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脊柱的解剖和生物力學特徵

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最近審查:11.04.2020
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應從解剖學(生物力學)和功能側觀察脊柱。

在解剖學上,脊柱由32個,有時33個單獨的椎骨組成,通過椎間盤(藝術,Intersomatica)相互連接,代表同步性和關節(藝術。椎間盤)。脊柱的穩定性或穩定性由連接椎體(lig.longitudinale anterius et posterius)的強大韌帶裝置和椎間關節的囊,連接椎弓的韌帶(lig.Flava),連接棘突的韌帶(lig.Supraspinosum et intraspinusinusinusinusinusinusinusinusinusinusinusinus)提供。

從生物力學的角度來看,脊柱類似於運動鏈,由單個鏈環組成。每個椎骨與三個點的鄰近關節:

在背部的兩個椎間關節和前面的身體(通過椎間盤)。

關節突之間的關節是真正的關節。

椎骨一個位於另一個之上,形成兩個支柱 - 前部,以椎體為代價建造,後部由拱形和椎間關節形成。

脊柱的移動性,其彈性和彈性,在一定程度上承受顯著負荷的能力由椎間盤提供,椎間盤與形成脊柱的脊柱的所有結構緊密地解剖和功能連接。

椎間盤在生物力學中起著主導作用,是脊柱的“運動靈魂”(Franceschilli,1947)。作為複雜的解剖結構,光盤執行以下功能:

  • 連接椎骨
  • 確保脊柱的活動性,
  • 保護椎體免受永久性創傷(折舊作用)。

警告!任何減弱椎間盤功能的病理過程都會侵犯脊柱的生物力學。脊柱的功能也受損。

由一個椎間盤,兩個相鄰椎骨以及相應關節和該水平的韌帶裝置組成的解剖複合體稱為椎骨運動節段(PDS)。

椎間盤由兩個透明板組成,緊鄰相鄰椎體的終板,即牙髓核(髓核)和纖維環(纖維環)。

牙髓是脊髓的殘餘,包含:

  • 間質物質軟骨素;
  • 少數軟骨細胞和交織在一起的膠原纖維,形成一種膠囊並賦予其彈性。

警告!在牙髓核的中間有一個空腔,其體積通常為1-1.5cm 3

椎間盤的纖維環由在不同方向上纏繞的緻密結締組織束組成。

纖維環的中心束鬆散地排列並逐漸進入細胞核囊,而周緣束彼此緊密相鄰並嵌入骨邊緣。環的後半圓比前半圓弱,特別是在腰椎和頸椎。椎間盤的外側和前側部分略微突出超過骨組織的界限,因為椎間盤比相鄰椎骨的體稍寬。

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脊柱韌帶

作為骨膜的前縱韌帶牢固地粘附在椎體上並自由地擴散到椎間盤上。

相反,參與椎管前壁形成的後縱韌帶自由地擴散到椎體表面上並與椎間盤拼接。這種韌帶在頸椎和胸椎中有很好的表現; 在腰部,它被縮小為窄帶,在此期間通常可以觀察到均勻的間隙。與前縱韌帶不同,它在腰椎區域發育很差,其中最常見的是椎間盤脫垂。

黃色韌帶(總共23條韌帶)被分割,範圍從椎骨C到S椎骨。這些韌帶彷彿進入椎管內,從而減小其直徑。由於它們在腰部區域最發達,因此在病理性肥大的情況下,可以觀察到馬尾壓迫的現象。

從脊柱靜力學和運動學的角度來看,這些韌帶的機械作用是不同的,尤其重要:

  • 它們保留了頸椎和腰椎前凸,從而加強了椎旁肌的作用;
  • 確定椎體的運動方向,其幅度由椎間盤控制;
  • 通過關閉板之間的空間並通過其彈性結構間接地保護脊髓,由此在身體伸展期間這些韌帶保持完全伸展(假如如果它們被縮小,它們的褶皺會擠壓脊髓);
  • 與椎旁肌一起有助於使身體從腹側屈曲到直立位置;
  • 它們對牙髓核具有抑製作用,其通過椎間盤壓力傾向於使兩個相鄰的椎體間隔開。

