运动学教学课件：颈椎病的运动学基础与康复

颈椎病的运动学基础与康复*颅骨*肋骨*胸骨*脊柱

一、中轴骨的基本组成其中脊柱是躯干运动最重要的骨与关节人体的脊柱在矢状面上存在四个生理曲度：*颈椎前凸*胸椎后凸*腰椎前凸*骶椎后凸

此曲率对于通过骶髂关节固定骨盆的位置是必要的。

人体重力线位于每个脊柱区的凹侧，所产生的力矩有助于保持每个脊柱区的生理弯曲

改变重力线与脊柱曲率的空间关系的因素：脂肪沉淀、上肢所承受负荷的位置及大小、局部脊柱曲率个体差异、肌肉发达程度、结缔组织的弹性、怀孕等。

一些较小的异常或不良姿势可见于健康人群。而严重、反常的脊柱曲率就可以增大肌肉、韧带、骨骼、椎间盘、关节突关节及神经根的负荷。脊柱由大量的韧带结构支撑：脊柱的主要韧带及功能名称附着点功能注释黄韧带相邻椎板之间限制屈曲，防止过度压缩力损伤椎间盘在腰椎区最厚，含有高比例的黄色弹力蛋白，紧邻脊髓后方，脊柱过伸时黄韧带可向椎管内凸并压迫脊髓。棘上、棘间韧带从C7到骶骨之间的相邻棘突限制屈曲项韧带是颈椎和颅骨棘上韧带的延伸，为肌肉附着和头部支持的中线结构。腰椎过屈损伤时最先发生断裂的结构是棘上和棘间韧带。横突间韧带相邻的横突间限制向对侧屈曲和前屈在颈椎有少数的纤维；在胸椎，韧带呈圆形与局部肌肉交织在一起；在腰椎则呈薄膜状。前纵韧带位于枕骨基底至骶骨的脊柱全长前表面限制脊柱伸展或过度前凸，加强椎间盘前方及脊柱的稳定性颅骨部窄、尾端宽，在腰椎最发达，拉伸强度是后纵韧带的两倍左右。后纵韧带位于C2到骶骨间脊柱全长的后表面限制屈曲，加强椎间盘后方及脊柱的稳定性位于椎管内脊髓前方，细长的腰椎部减弱了控制椎间盘向后膨出的能力关节囊韧带包绕每一个关节突关节加强关节突关节中立位时松弛，其他所有姿势均拉紧。颈椎区较薄，腰椎区厚韧。二、关节运动学（一）典型椎间关节*横突与棘突间关节：在运动和稳定脊柱过程中，作为周围力臂或杠杆增加肌肉及韧带的机械力学效应。*关节突关节：主要是引导椎体间的运动，其作用就如轨道引导火车的方向，关节面的几何形状、大小和空间方向在很大程度上影响了椎体运动的方向。*椎间关节：减震和承担负荷。

另外，椎间盘与椎体高度的比值越大，相邻椎体间活动度就越大，颈椎和腰椎区的椎间隙最大。椎间关节的上述构造是脊柱稳定性和灵活性的基石，任何部分的机能失调均可引起关节功能紊乱和/或神经组织的损伤（二）描述运动的术语单组椎间关节的活动度不大，而脊柱所有椎间关节运动叠加后，则产生大范围的活动。椎间关节运动是发生在矢状、冠状、水平三个面的角旋转，其运动方向是以上位椎体节段的前方作为参照点。例如，当C4~C5轴向左旋时，C4椎体前的前缘旋向左侧，而棘突则旋向右侧。常用术语运动平面旋转轴其他术语

侧屈冠状面

前后方向（矢状轴）向右或向左弯曲前屈后伸矢状面内外方向（冠状轴）向前或向后弯曲轴向旋转水平面垂直方向（垂直轴）旋转，扭转脊柱骨运动学术语大多数椎间关节是平面或近似平面关节，可通过挤压、分离、滑动等术语描述其运动。术语定义功能举例挤压关节面与其对应的关节面相互靠腰椎后伸或前凸增大近，通常由压缩应力所致分离关节面与其对应的关节面相互分牵引治疗离，通常是由牵引应力所致滑动关节面在其关节平面范围内沿直中下段颈椎的屈伸运动线或曲线方向移动

