤退行性變 椎間盤隨年齡增長可發生脫水和纖維化等退行性變，椎間盤隨年齡增長可發生脫水和纖維化等退行性變，引起萎縮。引起萎縮。 結構改變結構改變 椎間隙變狹窄、椎體邊緣不整、骨質密度增高、椎椎間隙變狹窄、椎體邊緣不整、骨質密度增高、椎間孔及側隱窩變窄。間孔及側隱窩變窄。 頸椎病頸椎病 病理改變病理改變： 椎間盤退行性變，髓核水分減少，緩椎間盤退行性變，髓核水分減少，緩沖能力下降，椎間隙變窄，纖維環及周圍韌沖能力下降，椎間隙變窄，纖維環及周圍韌帶松馳，遂發生骨質增生。帶松馳，遂發生骨質增生。 影響頸椎病的致病解剖因素影響頸椎病的致病解剖因素 神

12、經根型神經根型: 1. 椎間孔狹窄；椎間孔狹窄； 2. 椎間盤向外后方膨出；椎間盤向外后方膨出； 3. 鉤突骨質增生；鉤突骨質增生； 4. 上關節突增生，向前傾斜。上關節突增生，向前傾斜。 脊髓型脊髓型1.椎管發育性狹窄；椎管發育性狹窄；2.椎間盤退變、膨出；椎間盤退變、膨出；3.椎體后緣骨質增生，形成骨嵴；椎體后緣骨質增生，形成骨嵴；4.后縱韌帶骨化；后縱韌帶骨化；5.黃韌帶肥厚；黃韌帶肥厚；6.椎體退行性變滑脫。椎體退行性變滑脫。 椎動脈交感型：椎動脈交感型： 1.鉤突增生、向外傾斜；鉤突增生、向外傾斜； 2.橫突孔狹窄；橫突孔狹窄； 3.椎靜脈曲張；椎靜脈曲張； 4.椎動脈硬化。椎動脈硬

13、化。 附1:鉤椎關節鉤椎關節神經根通道神經根通道腰神經根管通道腰神經根管通道骨纖維孔骨纖維孔 骨纖維管骨纖維管 由頸椎側后方的鉤突與相鄰上一椎體下由頸椎側后方的鉤突與相鄰上一椎體下面的斜坡形成。是否算作關節，意見不一。面的斜坡形成。是否算作關節，意見不一。 1. 關節軟骨。關節軟骨。 2. 關節囊韌帶。關節囊韌帶。 3. 關節面之間確有間隙。關節面之間確有間隙。 鉤椎關節：鉤椎關節：鉤椎關節鉤椎關節鉤椎關節囊鉤椎關節囊鉤椎關節鉤椎關節腰神經根通道：腰神經根通道： 腰神經根自離開硬膜囊后，直接從椎間管外口腰神經根自離開硬膜囊后，直接從椎間管外口穿出，經過一條較窄的穿出，經過一條較窄的骨纖維性管道

14、骨纖維性管道。 神經根管：硬膜囊穿出點神經根管：硬膜囊穿出點 椎間管內口椎間管內口 椎間管椎間管(骨性骨性) 神經根管道雖然不長，神經根行程中，經過幾神經根管道雖然不長，神經根行程中，經過幾個間隙，神經根可能受卡壓個間隙，神經根可能受卡壓 根管根管腰神經根管通道腰神經根管通道：1.盤黃間隙盤黃間隙 2.側隱窩：側隱窩：(側椎管) 3.上關節突旁溝：上關節突旁溝： 4.椎弓根下溝：椎弓根下溝： 5.椎間管：椎間管： 附：骨纖維孔附：骨纖維孔(脊神經后支骨纖維孔脊神經后支骨纖維孔)： 骨纖維管骨纖維管(腰神經后內側支骨纖維腰神經后內側支骨纖維) 盤黃間隙：椎間盤與黃韌帶之間的間隙側隱窩：側隱窩：(