手柄和相鄰椎骨的過程的連接不僅是黃色的,而且還在中間體,本質酶和橫向韌帶之間進行。

除了椎間盤和縱韌帶外,椎骨通過兩個椎間關節連接,通過關節突形成,具有不同部位的特徵。這些過程限制了神經根退出的椎間孔。

神經支配外纖維環部分,後縱韌帶,骨膜,關節,血管,脊髓的膠囊劑,椎骨進行竇神經(N。Sinuvertebralis),由交感神經和軀體纖維。成人椎間盤的營養通過透明板擴散而發生。

這些解剖特徵,和比較解剖學的數據允許椎間盤作為觀察polusustav(Schmorl,1932),髓核,包括類型的滑液(TP Vinogradova,1951),與所述接合部的腔相比; 覆蓋有透明軟骨的椎骨終板被比作關節末端,並且纖維環被認為是關節囊和韌帶裝置。

椎間盤是典型的靜水壓系統。由於液體實際上是不可壓縮的,因此作用在芯上的任何壓力在所有方向上均勻地變形。纖維環通過激勵其纖維,保持核心並吸收大部分能量。由於椎間盤的彈性特性,在跑步,行走,跳躍等情況下傳遞到脊柱,脊髓和大腦的震顫和震顫相當軟化。

核心膨脹在相當大的範圍內變化:隨著負荷的減小,它會上升,反之亦然。細胞核的顯著壓力可以通過這樣的事實來判斷:在水平位置幾個小時後,矯正椎間盤使脊柱伸長超過2厘米。眾所周知,一天中人的身高差異可達到4厘米。

脊柱不同部位的椎體具有獨特的解剖和功能特徵。

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頸椎

根據支撐的功能任務,椎體尺寸從頸椎到腰椎逐漸增大,達到椎體最大尺寸;

  • 與下面的頸椎相比,頸椎具有相對較低的橢圓體;
  • 頸椎的身體通過不是全部的圓盤彼此分開。根據Troland術語,椎體的這些細長的上側邊緣,稱為半月形或鉤形突起(processus uncinatus),與上覆椎骨的主體的下側角連接,形成所謂的Lyushka關節或鉤椎關節。在椎體上方和上椎骨的小關節之間有2-4毫米的鉤椎間隙;
  • 鉤狀關節表面覆蓋有關節軟骨,關節外側被膠囊包圍。在該區域中,盤的側表面上的纖維環的垂直纖維發散並且以平行於孔的束的形式延伸; 同時,椎間盤不直接鄰接該關節,因為當它接近鉤椎裂縫時,它逐漸消失;
  • 頸椎的解剖學特徵是在橫突的基部存在孔,其中a。椎;
  • 椎間孔C 5,C 6和C 7具有三角形形狀。截面中的孔的軸線在傾斜平面中通過。因此,在非椎骨生長期間,產生了縮小孔徑和壓縮脊柱的條件;
  • 頸椎棘突(C 7除外)分開下降;
  • 關節突相對較短,它們位於前平面和水平面之間的傾斜位置,這決定了大量的屈伸運動和有限的側向傾斜度;
  • 由於牙齒狀突起的圓柱形關節與椎骨C1的關節面,旋轉運動主要由上頸椎進行;
  • 棘突C 7出現最大且容易觸診;
  • 所有類型的運動(屈伸,向右和向左傾斜,旋轉),並且最大程度上是頸椎的特徵;
  • 第一和第二頸根在寰枕和寰樞關節後面延伸,這些區域沒有椎間盤;
  • 在頸椎中,椎間盤的厚度是相應椎骨高度的1/4。

頸椎比腰椎強度更低,移動性更強,並且通常承受較小的壓力。然而,1厘米2頸椎間盤的負荷不小於,但甚至大於1厘米2的腰椎(Mathiash)。結果,頸椎的退行性病變經常發生在腰部區域。

