脊柱解剖与生物力学基础课件

脊柱解剖与生物力学基础脊柱解剖与生物力学基础 脊柱解剖与生物力学基础1脊柱的组成和功能脊柱的组成和功能m脊柱是椎骨借椎间盘、关节、韧带等连结形成的人体中枢支柱。m功能：载荷的传递三维空间的生理活动保护脊髓脊柱的组成和功能脊柱是椎骨借椎间盘、关节、韧带等连结形成的2位置特征位置特征-m在冠状面上，脊柱位于背部中央。保持上部躯体在骨盆之上居中位。m在矢状面上，脊柱位于胸腹腔脏器的后方。为了代偿这种偏后的位置，脊柱形成前凸和后凸曲线。这些弯曲有助于维持脊柱在矢状面上的平衡。m从侧面观，身体的重力线走行于耳廓和股骨头之间。该线穿过颈椎中部、胸椎前方，然后再通过腰椎中部止于股骨头。重力线位置特征-重力线3位置特征位置特征-脊柱各节段在轴向面上的位置脊柱各节段在轴向面上的位置m颈段(CERVICAL)：占居颈部的后1/3。m胸段(THORACIC)：胸椎弯曲位于胸腔的后1/4。m腰段(LUMBAR)：腰椎位于腹腔后半部近中央处。m骶段(SACRUM)：骶椎向后翘起，为盆腔器官（膀胱、生殖系统、直肠）留出空间。位置特征-脊柱各节段在轴向面上的位置4位置特征位置特征-脊柱的弯曲脊柱的弯曲m在矢状面上，脊柱具有四个弯曲，包括两个后凸和两个前凸。m后凸：具有一个胸椎后凸和一个骶椎后凸。m前凸：脊柱具有一个颈椎前凸和一个腰椎前凸。m正常颈椎前凸为20度至40度。m正常胸椎后凸为20度至40度。m正常腰椎前凸为30度至50度。m骶椎后凸：S1-S5融合成后凸曲线，而骶骨倾斜的角度变化较大。位置特征-脊柱的弯曲5解剖特征解剖特征-椎管椎管m椎管是由椎骨构成的一个可褶曲的有效管腔,以容纳脊髓,是保护脊髓的重要结构。m椎管损伤或者空间结构改变,会造成脊髓和神经根受压,从而导致脊髓损伤或者神经根卡压症。解剖特征-椎管6解剖特征解剖特征-骨组织的类型骨组织的类型m脊椎的外层由皮质骨组成。皮质骨硬似象牙，由紧密的哈弗氏系统构成。可提供良好的固定位点。m脊椎的内部由松质骨组成，形似蜂窝状。即所谓骨小梁（细骨条索）而形成的网织骨。骨小梁间的微小腔隙内含有骨髓。解剖特征-骨组织的类型7椎体椎体vertebral body 椎弓根椎弓根pedicle of vertebral arch 椎弓板椎弓板lamina of vertebral arch 椎孔椎孔vertebral foramen 棘突棘突spinous process 横突横突 transverse process 上关节突上关节突superior articular process 解剖特征解剖特征-一般形态一般形态椎体vertebralbody椎弓根pedicleo8椎间孔椎间孔 关节突关节 椎间孔关节突关节9解剖特征解剖特征-终板终板m每一椎体的上、下端各有一个被皮质骨边缘所包饶的终板。紧密附着于椎体的终板由两层结构组成：外层软骨板和内层骨板。终板为无血管结构的椎间盘提供营养。m终板还具有椎体生长环的功能，主要为高度的生长，正象长骨的骺软骨一样。终板于17至18岁时闭合。解剖特征-终板10解剖特征解剖特征-椎间盘椎间盘m椎间盘（椎间盘（IVD）位于椎体终板表面的凹面关节之间。m形成最重要及独一无二的关节系统，允许脊柱多个面上运动。解剖特征-椎间盘椎间盘（IVD）位于椎体终板表面的11解剖特征解剖特征-椎间盘椎间盘m椎间盘的外层为纤维环，纤维环，它主要由胶原纤维组成。m胶原纤维呈同心圆状分层排列称做板层板层。板层结构在间盘的前部更厚，数量也更多。解剖特征-椎间盘12解剖特征解剖特征-椎间盘椎间盘m髓核髓核位于间盘的内部，纤维环的内层纤维逐渐地与髓核混合。m髓核较之纤维环更呈胶冻状，水分及蛋白多糖的含量也更高。