广中医研究生脊柱局解

1、人体解剖学教研室人体解剖学教研室 王富强王富强 应用解剖学 脊 柱 区 Vertebral region 脊脊 柱柱 区区 一、概述一、概述 二、软组织：二、软组织： (一一)浅层结构；浅层结构；(二二)深筋膜；深筋膜； (三三)肌层；肌层； (四四)深部的血管和神经深部的血管和神经 三、脊柱应用解剖学三、脊柱应用解剖学 (一一)概述；概述；(二二)结构特点；结构特点；(三三)椎骨的连结椎骨的连结 (四四)椎管及其内容物椎管及其内容物 椎管椎管 脊髓被膜和脊膜腔脊髓被膜和脊膜腔 脊神经根脊神经根 四、脊柱的生物力学四、脊柱的生物力学 一、概述一、概述 （一）境界（一）境界 上界：枕外隆凸、上项

2、线上界：枕外隆凸、上项线 下界：尾骨尖下界：尾骨尖 斜方肌前缘斜方肌前缘 三角肌后缘上份三角肌后缘上份 两侧界两侧界 腋后线腋后线 髂嵴后份髂嵴后份 髂后上棘髂后上棘尾骨尖尾骨尖 (二二) 分区分区 项区项区 背区背区 腰区腰区 骶尾区骶尾区 二、软组织二、软组织 (一)浅层结构 1皮肤 2浅筋膜 3皮神经 4浅血管 （二）深筋膜 1 项筋膜 2 胸腰筋膜 (三三)肌层肌层 第一层：第一层： 斜方肌 背阔肌 腹外斜肌后部 斜方肌斜方肌 背背 阔阔 肌肌 (三三)肌层肌层 第二层：第二层： 1.夹肌 2.肩胛提肌 3.菱形肌菱形肌 4.上后锯肌 5.下后锯肌 6.腹内斜肌后部 2 6 5 4 菱

3、形肌菱形肌 第三层：第三层： 竖脊肌 腹横肌后部 (三三)肌层肌层 竖竖 脊脊 肌肌 (三三)肌层肌层 第四层：第四层： 枕下肌 横突棘肌 横突间肌 横突间肌横突间肌 （四）深部血管神经（四）深部血管神经 肋间后动脉肋间后动脉 胸神经胸神经 听诊三角听诊三角 听诊三角听诊三角 腰下三角腰下三角 腰下三角腰下三角 三、脊柱应用解剖学三、脊柱应用解剖学 (一)概述： 组成、功能 颈椎： 椎体钩椎体钩 唇缘唇缘 各部椎骨结构形态特点：各部椎骨结构形态特点： 椎骨结构形态特点：椎骨结构形态特点： 胸椎胸椎 椎骨结构形态特点：椎骨结构形态特点： 腰椎腰椎: 侧隐窝侧隐窝 侧隐窝侧隐窝 (三三)椎骨的连结

4、椎骨的连结 1.关节突关节 2.椎弓间的连结 3.椎体间的连结 1.关节突关节关节突关节 相邻椎骨上、下关节突的关节面构成，相邻椎骨上、下关节突的关节面构成， 属平面关节。属平面关节。 关节突关节关节突关节 2.椎弓间的连结椎弓间的连结 1）黄韧带）黄韧带ligamenta flava 2）棘间韧带）棘间韧带 interspinal ligamenta 3）棘上韧带）棘上韧带 sapraspinal ligamenta 项韧带项韧带ligamentum nuchae 4）横突间韧带）横突间韧带interansverse ligamenta 黄韧带黄韧带 棘间韧带棘间韧带 棘上韧带棘上韧带 项韧

5、带项韧带 横横 突突 间间 韧韧 带带 3.椎体间的连结椎体间的连结 前纵韧带 anterior longitudinal ligamenta 后纵韧带 posterio longitudinal ligamenta 椎间盘 intervertebral disc 前纵韧带前纵韧带 后纵韧带后纵韧带 椎间盘椎间盘 形态、结构形态、结构 椎间盘的生长与发育椎间盘的生长与发育 椎间盘血液供应椎间盘血液供应 椎间盘神经支配椎间盘神经支配 椎间盘的功能及生理特点椎间盘的功能及生理特点 椎间盘病变的解剖基础椎间盘病变的解剖基础 椎间盘椎间盘 23个个(1、2颈椎间无椎间盘颈椎间无椎间盘) 软骨板软骨板