椎间关节运动学术语（三）关节突关节和椎体间关节的结构和功能关节突关节属于平面关节，而平面关节不同的方向影响着脊柱不同节段的运动。水平关节面主要是产生轴向旋转。垂直关节面抑制轴向旋转。大多数关节面的位置介于水平和垂直之间。1、关节突关节颈椎区关节突关节面趋于水平，其轴向旋转远大于腰椎。影响脊柱节段优势运动的其他因素还包括：椎间盘大小椎体形状局部肌肉活动肋骨或韧带的附着位置2、椎间关节

由椎间盘、椎体终板及邻近椎体间的连接共同组成，从解剖学上来说，椎间关节复合体属于微动关节。（1）椎间盘及椎体终板：椎间盘中央髓核：髓样凝胶状组织，位于椎间盘的中后部，含有

70%-90%的水分，其功能如同一个液压减震器，分散和转移相邻椎体间的负荷。纤维环：腰椎间盘的纤维环由10-20层同心环状纤维软骨构成，环绕中央髓环。椎体终板：位于每个椎体上、下表面的玻璃样纤维软骨薄板。椎间盘是椎体的稳定和减震装置。椎间盘的稳定功能主要是由纤维环内规则排列的胶原纤维结构决定的。腰椎间盘纤维环的胶原纤维与垂直面呈约65°角斜向排列，而相邻层胶原纤维反向交叉排列。这样的结构可以对抗垂直牵伸力、剪力和扭力。纤维环的胶原纤维连接相邻椎体的终板。椎体终板是半渗透性的，允许来自于椎体血管的营养物质进入到椎间盘的深部。（2）椎间盘的流体静力学减震机制载荷的80%通过椎体间关节传递，20%通过后部结构承担（例如关节突关节和椎板）。椎间盘的减震机制主要体现在两个方面压力通过椎板传递至髓核，髓核受压变扁，压力均匀传向纤维环，后者弹性膨胀，结果负荷被缓冲。这种机制允许负荷均匀传导，被多个结构合理分担，从而避免应力集中于某一组织由于具有粘滞性，椎间盘对抗快速或高强度压力的能力高于慢速或轻的压力。因此椎间盘在低载荷下具有柔韧性而在高载荷下则变得坚硬。(3)体内髓核压力测量腰椎区髓核压力测量发现：仰卧位休息时椎间盘的压力较低，前屈运动伴躯干肌强力收缩时压力较大。进一步研究表明：①身体前部负重，特别是弯腰向前时，椎间盘的压力较大

②屈膝负重时腰椎间盘受压小于直膝负重，此时背部肌肉的活动增加。

③向前而懒散的坐姿比正确坐姿产生更大的椎间盘压力。上述三点可作为许多针对腰椎间盘突出症防治教育项目的理论依据。三、脊柱的局部运动学脊柱周围的结缔组织可限制脊柱的活动范围（下图），从而保护脊髓并维持最佳姿势。对于结缔组织在限制活动时具体功能的认识将有助于针对脊柱和功能失调患者制定个性化的治疗方案。

限制脊柱活动的结缔组织

屈伸轴向旋转侧屈项韧带食管和气管纤维环横突间韧带棘间和棘上韧带纤维环前部小关节囊对侧纤维环黄韧带前纵韧带翼状韧带小关节囊小关节囊纤维环后部后纵韧带头颈部颈椎运动学的特点：C2-7关节突关节的关节面呈倾斜45°叠瓦状结构，其倾斜面居于额状面和水平面间，使颈椎能在各个方向上自由活动头颈部的运动主要有寰枕、寰枢、关节突关节（C2-7）共同完成。头颈区是整个脊柱中活动度最大的区域。高度特异化的关节结构有利于头部的位置调整，包括视觉、听觉、嗅觉及平衡觉。钩椎关节（Luschka关节）