年轻人的髓核中水分含量可达85%。而老年人则可能低于25%。m髓核的主要作用是对抗轴向载荷中的压应力。解剖特征-椎间盘髓核位于间盘的内部，纤维环的内层纤维逐渐13间盘的血液供应间盘的血液供应m椎间盘内没有明显的血管结构。它的血液供应主要依靠椎体终板通过弥散的方式供给。m终板的中心部位有血管网，营养物质可弥散进入髓核及纤维环。m因损伤或疾病引起的终板破坏会减少营养物质的弥散，导致间盘的退变间盘的血液供应14脊柱的关节脊柱的关节-枕颈关节、寰枢关节枕颈关节、寰枢关节 m颅骨（C0）的枕骨髁与寰椎（C1）上方的关节面构成枕颈关节，枕颈关节，也叫寰枕关节。枕颈关节主要完成伸屈运动。m寰枢关节寰枢关节 位于寰椎（C1）及枢椎（C2）之间，在横断面有一定程度的旋转运动。C2的齿状突作为C1旋转的枢轴点。小关节有伸屈及旋转运动。脊柱的关节-枕颈关节、寰枢关节颅骨（C0）的枕骨髁15脊柱的关节脊柱的关节-小关节角小关节角m颈椎的小关节与水平面成45度角。m胸椎的小关节与水平面成60度角，向内侧倾斜，与额状面成20度角。m腰椎的小关节与水平面成90度角，而与额状面成45度角。因为关节的朝向，限制了腰椎的旋转运动，但允许伸屈及侧屈运动。脊柱的关节-小关节角16脊柱的关节脊柱的关节-小关节角小关节角脊柱的关节-小关节角17脊柱的关节脊柱的关节-钩椎关节钩椎关节m颈椎上外侧缘的骨性隆凸称为钩突，钩突，它与上一节椎骨的下外侧部分构成钩椎钩椎关节，关节，也叫Luschka 关节关节。它属于纤维关节，没有关节囊。它有助于维持颈椎M-L面上的稳定性。m钩椎关节并非真正意义上的关节，但脊柱外科医师常把它称之为关节。脊柱的关节-钩椎关节颈椎上外侧缘的骨性隆凸称为钩突，它18脊柱的关节脊柱的关节-肋椎关节肋椎关节m在胸段脊柱，肋骨与椎体及横突构成关节。T2-T9椎体的后方各有上下两个关节面，与肋骨形成肋椎关节肋椎关节。mT1及T10-T12仅有一个肋关节面。m在胸椎的所有节段上，均有一个关节面，横突在此与肋骨构成肋横突关节。脊柱的关节-肋椎关节在胸段脊柱，肋骨与椎体及横突构成关节19脊柱的关节脊柱的关节-腰骶关节腰骶关节m腰骶关节的前方为楔形的椎间盘，后方为L5-S1关节突关节，由S1的两个大的向上突起的上关节突与L5的下关节突构成。mL5-S1关节与冠状面及水平面几乎成90度角，协助抵消因S1上终板倾斜30-60度所引起的剪切应力。m因腰段的较大活动性以及骶骨的相对固定，腰骶关节承受较大的载荷，退变性疾病及滑椎易发生于此处。脊柱的关节-腰骶关节腰骶关节的前方为楔形的椎间盘，后方为L20脊柱韧带脊柱韧带m韧带韧带是连接两块或两块以上骨骼软骨或其它结构的条带状或片状粗纤维组织。韧带仅在关节承受最大范围运动时才发挥作用，它能防止关节过伸或过屈。有前纵韧带、后纵韧带、棘间韧带、棘上韧带和黄韧带。m韧带主要用于维持脊柱的静态稳定性。大多数脊柱韧带由延伸度较小的胶原纤维构成,黄韧带含有较高比例的弹力纤维。韧带还作用于拉伸载荷在椎体间的传递,使脊柱在生理范围内以最小的阻力进行平稳运动。m肌肉瘫痪时韧带负荷增加,可导致韧带损伤。脊柱韧带损伤后身体不得不使用肌肉来保持静态稳定,从而容易导致肌肉疲劳和损伤。m中老年人的黄韧带容易发生肥厚改变,是造成椎管狭窄的重要原因之一。韧带损伤及其炎性物质释放是腰痛的常见原因。脊柱韧带韧带是连接两块或两块以上骨骼软骨或其它结构的21上颈椎韧带上颈椎韧带m寰枕韧带群寰枕韧带群：位于颅骨（C0）与寰椎（C1）之间，包括四个组成部分:m寰枕前韧带：在上颈椎，为前纵韧带在上颈椎的延伸。m寰枕后韧带m寰枕侧韧带：位于寰枕关节囊的两侧，由特殊的增厚的纤维组成。