R.Galli等。(1995)表明,韌帶裝置在椎體之間提供非常小的移動性:相鄰椎骨的水平位移從不超過3-5mm,並且角度傾斜為11°。

如果相鄰椎骨的間隙之間的距離超過3-5mm並且椎體之間的角度增加超過11°,則應該預期PDS的不穩定性。 

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胸椎

在胸椎區域,脊柱運動量相對較小,椎骨比頸椎更高更厚。個從5到TH12胸椎其橫向尺寸逐漸增大,接近上腰椎的值; 胸椎間盤的高度低於腰椎和頸椎區域; 椎間盤厚度是相應椎骨高度的1/3; 胸椎椎間孔比頸椎狹窄; 椎管也比腰椎狹窄; 大量交感神經纖維在胸根中的存在不僅會引起胸神經根病的特殊植物色,還可能引起內臟痛和運動障礙的發展; 相對較大,末端增厚,胸椎的橫突稍微向後傾斜,棘突向下急劇傾斜; 肋的小丘鄰接橫向過程的加厚自由端的前表面,形成真正的肋 - 橫關節; 在肋的水平處,在肋的頭部和椎體的側表面之間形成另一個關節。

這些關節用強韌帶加固。當脊柱旋轉時,具有橫向過程的椎體的肋骨和側表面跟隨脊柱,作為整體圍繞垂直軸線轉動。

胸椎的特點是兩個特徵:

  • 與頸椎和腰椎區域的脊彎曲相反,正常的後凸彎曲;
  • 用一對肋骨鉸接每個椎骨。

胸椎的穩定性和活動性

主要的穩定元件是:a)胸腔; b)椎間盤; c)纖維環; d)韌帶(前縱韌帶和後縱韌帶,輻射韌帶,肋橫韌帶,橫韌帶,黃韌帶,棘間韌帶和棘上韌帶)。

具有韌帶裝置的肋骨提供足夠的穩定性並且同時限制運動期間的移動性(屈曲 - 伸展,側向傾斜和旋轉)。

警告!在胸部區域的運動期間,旋轉受到的限制最少。

除了折舊之外,椎間盤與纖維環一起執行穩定功能:在該部分中,椎間盤小於頸部和腰部區域,這使椎體之間的活動性最小化。

韌帶裝置的狀況決定了胸椎的穩定性。

許多作者(Heldsworth,Denis,Jcham,Taylor和其他人)證實了三支持穩定性的理論。

後部複合體起著關鍵作用:其完整性是穩定性不可缺少的條件,臨床不穩定表現為後部和中部支撐結構的損傷。

一個重要的穩定元件是關節袋,關節的解剖結構也確保了結構的完整性。

關節面向前平面,限制了屈伸和側向傾斜; 因此,在胸部區域,關節的半脫位和脫位極為罕見。

警告!最不穩定的區域是Th10-L1區域,因為相對穩定的胸部和更容易移動的腰部區域。

腰骶脊柱

在腰椎,支持上覆部門的嚴重程度:

  • 椎體寬,橫向和關節突大;
  • 腰椎體的前表面在矢狀方向上略微凹陷; 前部L椎體的身體略高於背部,這決定了腰椎前凸的解剖學形成。在脊柱前凸狀況下,負荷軸向後移動。這有利於圍繞身體垂直軸的旋轉運動;
  • 腰椎的橫突通常位於正面; 腰椎橫突的腹側部分是相應腰椎的欠發育殘餘,因此它們被稱為肋骨過程(processus costarii vertebrae lumbalis)。在rib進程的基礎上,有較小的增量進程(processus accessorius);
  • 腰椎的關節突突出突出,其關節面與矢狀面成一定角度;
  • 棘突增厚,後面幾乎水平; 在右側和左側的每個上關節突的後外側邊緣有一個小的錐形乳突突起(乳房突起);
  • 腰椎間的椎間孔很寬。然而,在脊柱畸形,退行性病變,本節靜態紊亂的情況下,最常出現疼痛性神經根綜合症;
  • 腰椎間盤分別表現出最大的負荷,具有最大的高度 - 身體高度的1/3;
  • 盤的突起和脫垂的最頻繁定位對應於最過載的部分:L 4和L s之間的間隙,C和S1之間的間隙稍微不那麼頻繁;
  • 牙髓核位於椎間盤後部和中間三分之一的邊界。該區域的纖維環在前部厚得多,在那裡由密集的前縱韌帶支撐,該縱韌帶在腰部區域發育最為強烈。纖維環的背部較薄並且通過薄且更不發達的後縱韌帶與椎管分離,後縱韌帶與椎體相比與椎體更牢固地連接。對於後者,該韌帶通過鬆散的結締組織連接,其中鋪設靜脈叢,這為在椎管內腔中形成突起和脫垂創造了額外的條件。