6、椎间盘椎间盘 纤维环：致密胶原纤维、弹性纤维纤维环：致密胶原纤维、弹性纤维 髓核：脊索残留物髓核：脊索残留物 一、一、 形态、结构形态、结构 软骨板软骨板 椎体上下软骨面椎体上下软骨面 功能：功能： 1. 可以承力，防止椎骨受压。可以承力，防止椎骨受压。 2. 半透膜功能，水分扩散至椎间盘。半透膜功能，水分扩散至椎间盘。 椎间盘 纤维环纤维环 结构特点及功能：结构特点及功能： 1.前外侧部宽，后部窄，层次少。纤维在两个前外侧部宽，后部窄，层次少。纤维在两个 椎体间斜行，交叉甚至垂直排列。椎体间斜行，交叉甚至垂直排列。 2.节制韧带作用，制约脊柱旋转运动。节制韧带作用，制约脊柱旋转运动。 髓核髓

7、核 弹性，半流体的胶状物质弹性，半流体的胶状物质(粘多糖粘多糖)，含，含85% 水份及退化的脊索残余。水份及退化的脊索残余。 椎间盘厚度椎间盘厚度 脊柱各部椎间盘的厚薄不一，凡运动较多的脊柱各部椎间盘的厚薄不一，凡运动较多的 部位，椎间盘较厚。椎间盘的总厚度约占整个脊部位，椎间盘较厚。椎间盘的总厚度约占整个脊 柱全长的柱全长的32%。 椎间盘发生退行性变，其高度变小，致使相椎间盘发生退行性变，其高度变小，致使相 应的椎间关节及钩椎关节关系发生紊乱而导致骨应的椎间关节及钩椎关节关系发生紊乱而导致骨 质增生。质增生。 椎间盘的生长与发育椎间盘的生长与发育 过渡区：代谢活跃，细胞分裂明显，视为髓核生

8、长板。过渡区：代谢活跃，细胞分裂明显，视为髓核生长板。 椎间盘血液供应椎间盘血液供应 胎、幼儿时期：胎、幼儿时期： 背侧背侧 腹侧腹侧 椎间盘椎间盘A 软骨板软骨板 椎间盘椎间盘 轴向轴向 成人椎间盘几乎完全无血管，椎间盘营养主要靠椎成人椎间盘几乎完全无血管，椎间盘营养主要靠椎 体内血管经软骨板弥散供给。体内血管经软骨板弥散供给。 弥散 过渡区过渡区 椎间盘神经支配椎间盘神经支配 脊膜支：脊膜支：(神经纤维是否进入纤维环意见不一神经纤维是否进入纤维环意见不一) 1、切断脊膜支可使椎间盘、后纵韧带、硬脊膜、切断脊膜支可使椎间盘、后纵韧带、硬脊膜 的本体感觉丧失。的本体感觉丧失。 2、脊膜支受刺激

9、时可引起腰部及股后肌群反、脊膜支受刺激时可引起腰部及股后肌群反 射性痉挛及腰腿痛，射性痉挛及腰腿痛， 椎间盘的功能及生理特点椎间盘的功能及生理特点 1.椎体间的连结与支持；椎体间的连结与支持； 2.承受身体的重力，吸收施加于脊柱的力并承受身体的重力，吸收施加于脊柱的力并 重新分布，有平衡缓冲外力的作用；重新分布，有平衡缓冲外力的作用； 3.制约脊柱各种活动。制约脊柱各种活动。 髓核髓核 1、髓核在椎体与椎间盘之间起到液体交换作用；、髓核在椎体与椎间盘之间起到液体交换作用； 2、椎间盘在吸收液体如发生改变，不仅影响椎、椎间盘在吸收液体如发生改变，不仅影响椎 间盘的间盘的 稳定性，而且可使椎间盘变

10、性；稳定性，而且可使椎间盘变性； 3、髓核的功能取决于上、下软骨板及其纤维环、髓核的功能取决于上、下软骨板及其纤维环 是否完好。髓核的半流体性质允许它在脊柱运动是否完好。髓核的半流体性质允许它在脊柱运动 中改变形态，从而很好地完成其功能。中改变形态，从而很好地完成其功能。 椎间盘病变的解剖基础椎间盘病变的解剖基础 椎间盘突出椎间盘突出 髓核或纤维环、或两者向椎管或椎间孔髓核或纤维环、或两者向椎管或椎间孔 (椎间管椎间管) 突出。突出。 1.椎间隙变窄、相应椎骨关节面移位，椎间孔、椎间隙变窄、相应椎骨关节面移位，椎间孔、 椎管变小。椎管变小。 2.突出物挤压神经根。突出物挤压神经根。 病因：病因