15、側椎管)lateral recess 前界前界:椎體后緣。 后界后界:上關節突前面與椎弓 板和椎弓根連結處。 外界外界:椎弓根內側面。 第5腰椎椎孔呈三葉形，側隱窩尤為明顯。 側隱窩側隱窩上關節突旁溝上關節突旁溝 paraarticular groove 上關節突小面內上關節突小面內緣所形成的溝。緣所形成的溝。 上關節突小面呈上關節突小面呈球形增大，并內聚，球形增大，并內聚， 與其椎體后面之間的與其椎體后面之間的距離變窄，可使神經距離變窄，可使神經根受壓。根受壓。 上關節突上關節突旁溝旁溝椎弓根下溝椎弓根下溝 subpedicular groove 椎間盤明顯退變椎間盤明顯退變縮窄時，可使上一

16、縮窄時，可使上一椎體連同椎弓根下椎體連同椎弓根下降，后者與椎間盤降，后者與椎間盤側方膨出形成一溝，側方膨出形成一溝，可使通過的神經根可使通過的神經根發生扭曲，在椎間發生扭曲，在椎間盤退變萎陷兩側不盤退變萎陷兩側不對稱時更易發生。對稱時更易發生。 椎椎弓弓根根下下溝溝骨纖維孔骨纖維孔(脊神經后支骨纖維孔脊神經后支骨纖維孔) 上外側界：橫突間韌帶內側上外側界：橫突間韌帶內側下界：下位椎骨橫突上緣下界：下位椎骨橫突上緣內側界：下位椎骨上關節突外側緣內側界：下位椎骨上關節突外側緣骨纖維孔有腰神經后支通過。骨纖維孔有腰神經后支通過。 骨纖維孔骨纖維孔骨纖維管骨纖維管骨纖維管骨纖維管 (腰神經后內側支骨纖

17、維腰神經后內側支骨纖維)前壁：乳突副突間溝前壁：乳突副突間溝后壁：上關節突副韌帶后壁：上關節突副韌帶上壁：乳突上壁：乳突下壁：副突下壁：副突 骨纖維骨纖維管管骨纖維孔骨纖維孔骨纖維管骨纖維管附附2:寰枕關節寰枕關節 寰樞關節寰樞關節寰枕關節寰枕關節組成：組成：兩側枕髁+寰椎側塊上關節凹特點：特點：1. 囊松馳2. 寰枕前膜(前縱韌帶)3. 寰枕后膜運動：運動：俯仰和側屈寰樞關節組成：寰樞關節組成：1.齒突前關節齒突前關節(寰樞前弓后面寰樞前弓后面+齒突前面齒突前面)2.齒突后關節齒突后關節(齒突后面齒突后面+寰樞橫韌帶寰樞橫韌帶)3.寰樞外側關節寰樞外側關節寰齒前關節寰齒前關節寰齒后關節寰齒后

18、關節(四)椎管及其內容物 1.椎管椎管(骨纖維性管道骨纖維性管道) 枕骨大孔 骶管裂孔 (1)構成 前壁:椎體后面、椎間盤后緣、后縱韌帶 后壁：椎弓板、黃韌帶、關節突關節 兩側壁：椎弓根、椎間孔 2.椎管腔的形態椎管腔的形態 蛛網膜硬脊膜硬膜外隙軟脊膜3.脊髓、脊髓被膜和脊膜腔脊髓、脊髓被膜和脊膜腔 硬膜外腔 硬脊膜 硬膜下腔蛛網膜蛛網膜下腔 軟脊膜 軟脊膜軟脊膜蛛網膜蛛網膜硬脊膜硬脊膜脊髓的被膜硬脊膜硬脊膜 spinal dura mater厚而堅韌，由致密結締組織構成。厚而堅韌，由致密結締組織構成。枕骨大孔邊緣枕骨大孔邊緣 尾骨尾骨硬膜外隙硬膜外隙 epidural space 硬膜下隙硬