上颈椎韧带寰枕韧带群：位于颅骨（C0）与寰椎（C122上颈椎韧带上颈椎韧带m寰枢韧带群寰枢韧带群：从寰椎（C1）延伸至枢椎（C2），由四条主要的韧带结构组成：m寰枢前韧带m寰枢后韧带m侧韧带：位于寰枢关节囊的两侧，由特殊的增厚的纤维组成。上颈椎韧带寰枢韧带群：从寰椎（C1）延伸至枢椎（C223上颈椎韧带上颈椎韧带m枕枢韧带群枕枢韧带群：连接颅骨（C0）与枢椎（C2），由四条主要的韧带结构组成：m枕枢韧带：从椎管内枢椎椎体的后面向上，止于枕骨大孔的前面。为后纵韧带在上颈椎的延伸。m齿韧带（两条）：有时也称之为check韧带。从C2齿状突的顶端向外上，止于枕骨髁。m尖韧带：从C2齿状突的顶端向上，止于枕骨大孔的前面。m十字韧带群十字韧带群：m横韧带：协助稳定寰枢椎复合体。上下纵束后面观 上颈椎韧带枕枢韧带群：连接颅骨（C0）与枢椎（C224前纵韧带前纵韧带（ALL）m由纵向排列的厚纤维组织组成，m自枢椎（C2）至骶骨的前部。mALL在椎体前方较厚，而在椎间隙水平则较薄且附着于纤维环。ALL于终板水平与椎体的上下缘紧密结合。前纵韧带（ALL）由纵向排列的厚纤维组织组成，25后纵韧带后纵韧带（PLL）m韧带纤维呈纵向排列，但不如ALL密实，故较ALL薄弱。m它自枢椎（C2）至骶骨。PLL在椎体水平较窄，在间盘水平向两侧延伸故较宽。增宽的纤维有助于阻止间盘组织的突出。m与ALL一样，PLL于终板水平与椎体的上下缘紧密结合，在间盘水平附着于纤维环。后纵韧带（PLL）韧带纤维呈纵向排列，但不如ALL26m棘间韧带棘间韧带：连接相邻的棘突。前缘接黄韧带，后方移行于棘上韧带。在颈椎，棘间韧带成为项韧带的一部分。m棘上韧带棘上韧带：相邻棘突间的坚强连接，起自C7止于骶骨。C7以上移行为项韧带的一部分。棘间韧带：连接相邻的棘突。前缘接黄韧带，后方移行于棘上韧带27黄韧带黄韧带：m由垂直排列的弹力纤维组成。它起自上位椎板的前下面，止于下位椎板的后上面。不像ALL及PLL，黄韧带并不连续。m两侧黄韧带在中线上有一裂隙。m从C2至骶骨，黄韧带自上而下逐渐增厚。黄韧带：由垂直排列的弹力纤维组成。它起自上位椎板的前下面，28m髂腰韧带髂腰韧带：起自L45横突，止于髂嵴。m腰骶韧带腰骶韧带：起自L5横突的前下面，止于骶骨的外侧面。m骶髂韧带骶髂韧带：m骶髂短韧带骶髂短韧带的纤维成水平走向，起自骶骨，止于髂骨的后面；m骶髂长韧带骶髂长韧带的纤维成垂直走向，起自骶骨，止于髂脊柱的后面。髂腰韧带：起自L45横突，止于髂嵴。29脊柱的力学平衡和失衡脊柱的力学平衡和失衡m脊柱的功能有赖于脊柱的生物力学平衡包括静力平衡和动力平衡。m各种原因引起的脊柱结构紊乱，因失去力学动态平衡，而出现的脊柱及其相关病症。脊柱的力学平衡和失衡脊柱的功能有赖于脊柱的生物力学平衡包括静30 静力平衡系统静力平衡系统四柱结构四柱结构m椎体、椎间盘、前纵Lig和后纵Lig为前柱主支撑柱主支撑柱m椎弓根、关节突关节、横突及横突间韧带为侧柱副副支撑柱支撑柱m椎板、棘突、黄Lig、棘间Lig、棘上Lig为后柱调节柱静力平衡系统四柱结构椎体、椎间盘、前纵Li31椎间盘和双侧关节突关节共同构成椎间盘和双侧关节突关节共同构成三关节连动复合结构，从而构成脊三关节连动复合结构，从而构成脊柱稳定性的基础柱稳定性的基础m。椎间盘和双侧关节突关节共同构成三关节连动复合结构，从而构成脊32静力平衡系统静力平衡系统m脊柱四柱结构任何局部的破坏，都势必影响脊柱三轴6个自由度中的某些活动功能，诱发脊柱失稳。静力平衡系统脊柱四柱结构任何局部的破坏，都势必影响脊柱三轴633动力平衡系统动力平衡系统m推旁肌肉包括腰背伸肌群、腹肌、臀中肌及腹压、胸廓的主动调节，维持着腰椎的动力平衡。