11、： 1. 营养不足；营养不足； 2. 纤维环磨损；纤维环磨损； 3. 外力的作用；外力的作用； 4. 先天性缺损。先天性缺损。 椎间盘钙化椎间盘钙化 常为外伤、感染或无菌性坏死引起，常发生于髓常为外伤、感染或无菌性坏死引起，常发生于髓核。 椎间盘退行性变椎间盘退行性变 椎间盘随年龄增长可发生脱水和纤维化等退行性变，椎间盘随年龄增长可发生脱水和纤维化等退行性变， 引起萎缩。引起萎缩。 结构改变结构改变 椎间隙变狭窄、椎体边缘不整、骨质密度增高、椎椎间隙变狭窄、椎体边缘不整、骨质密度增高、椎 间孔及侧隐窝变窄。间孔及侧隐窝变窄。 颈椎病颈椎病 病理改变病理改变： 椎间盘退行性变，髓核水分减少，缓椎

12、间盘退行性变，髓核水分减少，缓 冲能力下降，椎间隙变窄，纤维环及周围韧冲能力下降，椎间隙变窄，纤维环及周围韧 带松驰，遂发生骨质增生。带松驰，遂发生骨质增生。 影响颈椎病的致病解剖因素影响颈椎病的致病解剖因素 神经根型神经根型: 1. 椎间孔狭窄；椎间孔狭窄； 2. 椎间盘向外后方膨出；椎间盘向外后方膨出； 3. 钩突骨质增生；钩突骨质增生； 4. 上关节突增生，向前倾斜。上关节突增生，向前倾斜。 脊髓型脊髓型 1.椎管发育性狭窄；椎管发育性狭窄； 2.椎间盘退变、膨出；椎间盘退变、膨出； 3.椎体后缘骨质增生，形成骨嵴；椎体后缘骨质增生，形成骨嵴； 4.后纵韧带骨化；后纵韧带骨化； 5.黄韧

13、带肥厚；黄韧带肥厚； 6.椎体退行性变滑脱。椎体退行性变滑脱。 椎动脉交感型：椎动脉交感型： 1.钩突增生、向外倾斜；钩突增生、向外倾斜； 2.横突孔狭窄；横突孔狭窄； 3.椎静脉曲张；椎静脉曲张； 4.椎动脉硬化。椎动脉硬化。 附1: 钩椎关节钩椎关节 神经根通道神经根通道 腰神经根管通道腰神经根管通道 骨纤维孔骨纤维孔 骨纤维管骨纤维管 由颈椎侧后方的钩突与相邻上一椎体下由颈椎侧后方的钩突与相邻上一椎体下 面的斜坡形成。是否算作关节，意见不一。面的斜坡形成。是否算作关节，意见不一。 1. 关节软骨。关节软骨。 2. 关节囊韧带。关节囊韧带。 3. 关节面之间确有间隙。关节面之间确有间隙。

14、钩椎关节：钩椎关节： 钩椎关节钩椎关节 钩椎关节囊钩椎关节囊 钩椎关节钩椎关节 腰神经根通道：腰神经根通道： 腰神经根自离开硬膜囊后，直接从椎间管外口腰神经根自离开硬膜囊后，直接从椎间管外口 穿出，经过一条较窄的穿出，经过一条较窄的骨纤维性管道骨纤维性管道。 神经根管：硬膜囊穿出点神经根管：硬膜囊穿出点 椎间管内口椎间管内口 椎间管椎间管(骨性骨性) 神经根管道虽然不长，神经根行程中，经过几神经根管道虽然不长，神经根行程中，经过几 个间隙，神经根可能受卡压个间隙，神经根可能受卡压 根管根管 腰神经根管通道腰神经根管通道： 1.盘黄间隙盘黄间隙 2.侧隐窝：侧隐窝：(侧椎管) 3.上关节突旁沟：

15、上关节突旁沟： 4.椎弓根下沟：椎弓根下沟： 5.椎间管：椎间管： 附：骨纤维孔附：骨纤维孔(脊神经后支骨纤维孔脊神经后支骨纤维孔)： 骨纤维管骨纤维管(腰神经后内侧支骨纤维腰神经后内侧支骨纤维) 盘黄间隙： 椎间盘与黄韧带之间 的间隙 侧隐窝：侧隐窝：(侧椎管) lateral recess 前界前界:椎体后缘。 后界后界:上关节突前面与椎弓 板和椎弓根连结处。 外界外界:椎弓根内侧面。 第5腰椎椎孔呈三叶形，侧隐窝尤为明显。 侧隐窝侧隐窝 上关节突旁沟上关节突旁沟 paraarticular groove 上关节突小面内上关节突小面内 缘所形成的沟。缘所形成的沟。 上关节突小面呈上关节突小