19、膜下隙位置：椎管內骨膜與硬脊膜間。位置：椎管內骨膜與硬脊膜間。內容：脊神經根、靜脈叢、淋巴管、結締內容：脊神經根、靜脈叢、淋巴管、結締組織，負壓。組織，負壓。蛛網膜硬脊膜硬膜外隙軟脊膜脊髓的被膜硬脊膜硬脊膜 spinal dura mater厚而堅韌，由致密結締組織構成。厚而堅韌，由致密結締組織構成。枕骨大孔邊緣枕骨大孔邊緣 尾骨尾骨硬膜外隙硬膜外隙 epidural space 硬膜下隙硬膜下隙硬膜下隙硬膜下隙 脊髓蛛網膜 spinal arachnoid mater蛛網膜下隙 srbarachnoid space 位置：脊髓蛛網膜與軟脊膜之間 內容：腦脊液隙脊髓齒狀韌帶齒狀韌帶終絲終絲椎靜

20、脈叢血的回流椎靜脈叢血的回流 上腔靜脈上腔靜脈 椎內靜脈叢椎內靜脈叢(硬膜外腔硬膜外腔) 椎靜脈叢椎靜脈叢 (吻合吻合) 椎外靜脈叢椎外靜脈叢(脊柱周圍脊柱周圍) 下腔靜脈系下腔靜脈系 椎靜脈叢的特點椎靜脈叢的特點1.無瓣膜無瓣膜2.壓力變化影響血流方向壓力變化影響血流方向3.咽脊柱靜脈系咽脊柱靜脈系四、脊柱的生物力學脊柱的生物力學 人體脊柱是一個復雜的結構，其主要人體脊柱是一個復雜的結構，其主要的功能是保護脊髓，自頭和軀干將載荷傳的功能是保護脊髓，自頭和軀干將載荷傳至骨盆。通過脊柱的穩定系統，椎骨的運至骨盆。通過脊柱的穩定系統，椎骨的運動及其連結結構的變形產生在生理范圍內動及其連結結構的變形

21、產生在生理范圍內的脊柱三維運動。脊柱生物力學從的脊柱三維運動。脊柱生物力學從強度強度、疲勞疲勞和和穩定性穩定性等三個方面研究脊柱的功能。等三個方面研究脊柱的功能。 脊柱的功能單位脊柱的功能單位 脊柱的功能單位，也稱為脊柱的運動節段，脊柱的功能單位，也稱為脊柱的運動節段，是指兩個相鄰椎體及其連結結構的復合，是代是指兩個相鄰椎體及其連結結構的復合，是代表脊柱運動的基本單位。表脊柱運動的基本單位。脊柱節段運動的疊加脊柱節段運動的疊加構成了脊柱在空間中的三維運動。從生物力學構成了脊柱在空間中的三維運動。從生物力學的觀點，了解了脊柱功能單位的力學行為，就的觀點，了解了脊柱功能單位的力學行為，就可以描述某

22、段脊柱甚至是整體脊柱的力學響應，可以描述某段脊柱甚至是整體脊柱的力學響應，所以目前大多數的脊柱生物力學研究是以脊柱所以目前大多數的脊柱生物力學研究是以脊柱的功能單位作為研究對象。的功能單位作為研究對象。 脊柱功能單位脊柱功能單位 前柱：椎體、椎間盤、前柱：椎體、椎間盤、 前縱韌帶、后縱韌帶前縱韌帶、后縱韌帶 后柱：椎弓、關節突、棘突、后柱：椎弓、關節突、棘突、 橫突及連結椎弓的韌帶橫突及連結椎弓的韌帶黃韌帶黃韌帶棘間韌帶棘間韌帶棘上韌帶棘上韌帶脊柱節段運動的特點脊柱節段運動的特點 脊柱作為一柔性負載結構，其運動脊柱作為一柔性負載結構，其運動形式是多樣的。整個脊柱在空間中的運形式是多樣的。整個脊

23、柱在空間中的運動范圍很大，但組成脊柱的各個節段的動范圍很大，但組成脊柱的各個節段的運動幅度卻相對較小運動幅度卻相對較小 。節段間三維運動節段間三維運動 前屈后伸前屈后伸 側彎側彎 旋轉運動旋轉運動 相鄰椎骨間的角度改變和移位相鄰椎骨間的角度改變和移位 一個節段承受力偶矩能產生節段間角度一個節段承受力偶矩能產生節段間角度改變改變,承受力則會產生節段的移位。承受力則會產生節段的移位。與外載荷方向相同的脊椎運動稱為主運與外載荷方向相同的脊椎運動稱為主運動，把其它方向運動稱為耦合運動。動，把其它方向運動稱為耦合運動。脊柱運動的表示脊柱運動的表示 脊柱節段運動就是相鄰上、下兩椎骨脊柱節段運動就是相鄰上、