头颈区的关节水平面运动学寰枕关节轴向旋转的骨骼运动学寰枢关节复合体轴向旋转的关节运动学椎间关节突关节（C2-7）寰枢关节复合体椎间关节突关节（C2-7）矢状面运动学额状面运动学屈和伸的骨骼运动学侧屈的骨骼运动学屈和伸的关节运动学侧屈的关节运动学寰枕关节寰枢关节复合体寰枢关节复合体椎间关节突关节（2-7）椎间关节突关节（2-7）前伸和后缩的骨骼运动学头颈区局部解剖和运动学

与肩关节复合体一样，头颈区的各关节间以高度协同的方式相互作用。下表对头颈区每个区域的活动范围进行了总结。关节和部位屈和伸（矢状面）轴向旋转（水平面）侧屈（额状面）寰枕关节屈：5°无约5°

伸：10°

合计：15°寰枢关节复合体屈：5°35°～40°无伸：10°

合计：15°椎间关节突关节屈：30°～35°30°～35°30°～35°（C2-7）伸：55°～60°

合计：90°～100°头颈区运动范围：屈：45°～50°65°～75°35°～40°总和伸：75～80°

合计：120°～130°1、矢状面运动学屈伸的骨运动学

头颈区屈伸范围可达120°～130°，中立位时后伸75°～80°，前屈45°～50°。

头颈区20%～25%的运动发生于寰枕关节和寰枢关节复合体，而其余部分发生于C2～7的关节突关节。

颈椎椎管的容积在完全屈曲位时最大，而完全伸展位时最小。因此，当椎管狭窄患者颈椎过伸时更容易发生脊髓损伤。（2）屈伸的关节运动学

如同摇椅一样，后伸时凸起的枕骨隆突沿凹陷的寰椎上关节突向后滚动。基于传统的凸凹关节运动理论，枕骨隆突可同时向与滚动相反的方向滑动。覆膜、关节囊及寰枕膜的张力可限制枕骨隆突的滑动范围。寰枕关节

轴向旋转是其主要运动，但也允许约15°的屈伸运动。在颅骨和寰椎之间的间隙，寰椎在前屈运动时滑向前方，而在后伸运动时滑向后方。滑动的范围部分受连接寰枢关节中部的齿状突限制。

寰枢关节复合体椎间关节C2～7的屈伸运动发生于由关节突关节斜形关节面所形成的运动弧。后伸时，首先是下颈椎（C2～7）伸展，上位椎体的下关节面相对于下位椎体的上关节面向后下滑动。这些运动叠加将产生约55°～60°的后伸。前屈运动首先发生于下位颈椎（C2～7）。与后伸运动相反，上位椎体的下关节面相对于下位椎体的上关节面发生向前上的运动，关节面间的滑动可产生约35°的屈曲。屈曲运动可使关节突关节的关节囊拉伸，并减少关节间的接触面积。

总之，90°～100°的颈椎屈伸运动是关节突关节面间滑动的结果。平均约20°的矢状面运动可发生于C2～3和C6～7的椎间关节，而最大的成角移位发生于C5和C6之间，这可能是颈椎病和过屈骨折多累及此节段的原因。（3）前伸后缩的运动学在颈椎区除了屈伸运动外，头部也可在矢状面上前伸和后缩。头部的前伸是屈曲下至中部的颈椎而伸展上部的枕颈区。与之相反，头部后缩是伸展下至中部的颈椎而屈曲上部的枕颈区2、水平运动学（1）轴向旋转的骨运动学

头部和颈部的水平旋转具有重要的功能，包括视觉和听觉功能。每一侧充分的旋转活动度约为65°～75°，并受年龄的影响。头颈区约一半的轴向旋转发生于寰枢关节复合体，其余部分发生于C2～7。由