16、面呈 球形增大，并内聚，球形增大，并内聚， 与其椎体后面之间的与其椎体后面之间的 距离变窄，可使神经距离变窄，可使神经 根受压。根受压。 上关节突上关节突 旁沟旁沟 椎弓根下沟椎弓根下沟 subpedicular groove 椎间盘明显退变椎间盘明显退变 缩窄时，可使上一缩窄时，可使上一 椎体连同椎弓根下椎体连同椎弓根下 降，后者与椎间盘降，后者与椎间盘 侧方膨出形成一沟，侧方膨出形成一沟， 可使通过的神经根可使通过的神经根 发生扭曲，在椎间发生扭曲，在椎间 盘退变萎陷两侧不盘退变萎陷两侧不 对称时更易发生。对称时更易发生。 椎椎 弓弓 根根 下下 沟沟 骨纤维孔骨纤维孔(脊神经后支骨纤维孔

17、脊神经后支骨纤维孔) 上外侧界：横突间韧带内侧上外侧界：横突间韧带内侧 下界：下位椎骨横突上缘下界：下位椎骨横突上缘 内侧界：下位椎骨上关节突外侧缘内侧界：下位椎骨上关节突外侧缘 骨纤维孔有腰神经后支通过。骨纤维孔有腰神经后支通过。 骨纤维孔骨纤维孔 骨纤维管骨纤维管 骨纤维管骨纤维管 (腰神经后内侧支骨纤维腰神经后内侧支骨纤维) 前壁：乳突副突间沟前壁：乳突副突间沟 后壁：上关节突副韧带后壁：上关节突副韧带 上壁：乳突上壁：乳突 下壁：副突下壁：副突 骨纤维骨纤维 管管 骨纤维孔骨纤维孔 骨纤维管骨纤维管 附附2: 寰枕关节寰枕关节 寰枢关节寰枢关节 寰枕关节寰枕关节 组成：组成：两侧枕髁+

18、寰椎侧块上关节凹 特点：特点： 1. 囊松驰 2. 寰枕前膜(前纵韧带) 3. 寰枕后膜 运动：运动：俯仰和侧屈 寰枢关节组成：寰枢关节组成： 1.齿突前关节齿突前关节(寰枢前弓后面寰枢前弓后面+齿突前面齿突前面) 2.齿突后关节齿突后关节(齿突后面齿突后面+寰枢横韧带寰枢横韧带) 3.寰枢外侧关节寰枢外侧关节 寰齿前关节寰齿前关节 寰齿后关节寰齿后关节 (四)椎管及其内容物 1.椎管椎管(骨纤维性管道骨纤维性管道) 枕骨大孔 骶管裂孔 (1)构成 前壁:椎体后面、椎间盘后缘、后纵韧带 后壁：椎弓板、黄韧带、关节突关节 两侧壁：椎弓根、椎间孔 2.椎管腔的形态椎管腔的形态 蛛网膜 硬脊膜 硬膜

19、外隙 软脊膜 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 蛛网膜 蛛网膜下腔 软脊膜 软脊膜软脊膜 蛛网膜蛛网膜 硬脊硬脊膜膜 脊髓的被膜 硬脊膜硬脊膜 spinal dura mater 厚而坚韧，由致密结缔组织构成。厚而坚韧，由致密结缔组织构成。 枕骨大孔边缘枕骨大孔边缘 尾骨尾骨 硬膜外隙硬膜外隙 epidural space 硬膜下隙硬膜下隙 位置：椎管内骨膜与硬脊膜间。位置：椎管内骨膜与硬脊膜间。 内容：脊神经根、静脉丛、淋巴管、结缔内容：脊神经根、静脉丛、淋巴管、结缔 组织，负压。组织，负压。 蛛网膜 硬脊膜 硬膜外隙 软脊膜 脊髓的被膜 硬脊膜硬

20、脊膜 spinal dura mater 厚而坚韧，由致密结缔组织构成。厚而坚韧，由致密结缔组织构成。 枕骨大孔边缘枕骨大孔边缘 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 脊髓蛛网膜 spinal arachnoid mater 蛛网膜下隙 srbarachnoid space 位置：脊髓蛛网膜与软脊膜之间 内容：脑脊液 隙 脊髓 齿状韧带齿状韧带 终丝终丝 椎静脉丛血的回流椎静脉丛血的回流 上腔静脉上腔静脉 椎内静脉丛椎内静脉丛(硬膜外腔硬膜外腔) 椎静脉丛椎静脉丛 (吻合吻合) 椎外静脉丛椎外静脉丛(脊柱周围脊柱周围) 下腔静脉系下腔静脉

21、系 椎静脉丛的特点椎静脉丛的特点 1.无瓣膜无瓣膜 2.压力变化影响血流方向压力变化影响血流方向 3.咽脊柱静脉系咽脊柱静脉系 四、脊柱的生物力学脊柱的生物力学 人体脊柱是一个复杂的结构，其主要人体脊柱是一个复杂的结构，其主要 的功能是保护脊髓，自头和躯干将载荷传的功能是保护脊髓，自头和躯干将载荷传 至骨盆。通过脊柱的稳定系统，椎骨的运至骨盆。通过脊柱的稳定系统，椎骨的运 动及其连结结构的变形产生在生理范围内动及其连结结构的变形产生在生理范围内 的脊柱三维运动。脊柱生物力学从的脊柱三维运动。脊柱生物力学从强度强度、 疲劳疲劳和和稳定性稳定性等三个方面研究脊柱的功能。等三个方面研究脊柱的功能。