24、下兩椎骨間的相對運動，屬三維運動，有間的相對運動，屬三維運動，有6 6個運動個運動自由度，需要用自由度，需要用6 6個獨立變量來描述。脊個獨立變量來描述。脊柱節段運動通常可以用柱節段運動通常可以用3 3個個角度位移角度位移和和3 3個個線位移線位移來表示。來表示。3 3個個角度位移角度位移量分別是前量分別是前屈后伸、左右側彎和左右軸向旋轉，屈后伸、左右側彎和左右軸向旋轉，3 3個個線位移量分別是上下、前后和左右的移位。線位移量分別是上下、前后和左右的移位。脊柱運動的表示脊柱運動的表示 脊柱的節段運動的幅度稱為脊柱的節段運動的幅度稱為脊柱運動范圍脊柱運動范圍。在脊柱生物力學中，將運動范圍在脊柱生

25、物力學中，將運動范圍ROM劃分為劃分為中性區中性區NZ和和彈性區彈性區EZ兩個部分：中性區代表兩個部分：中性區代表前屈與后伸，左側彎與右側彎或左軸向旋轉前屈與后伸，左側彎與右側彎或左軸向旋轉與右軸向旋轉運動的零載荷之間的運動范圍與右軸向旋轉運動的零載荷之間的運動范圍的一半，即零載荷與中立位之間的運動范圍；的一半，即零載荷與中立位之間的運動范圍；彈性區表示從零載荷至最大載荷的脊柱運動彈性區表示從零載荷至最大載荷的脊柱運動范圍。范圍。 脊柱的前柱脊柱的前柱 椎體主要是承受擠壓負荷。隨著椎椎體主要是承受擠壓負荷。隨著椎體負重由上而下地增加，椎體也自上而體負重由上而下地增加，椎體也自上而下地變大，如腰

26、椎椎體的形態比胸椎和下地變大，如腰椎椎體的形態比胸椎和頸椎的又厚又寬，承受較大的負荷。在頸椎的又厚又寬，承受較大的負荷。在生理活動中，椎體的變形很小，可以忽生理活動中，椎體的變形很小，可以忽略不計，故兩椎體間的相對運動主要發略不計，故兩椎體間的相對運動主要發生在椎體間連結結構。生在椎體間連結結構。脊柱的前柱脊柱的前柱 椎間盤可承受并分散負荷，同時能制椎間盤可承受并分散負荷，同時能制約過多的活動，這是其重要的生物力學功約過多的活動，這是其重要的生物力學功能。壓縮載荷通過終板作用于椎間盤的髓能。壓縮載荷通過終板作用于椎間盤的髓核和纖維環，髓核內部產生的液壓使纖維核和纖維環，髓核內部產生的液壓使纖維

27、環有向外膨脹的趨勢。環有向外膨脹的趨勢。外層纖維環承受了最大外層纖維環承受了最大張應力，內層纖維環承張應力，內層纖維環承受的張應力較外層小，受的張應力較外層小，但承受了一部分壓應力。但承受了一部分壓應力。 脊柱的前柱脊柱的前柱 在嚴重退變的椎間盤中，由于髓核在嚴重退變的椎間盤中，由于髓核脫水，壓縮載荷在椎間盤內的分布發生脫水，壓縮載荷在椎間盤內的分布發生較大變化，表現為終板中心的壓力減小，較大變化，表現為終板中心的壓力減小，周圍的壓力增高，相應纖周圍的壓力增高，相應纖 維環外層的張應力減小，維環外層的張應力減小， 壓應力增加，但纖維環壓應力增加，但纖維環 纖維承受了更大的應力。纖維承受了更大的