脊柱的一個特徵是存在位於矢狀平面內的四個所謂的生理曲率:

  • 頸椎前凸,由所有頸椎和上胸椎組成; 最大的凸起是C 5和C 6;
  • 胸椎後凸畸形; 最大凹度處於Th 6 - Th 7的水平;
  • 腰椎前凸,由最後一個胸椎和所有腰椎組成。最大曲率位於體L 4的水平;
  • 骶尾部後凸畸形。

脊柱功能障礙的主要類型根據生理曲線的平滑類型或根據其增加的類型(脊柱後凸)發展。脊柱是單個軸向器官,有條件地將其分成不同的解剖學分區,因此例如在頸椎中不會出現脊柱前凸,腰椎前凸平滑,反之亦然。

目前,脊柱變化的平滑和超螺旋變異的功能障礙的主要類型是系統化的。

1.當脊柱的生理曲率平滑時,出現屈曲型功能障礙,其特徵在於患者的受力位置(在屈曲位置)並且包括:

  • 限制頸椎運動節段的活動性,包括頭關節區域;
  • 頭部下斜肌綜合徵;
  • 頸部肌肉和胸鎖乳突肌的深屈肌損傷;
  • 前斜角肌綜合徵;
  • 上裂隙區綜合徵(抬高肩胛骨的肌肉綜合徵);
  • 前胸壁綜合徵;
  • 在某些情況下 - 肩胛骨周圍炎綜合徵;
  • 在某些情況下,外側尺骨上髁綜合徵;
  • 限制第一肋骨的活動性,在某些情況下 - I-IV肋骨,鎖骨關節;
  • 腰椎前凸平滑綜合症;
  • 椎旁肌綜合徵。

限制腰椎和下胸椎運動節段的活動性:腰椎 - 屈曲和下胸椎 - 伸展:

  • 骶髂關節活動受限;
  • 腎上腺綜合徵;
  • 迴腸 - 腰肌綜合症。

2.隨著脊柱中生理彎曲的增加,發展出彎曲型功能障礙,其特徵在於患者的“自豪”步態和在疾病臨床表現的表現期間腰椎和頸椎的伸展受限。它包括:

  • 限制脊柱中頸和宮頸卵巢運動節段的活動性;
  • 頸部肌肉 - 頸部伸肌;
  • 在某些情況下,內側尺神經上髁綜合徵;
  • 限制胸椎運動節段的活動性。
  • 腰椎神經衰弱綜合徵;
  • 腰椎運動節段延伸的限制:L1-L2和L 2 -L 3,在某些情況下 - L 3 - L 4;
  • 股骨背肌群綜合徵;
  • 股動脈排出綜合徵;
  • 梨狀肌綜合徵;
  • coccygodynia綜合徵。

因此,當即使在正常生理條件下乾擾主動力的對稱性時,脊柱構型也會改變。由於生理曲線,脊柱可以承受比相同厚度的混凝土柱大18倍的軸向載荷。這是可能的,因為在彎曲的情況下,負載力在整個脊柱中均勻分佈。

脊柱還包括其固定分區,骶骨和緩慢移動的尾骨。

骶骨和第五腰椎是整個脊柱的基礎,為其所有上層部門提供支撐,並承受最大的壓力。

脊柱的形成及其生理和病理彎曲的形成受到IV和V腰椎和骶骨的位置的極大影響,即 骶骨和脊柱上覆部分之間的比例。

通常,相對於主體的垂直軸的骶骨處於30°的角度。骨盆明顯的斜度導致腰椎前凸保持平衡。

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