22、脊柱的功能单位脊柱的功能单位 脊柱的功能单位，也称为脊柱的运动节段，脊柱的功能单位，也称为脊柱的运动节段， 是指两个相邻椎体及其连结结构的复合，是代是指两个相邻椎体及其连结结构的复合，是代 表脊柱运动的基本单位。表脊柱运动的基本单位。脊柱节段运动的叠加脊柱节段运动的叠加 构成了脊柱在空间中的三维运动。从生物力学构成了脊柱在空间中的三维运动。从生物力学 的观点，了解了脊柱功能单位的力学行为，就的观点，了解了脊柱功能单位的力学行为，就 可以描述某段脊柱甚至是整体脊柱的力学响应，可以描述某段脊柱甚至是整体脊柱的力学响应， 所以目前大多数的脊柱生物力学研究是以脊柱所以目前大多数的脊柱生物力学研究是以脊

23、柱 的功能单位作为研究对象。的功能单位作为研究对象。 脊柱功能单位脊柱功能单位 前柱：椎体、椎间盘、前柱：椎体、椎间盘、 前纵韧带、后纵韧带前纵韧带、后纵韧带 后柱：椎弓、关节突、棘突、后柱：椎弓、关节突、棘突、 横突及连结椎弓的韧带横突及连结椎弓的韧带 黄韧带黄韧带 棘间韧带棘间韧带 棘上韧带棘上韧带 脊柱节段运动的特点脊柱节段运动的特点 脊柱作为一柔性负载结构，其运动脊柱作为一柔性负载结构，其运动 形式是多样的。整个脊柱在空间中的运形式是多样的。整个脊柱在空间中的运 动范围很大，但组成脊柱的各个节段的动范围很大，但组成脊柱的各个节段的 运动幅度却相对较小运动幅度却相对较小 。 节段间三维运

24、动节段间三维运动 前屈后伸前屈后伸 侧弯侧弯 旋转运动旋转运动 相邻椎骨间的角度改变和移位相邻椎骨间的角度改变和移位 一个节段承受力偶矩能产生节段间角度一个节段承受力偶矩能产生节段间角度 改变改变,承受力则会产生节段的移位。承受力则会产生节段的移位。 与外载荷方向相同的脊椎运动称为主运与外载荷方向相同的脊椎运动称为主运 动，把其它方向运动称为耦合运动。动，把其它方向运动称为耦合运动。 脊柱运动的表示脊柱运动的表示 脊柱节段运动就是相邻上、下两椎骨脊柱节段运动就是相邻上、下两椎骨 间的相对运动，属三维运动，有间的相对运动，属三维运动，有6 6个运动个运动 自由度，需要用自由度，需要用6 6个独立

25、变量来描述。脊个独立变量来描述。脊 柱节段运动通常可以用柱节段运动通常可以用3 3个个角度位移角度位移和和3 3个个 线位移线位移来表示。来表示。3 3个个角度位移角度位移量分别是前量分别是前 屈后伸、左右侧弯和左右轴向旋转，屈后伸、左右侧弯和左右轴向旋转，3 3个个 线位移量分别是上下、前后和左右的移位。线位移量分别是上下、前后和左右的移位。 脊柱运动的表示脊柱运动的表示 脊柱的节段运动的幅度称为脊柱的节段运动的幅度称为脊柱运动范围脊柱运动范围。 在脊柱生物力学中，将运动范围在脊柱生物力学中，将运动范围ROM划分为划分为 中性区中性区NZ和和弹性区弹性区EZ两个部分：中性区代表两个部分：中性

26、区代表 前屈与后伸，左侧弯与右侧弯或左轴向旋转前屈与后伸，左侧弯与右侧弯或左轴向旋转 与右轴向旋转运动的零载荷之间的运动范围与右轴向旋转运动的零载荷之间的运动范围 的一半，即零载荷与中立位之间的运动范围；的一半，即零载荷与中立位之间的运动范围； 弹性区表示从零载荷至最大载荷的脊柱运动弹性区表示从零载荷至最大载荷的脊柱运动 范围。范围。 脊柱的前柱脊柱的前柱 椎体主要是承受挤压负荷。随着椎椎体主要是承受挤压负荷。随着椎 体负重由上而下地增加，椎体也自上而体负重由上而下地增加，椎体也自上而 下地变大，如腰椎椎体的形态比胸椎和下地变大，如腰椎椎体的形态比胸椎和 颈椎的又厚又宽，承受较大的负荷。在颈椎