28、應力。 脊柱的前柱脊柱的前柱 椎間盤在壓縮載荷作用下的載荷一變椎間盤在壓縮載荷作用下的載荷一變形曲線呈形曲線呈“S”形，表明椎間盤在低負荷時形，表明椎間盤在低負荷時主要提供脊柱的柔順性，并隨負荷的增加主要提供脊柱的柔順性，并隨負荷的增加而加大剛度，在高負荷時則提供脊柱的穩而加大剛度，在高負荷時則提供脊柱的穩定性。研究表明即使過大的壓縮載荷也不定性。研究表明即使過大的壓縮載荷也不會造成髓核突出，甚至在椎間盤后外側有會造成髓核突出，甚至在椎間盤后外側有縱行切口時椎間盤突出也不會發生。這說縱行切口時椎間盤突出也不會發生。這說明椎間盤突出，即使臨床上常見的后外側明椎間盤突出，即使臨床上常見的后外側椎間

29、盤突出是由某些特定的載荷類型造成椎間盤突出是由某些特定的載荷類型造成的，而非純壓縮載荷造成的。的，而非純壓縮載荷造成的。 脊柱的前柱脊柱的前柱 節段運動可以使椎間盤的部分承受拉節段運動可以使椎間盤的部分承受拉伸載荷。例如當脊柱彎曲時，脊柱的一伸載荷。例如當脊柱彎曲時，脊柱的一側承受拉伸，另一側承受壓縮。因此，側承受拉伸，另一側承受壓縮。因此，彎曲載荷在椎間盤產生拉伸和壓縮應力，彎曲載荷在椎間盤產生拉伸和壓縮應力，各作用于椎間盤的一半。研究表明椎間各作用于椎間盤的一半。研究表明椎間盤的拉伸剛度小于壓縮時關節突的負載盤的拉伸剛度小于壓縮時關節突的負載也較大。也較大。 脊柱的前柱脊柱的前柱 椎弓和椎

30、間關節在抵抗剪切力方面起椎弓和椎間關節在抵抗剪切力方面起重要作用。如果椎弓損傷，椎體很容易向重要作用。如果椎弓損傷，椎體很容易向前滑脫，如腰椎滑脫中所見。橫突和棘突前滑脫，如腰椎滑脫中所見。橫突和棘突為肌肉提供附著處，傳導產生節段運動的為肌肉提供附著處，傳導產生節段運動的動力。雖然大多數脊柱韌帶起到限制節段動力。雖然大多數脊柱韌帶起到限制節段過度活動的作用，但黃韌帶是個例外。即過度活動的作用，但黃韌帶是個例外。即使節段處于中立位，黃韌帶依靠本身的彈使節段處于中立位，黃韌帶依靠本身的彈性張力對椎間盤施加預應力，產生椎間盤性張力對椎間盤施加預應力，產生椎間盤內壓力，維持節段穩定。內壓力，維持節段穩

31、定。 脊柱運動學脊柱運動學 脊柱運動學主要是依據放射學和雙平面立體光學測量脊柱運動學主要是依據放射學和雙平面立體光學測量了解節段運動的類型和范圍。了解節段運動的類型和范圍。脊柱節段運動范圍是指人脊柱節段運動范圍是指人體生理活動中節段運動幅度體生理活動中節段運動幅度，臨床上通過功能位的放射，臨床上通過功能位的放射學測量，生物力學中通過施加一定的載荷測量節段運動學測量，生物力學中通過施加一定的載荷測量節段運動范圍。范圍。 例：例：上部頸椎運動范圍上部頸椎運動范圍 節段節段 運動類型運動類型 運動范圍（度）運動范圍（度） C C0 0C C1 1 屈伸運動屈伸運動 2222 側彎運動側彎運動 3 3

32、 軸向旋轉運動軸向旋轉運動 7 7 脊柱不穩定的生物力學脊柱不穩定的生物力學 穩定和不穩定是反映結構狀態的一個力穩定和不穩定是反映結構狀態的一個力學概念。近學概念。近十多十多年來在脊柱外科臨床和脊年來在脊柱外科臨床和脊柱生物力學領域中都廣泛地應用脊柱不穩柱生物力學領域中都廣泛地應用脊柱不穩定的概念和方法，指導臨床實踐，分析術定的概念和方法，指導臨床實踐，分析術式和器械對脊柱穩定的影響等等。在臨床式和器械對脊柱穩定的影響等等。在臨床上，從放射學診斷、癥狀來劃分脊柱不穩上，從放射學診斷、癥狀來劃分脊柱不穩定，關于脊柱不穩定的定義很難統一。脊定，關于脊柱不穩定的定義很難統一。脊柱生物力學從視脊柱為材