27、的又厚又宽，承受较大的负荷。在 生理活动中，椎体的变形很小，可以忽生理活动中，椎体的变形很小，可以忽 略不计，故两椎体间的相对运动主要发略不计，故两椎体间的相对运动主要发 生在椎体间连结结构。生在椎体间连结结构。 脊柱的前柱脊柱的前柱 椎间盘可承受并分散负荷，同时能制椎间盘可承受并分散负荷，同时能制 约过多的活动，这是其重要的生物力学功约过多的活动，这是其重要的生物力学功 能。压缩载荷通过终板作用于椎间盘的髓能。压缩载荷通过终板作用于椎间盘的髓 核和纤维环，髓核内部产生的液压使纤维核和纤维环，髓核内部产生的液压使纤维 环有向外膨胀的趋势。环有向外膨胀的趋势。 外层纤维环承受了最大外层纤维环承受

28、了最大 张应力，内层纤维环承张应力，内层纤维环承 受的张应力较外层小，受的张应力较外层小， 但承受了一部分压应力。但承受了一部分压应力。 脊柱的前柱脊柱的前柱 在严重退变的椎间盘中，由于髓核在严重退变的椎间盘中，由于髓核 脱水，压缩载荷在椎间盘内的分布发生脱水，压缩载荷在椎间盘内的分布发生 较大变化，表现为终板中心的压力减小，较大变化，表现为终板中心的压力减小， 周围的压力增高，相应纤周围的压力增高，相应纤 维环外层的张应力减小，维环外层的张应力减小， 压应力增加，但纤维环压应力增加，但纤维环 纤维承受了更大的应力。纤维承受了更大的应力。 脊柱的前柱脊柱的前柱 椎间盘在压缩载荷作用下的载荷一变

29、椎间盘在压缩载荷作用下的载荷一变 形曲线呈形曲线呈“S”形，表明椎间盘在低负荷时形，表明椎间盘在低负荷时 主要提供脊柱的柔顺性，并随负荷的增加主要提供脊柱的柔顺性，并随负荷的增加 而加大刚度，在高负荷时则提供脊柱的稳而加大刚度，在高负荷时则提供脊柱的稳 定性。研究表明即使过大的压缩载荷也不定性。研究表明即使过大的压缩载荷也不 会造成髓核突出，甚至在椎间盘后外侧有会造成髓核突出，甚至在椎间盘后外侧有 纵行切口时椎间盘突出也不会发生。这说纵行切口时椎间盘突出也不会发生。这说 明椎间盘突出，即使临床上常见的后外侧明椎间盘突出，即使临床上常见的后外侧 椎间盘突出是由某些特定的载荷类型造成椎间盘突出是由

30、某些特定的载荷类型造成 的，而非纯压缩载荷造成的。的，而非纯压缩载荷造成的。 脊柱的前柱脊柱的前柱 节段运动可以使椎间盘的部分承受拉节段运动可以使椎间盘的部分承受拉 伸载荷。例如当脊柱弯曲时，脊柱的一伸载荷。例如当脊柱弯曲时，脊柱的一 侧承受拉伸，另一侧承受压缩。因此，侧承受拉伸，另一侧承受压缩。因此， 弯曲载荷在椎间盘产生拉伸和压缩应力，弯曲载荷在椎间盘产生拉伸和压缩应力， 各作用于椎间盘的一半。研究表明椎间各作用于椎间盘的一半。研究表明椎间 盘的拉伸刚度小于压缩时关节突的负载盘的拉伸刚度小于压缩时关节突的负载 也较大。也较大。 脊柱的前柱脊柱的前柱 椎弓和椎间关节在抵抗剪切力方面起椎弓和椎

31、间关节在抵抗剪切力方面起 重要作用。如果椎弓损伤，椎体很容易向重要作用。如果椎弓损伤，椎体很容易向 前滑脱，如腰椎滑脱中所见。横突和棘突前滑脱，如腰椎滑脱中所见。横突和棘突 为肌肉提供附着处，传导产生节段运动的为肌肉提供附着处，传导产生节段运动的 动力。虽然大多数脊柱韧带起到限制节段动力。虽然大多数脊柱韧带起到限制节段 过度活动的作用，但黄韧带是个例外。即过度活动的作用，但黄韧带是个例外。即 使节段处于中立位，黄韧带依靠本身的弹使节段处于中立位，黄韧带依靠本身的弹 性张力对椎间盘施加预应力，产生椎间盘性张力对椎间盘施加预应力，产生椎间盘 内压力，维持节段稳定。内压力，维持节段稳定。 脊柱运动学