33、料研究脊柱的強柱生物力學從視脊柱為材料研究脊柱的強度，轉向視脊柱為結構研究脊柱的穩定性，度，轉向視脊柱為結構研究脊柱的穩定性，把脊柱剛度作為反映脊柱穩定的程度。把脊柱剛度作為反映脊柱穩定的程度。 脊柱不穩定的生物力學脊柱不穩定的生物力學 在生理載荷和生理運動范圍內研究中，在生理載荷和生理運動范圍內研究中，絕大多數研究都是針對脊柱內源性穩定系絕大多數研究都是針對脊柱內源性穩定系統，不考慮肌肉、神經等對脊柱穩定的影統，不考慮肌肉、神經等對脊柱穩定的影響。脊柱不穩定的生物力學定義應該不依響。脊柱不穩定的生物力學定義應該不依賴于具體的損傷機制和特定的病史，賴于具體的損傷機制和特定的病史，Pope提出脊

34、柱的剛度減小或柔度的增加定義為提出脊柱的剛度減小或柔度的增加定義為脊柱不穩定。這個定義在實驗研究有較好脊柱不穩定。這個定義在實驗研究有較好的可操作性，一般是通過施加標準的外部的可操作性，一般是通過施加標準的外部載荷或運動，觀測脊柱內部的運動或位移。載荷或運動，觀測脊柱內部的運動或位移。這種研究脊柱不穩定的方法在脊柱生物力這種研究脊柱不穩定的方法在脊柱生物力學和臨床上都得到了廣泛的應用。學和臨床上都得到了廣泛的應用。 脊柱不穩定的生物力學脊柱不穩定的生物力學 脊柱節段有脊柱節段有6個自由度，在運動上表現個自由度，在運動上表現為前屈后伸、左右側彎和左右旋轉的角度為前屈后伸、左右側彎和左右旋轉的角度

35、運動以及上下、左右和前后的線運動。上運動以及上下、左右和前后的線運動。上述述6個方向的剛度減小均是節段不穩定的個方向的剛度減小均是節段不穩定的表現。為此，表現。為此，有學者有學者提出了脊柱多向不穩提出了脊柱多向不穩定的概念，即脊柱不穩定要與具體的運動定的概念，即脊柱不穩定要與具體的運動方向聯系起來。例如脊柱前屈運動不穩定，方向聯系起來。例如脊柱前屈運動不穩定，但在其它方向上卻是穩定的。但在其它方向上卻是穩定的。 脊柱穩定系統脊柱穩定系統 被動子系統被動子系統：椎骨、椎間盤、脊柱韌帶：椎骨、椎間盤、脊柱韌帶 （內源性穩定系統）（內源性穩定系統） 主動子系統主動子系統：脊柱周圍肌肉、腱等：脊柱周圍

36、肌肉、腱等 （外源性穩定系統）（外源性穩定系統） 神經子系統神經子系統：子系統部分受損的結果：補嘗子系統部分受損的結果：補嘗 適應適應 功能喪失功能喪失脊柱不穩定的臨床定義脊柱不穩定的臨床定義 在臨床上，脊柱不穩定是上述三個脊柱在臨床上，脊柱不穩定是上述三個脊柱穩定子系統的綜合表現，其統一的定義有很穩定子系統的綜合表現，其統一的定義有很大的困難。臨床上常以病因、體征、損傷史大的困難。臨床上常以病因、體征、損傷史來描述脊柱不穩定，其定義也是多種多樣的，來描述脊柱不穩定，其定義也是多種多樣的，如損傷后即刻出現的早期不穩定，損傷后逐如損傷后即刻出現的早期不穩定，損傷后逐漸發展的后期不穩定，脊柱負載能