32、脊柱运动学 脊柱运动学主要是依据放射学和双平面立体光学测量脊柱运动学主要是依据放射学和双平面立体光学测量 了解节段运动的类型和范围。了解节段运动的类型和范围。脊柱节段运动范围是指人脊柱节段运动范围是指人 体生理活动中节段运动幅度体生理活动中节段运动幅度，临床上通过功能位的放射，临床上通过功能位的放射 学测量，生物力学中通过施加一定的载荷测量节段运动学测量，生物力学中通过施加一定的载荷测量节段运动 范围。范围。 例：例：上部颈椎运动范围上部颈椎运动范围 节段节段 运动类型运动类型 运动范围（度）运动范围（度） C C0 0C C1 1 屈伸运动屈伸运动 2222 侧弯运动侧弯运动 3 3 轴向旋

33、转运动轴向旋转运动 7 7 脊柱不稳定的生物力学脊柱不稳定的生物力学 稳定和不稳定是反映结构状态的一个力稳定和不稳定是反映结构状态的一个力 学概念。近学概念。近十多十多年来在脊柱外科临床和脊年来在脊柱外科临床和脊 柱生物力学领域中都广泛地应用脊柱不稳柱生物力学领域中都广泛地应用脊柱不稳 定的概念和方法，指导临床实践，分析术定的概念和方法，指导临床实践，分析术 式和器械对脊柱稳定的影响等等。在临床式和器械对脊柱稳定的影响等等。在临床 上，从放射学诊断、症状来划分脊柱不稳上，从放射学诊断、症状来划分脊柱不稳 定，关于脊柱不稳定的定义很难统一。脊定，关于脊柱不稳定的定义很难统一。脊 柱生物力学从视脊

34、柱为材料研究脊柱的强柱生物力学从视脊柱为材料研究脊柱的强 度，转向视脊柱为结构研究脊柱的稳定性，度，转向视脊柱为结构研究脊柱的稳定性， 把脊柱刚度作为反映脊柱稳定的程度。把脊柱刚度作为反映脊柱稳定的程度。 脊柱不稳定的生物力学脊柱不稳定的生物力学 在生理载荷和生理运动范围内研究中，在生理载荷和生理运动范围内研究中， 绝大多数研究都是针对脊柱内源性稳定系绝大多数研究都是针对脊柱内源性稳定系 统，不考虑肌肉、神经等对脊柱稳定的影统，不考虑肌肉、神经等对脊柱稳定的影 响。脊柱不稳定的生物力学定义应该不依响。脊柱不稳定的生物力学定义应该不依 赖于具体的损伤机制和特定的病史，赖于具体的损伤机制和特定的病

35、史，Pope 提出脊柱的刚度减小或柔度的增加定义为提出脊柱的刚度减小或柔度的增加定义为 脊柱不稳定。这个定义在实验研究有较好脊柱不稳定。这个定义在实验研究有较好 的可操作性，一般是通过施加标准的外部的可操作性，一般是通过施加标准的外部 载荷或运动，观测脊柱内部的运动或位移。载荷或运动，观测脊柱内部的运动或位移。 这种研究脊柱不稳定的方法在脊柱生物力这种研究脊柱不稳定的方法在脊柱生物力 学和临床上都得到了广泛的应用。学和临床上都得到了广泛的应用。 脊柱不稳定的生物力学脊柱不稳定的生物力学 脊柱节段有脊柱节段有6个自由度，在运动上表现个自由度，在运动上表现 为前屈后伸、左右侧弯和左右旋转的角度为前

36、屈后伸、左右侧弯和左右旋转的角度 运动以及上下、左右和前后的线运动。上运动以及上下、左右和前后的线运动。上 述述6个方向的刚度减小均是节段不稳定的个方向的刚度减小均是节段不稳定的 表现。为此，表现。为此，有学者有学者提出了脊柱多向不稳提出了脊柱多向不稳 定的概念，即脊柱不稳定要与具体的运动定的概念，即脊柱不稳定要与具体的运动 方向联系起来。例如脊柱前屈运动不稳定，方向联系起来。例如脊柱前屈运动不稳定， 但在其它方向上却是稳定的。但在其它方向上却是稳定的。 脊柱稳定系统脊柱稳定系统 被动子系统被动子系统：椎骨、椎间盘、脊柱韧带：椎骨、椎间盘、脊柱韧带 （内源性稳定系统）（内源性稳定系统） 主动子