37、力降低的漸發展的后期不穩定，脊柱負載能力降低的力學不穩定。又如將脊柱不穩定定義為在沒力學不穩定。又如將脊柱不穩定定義為在沒有新損傷情況下，生理載荷在椎間關節間產有新損傷情況下，生理載荷在椎間關節間產生不正常的較大變形，這種定義強調了受損生不正常的較大變形，這種定義強調了受損的運動節段不穩與由不穩造成脊髓壓迫等結的運動節段不穩與由不穩造成脊髓壓迫等結果之間的區別。果之間的區別。 脊柱的生物力學不穩定脊柱的生物力學不穩定 在實驗研究中，絕大多數研究都是針在實驗研究中，絕大多數研究都是針對脊柱內源性穩定系統，不考慮肌肉、神對脊柱內源性穩定系統，不考慮肌肉、神經等對脊柱穩定的影響。脊柱不穩定的生經等對

38、脊柱穩定的影響。脊柱不穩定的生物力學定義應該不依賴于具體的損傷機制物力學定義應該不依賴于具體的損傷機制和特定的病史，和特定的病史，Pope提出脊柱的剛度減小提出脊柱的剛度減小或柔度的增加定義為脊柱不穩定。這個定或柔度的增加定義為脊柱不穩定。這個定義在實驗研究有較好的可操作性，一般是義在實驗研究有較好的可操作性，一般是通過施加標準的外部載荷或運動，觀測脊通過施加標準的外部載荷或運動，觀測脊柱內部的運動或位移。這種研究脊柱不穩柱內部的運動或位移。這種研究脊柱不穩定的方法在脊柱生物力學和臨床上都得到定的方法在脊柱生物力學和臨床上都得到了廣泛的應用。了廣泛的應用。 脊柱不穩定的生物力學評價脊柱不穩定的

39、生物力學評價 一般都是通過對脊柱施加標準載荷觀測脊柱一般都是通過對脊柱施加標準載荷觀測脊柱節段運動，分析脊柱抵抗變形的能力，即脊柱節段運動，分析脊柱抵抗變形的能力，即脊柱穩定程度。施加的載荷有力和力偶矩。施加純穩定程度。施加的載荷有力和力偶矩。施加純軸向壓縮力和前后、左右的剪切力可以觀測節軸向壓縮力和前后、左右的剪切力可以觀測節段的線位移，施加前屈后伸、左右側彎和左軸段的線位移，施加前屈后伸、左右側彎和左軸向旋轉的力偶矩可以反映節段的角位移。向旋轉的力偶矩可以反映節段的角位移。 運動范圍的增大表示脊柱節段剛度變小。運動范圍的增大表示脊柱節段剛度變小。中性區表示脊柱節段在不受外部載荷作用時可中性

40、區表示脊柱節段在不受外部載荷作用時可自由運動的范圍。中性區越大，脊柱節段越不自由運動的范圍。中性區越大，脊柱節段越不穩定。有研究證實中性區比運動范圍更能敏感穩定。有研究證實中性區比運動范圍更能敏感地反映脊柱不穩定。地反映脊柱不穩定。 脊柱穩定性與其結構的關系脊柱穩定性與其結構的關系 脊柱矯形術式或創傷通常會造成脊柱部分結脊柱矯形術式或創傷通常會造成脊柱部分結構的切除或破壞，它們對脊柱穩定性的影響是臨構的切除或破壞，它們對脊柱穩定性的影響是臨床和防護所關心的。與脊柱術式有關的結構有椎床和防護所關心的。與脊柱術式有關的結構有椎間盤、小關節、后部韌帶等。與創傷有關的結構間盤、小關節、后部韌帶等。與創傷有關的結構為前、中、后三柱。為前、中、后三柱。 脊柱穩定性與其結構的關系脊柱穩定性與其結構的關系 椎間盤：椎間盤對維持脊柱的完整性椎間盤：椎間盤對維持脊柱的完整性研究脊柱的力學性質，使生物力學穩定性研究脊柱的力學性質，使生物力學穩定性在臨床中起了越來越重要的作用。然而椎在臨床中起了越來越重要的作用。然而椎間盤突出癥也