37、系统主动子系统：脊柱周围肌肉、腱等：脊柱周围肌肉、腱等 （外源性稳定系统）（外源性稳定系统） 神经子系统神经子系统： 子系统部分受损的结果：补尝子系统部分受损的结果：补尝 适应适应 功能丧失功能丧失 脊柱不稳定的临床定义脊柱不稳定的临床定义 在临床上，脊柱不稳定是上述三个脊柱在临床上，脊柱不稳定是上述三个脊柱 稳定子系统的综合表现，其统一的定义有很稳定子系统的综合表现，其统一的定义有很 大的困难。临床上常以病因、体征、损伤史大的困难。临床上常以病因、体征、损伤史 来描述脊柱不稳定，其定义也是多种多样的，来描述脊柱不稳定，其定义也是多种多样的， 如损伤后即刻出现的早期不稳定，损伤后逐如损伤后即刻

38、出现的早期不稳定，损伤后逐 渐发展的后期不稳定，脊柱负载能力降低的渐发展的后期不稳定，脊柱负载能力降低的 力学不稳定。又如将脊柱不稳定定义为在没力学不稳定。又如将脊柱不稳定定义为在没 有新损伤情况下，生理载荷在椎间关节间产有新损伤情况下，生理载荷在椎间关节间产 生不正常的较大变形，这种定义强调了受损生不正常的较大变形，这种定义强调了受损 的运动节段不稳与由不稳造成脊髓压迫等结的运动节段不稳与由不稳造成脊髓压迫等结 果之间的区别。果之间的区别。 脊柱的生物力学不稳定脊柱的生物力学不稳定 在实验研究中，绝大多数研究都是针在实验研究中，绝大多数研究都是针 对脊柱内源性稳定系统，不考虑肌肉、神对脊柱内

39、源性稳定系统，不考虑肌肉、神 经等对脊柱稳定的影响。脊柱不稳定的生经等对脊柱稳定的影响。脊柱不稳定的生 物力学定义应该不依赖于具体的损伤机制物力学定义应该不依赖于具体的损伤机制 和特定的病史，和特定的病史，Pope提出脊柱的刚度减小提出脊柱的刚度减小 或柔度的增加定义为脊柱不稳定。这个定或柔度的增加定义为脊柱不稳定。这个定 义在实验研究有较好的可操作性，一般是义在实验研究有较好的可操作性，一般是 通过施加标准的外部载荷或运动，观测脊通过施加标准的外部载荷或运动，观测脊 柱内部的运动或位移。这种研究脊柱不稳柱内部的运动或位移。这种研究脊柱不稳 定的方法在脊柱生物力学和临床上都得到定的方法在脊柱生

40、物力学和临床上都得到 了广泛的应用。了广泛的应用。 脊柱不稳定的生物力学评价脊柱不稳定的生物力学评价 一般都是通过对脊柱施加标准载荷观测脊柱一般都是通过对脊柱施加标准载荷观测脊柱 节段运动，分析脊柱抵抗变形的能力，即脊柱节段运动，分析脊柱抵抗变形的能力，即脊柱 稳定程度。施加的载荷有力和力偶矩。施加纯稳定程度。施加的载荷有力和力偶矩。施加纯 轴向压缩力和前后、左右的剪切力可以观测节轴向压缩力和前后、左右的剪切力可以观测节 段的线位移，施加前屈后伸、左右侧弯和左轴段的线位移，施加前屈后伸、左右侧弯和左轴 向旋转的力偶矩可以反映节段的角位移。向旋转的力偶矩可以反映节段的角位移。 运动范围的增大表示

41、脊柱节段刚度变小。运动范围的增大表示脊柱节段刚度变小。 中性区表示脊柱节段在不受外部载荷作用时可中性区表示脊柱节段在不受外部载荷作用时可 自由运动的范围。中性区越大，脊柱节段越不自由运动的范围。中性区越大，脊柱节段越不 稳定。有研究证实中性区比运动范围更能敏感稳定。有研究证实中性区比运动范围更能敏感 地反映脊柱不稳定。地反映脊柱不稳定。 脊柱稳定性与其结构的关系脊柱稳定性与其结构的关系 脊柱矫形术式或创伤通常会造成脊柱部分结脊柱矫形术式或创伤通常会造成脊柱部分结 构的切除或破坏，它们对脊柱稳定性的影响是临构的切除或破坏，它们对脊柱稳定性的影响是临 床和防护所关心的。与脊柱术式有关的结构有椎床和防护所关心的。与脊柱术式有关的结构有椎 间盘、小关节、后部韧带等。与创伤有关的结构间盘、小关节、后部韧带等。与创伤有关的结构 为前、中、后三柱。为前、中、后三柱。 脊柱稳定性与其结构的关系脊柱稳定性与其结构的关系 椎间盘：椎间盘对维持脊柱的完整性椎间盘：椎间盘对维持脊柱的完整性 研究脊柱的力学性质，使生物力学稳定性研究脊柱的力学性质，使生物力学稳定性 在临床中起了越来越重要的作用。然而椎在临床中起了越来越重要的作用。然而椎 间盘突出