动力平衡系统推旁肌肉包括腰背伸肌群、腹肌、臀中肌及腹压、胸廓34动力平衡系统动力平衡系统m急性损伤、慢性劳损、炎症、天气变化及精神过度紧张等因素造成的肌力变化均可导致椎骨的动力平衡失调，m若长期得不到纠正，即可影响静力平衡的稳定性，从而造成整个腰椎系统的生物力学功能的紊乱。动力平衡系统急性损伤、慢性劳损、炎症、天气变化及精神过度紧张35筋骨并损筋骨并损m内在静力平衡与外在的动力平衡系统，不过是人为的一种划分而已，m事实上，两者的关系十分密切，一个系统的病损必然影响到另一系统的稳定，中医所说的“筋骨并损”就是这个道理。筋骨并损内在静力平衡与外在的动力平衡系统，不过是人为的一种划36 脊柱失稳脊柱失稳m脊柱失稳将导致椎体位移，椎曲改变，并发椎间孔、椎管等孔裂变形m引起脊柱区的血液动力学的改变，神经根充血水肿、脊髓供血减少，椎外植物神经受到激惹以及局部代谢产物的不良刺激等，从而引起腰椎病等疾病相应临床症状的发作，长期作用可加速腰椎（尤其椎间盘）的退变产生骨赘、韧带钙化等病理改变。脊柱失稳脊柱失稳将导致椎37脊柱失稳脊柱失稳m人体脊柱的静力、动力平衡与人体的其它组织器官一样，具有一定的代偿能力，当平衡的失调处于这种代偿能力的范围之内时，并无症状出现，而症状的出现只能在失代偿时才会产生。m临床上，当我们在某种程度上使两种平衡失调得到一定纠正时，往往可以使受累的神经恢复到亚临床状态，病人症状和体征随之消失。这可能是针推等非手术治疗，把力平衡的失调部分或全部纠正后，虽然椎间盘依然存在，但同样可以得到良好的治疗效果。脊柱失稳人体脊柱的静力、动力平衡与人体的其它组织器官一样，具38九、脊后支的解剖九、脊后支的解剖 行程与分段脊髓蛛网膜下腔蛛网膜囊硬脊膜囊硬脊膜外腔与椎间孔、椎间盘关系脊神经硬膜外段短，硬脊膜鞘紧连于椎间孔固定硬脊膜囊和保护鞘内的神经根不受牵拉此段在椎间孔处最易受压。九、脊后支的解剖行程与分段39脊后支的解剖脊后支的解剖分支：前支、后支（椎间孔处）m1、脊神经后支分别通过上关节突外侧和横突间到达内侧支、外侧支m2、腰神经后支：损伤较多，是导致腰腿痛常见原因之一，与神经行程中所经过的结构有关脊后支的解剖分支：前支、后支（椎间孔处）40脊后支的解剖脊后支的解剖m腰神经后支行程、分支m骨纤维孔横突间韧带内侧缘内侧支、外侧支m内侧支下位横突背面根部外侧骨纤维管椎弓板后面背深肌、脊柱m外侧支下位横突背面竖脊肌胸腰筋膜皮肤炎症腰腿痛脊后支的解剖腰神经后支行程、分支41脊后支的解剖脊后支的解剖骨纤维孔：骨纤维孔：脊神经后支骨纤m境界：上外侧界：横突间韧带下界：下位椎骨横突上缘内侧界：下位椎骨上关节突体表投影：体表投影：上点：L1平面，后正中线外侧2.3CM下点：L5平面后正中线外侧3.2CM脊后支的解剖骨纤维孔：脊神经后支骨纤42脊后支的解剖脊后支的解剖m骨纤维管：脊N后内侧支骨纤维管：a.境界：前：乳突付突间沟上：乳突下：付突后：上关节付突Ligb.体表投影上点：L1旁开2.1cm下点：L5旁开2.5cm脊后支的解剖骨纤维管：脊N后内侧支骨纤维管：43脊后支的解剖脊后支的解剖m临床意义：m腰N后支分别经过骨纤维孔、骨纤维管、胸腰两膜裂隙，由于孔道细小，周围结构坚韧缺乏弹性，且腰部活动大故易拉伤，或因骨质增生使孔道变形变窄，压迫通过的血管，N而导致腰腿痛。脊后支的解剖临床意义：44十、牵引态下针刺取得较好疗效的原因可能是：十、牵引态下针刺取得较好疗效的原因可能是：1、瞬间牵引力通过肌肉韧带作用于椎体的调整椎曲，椎体位移从而达到复位的目的以椎变脊柱的静力平衡。2、一系列的推拿手法可使软组织得到一定的力和能量。而一定的力和能量又可以使软组织获得弹性，并使其损伤组织修复，形状复原。显著改善病损部位及全身微循环，病损组织修复、调整动力平衡3、通过不同角度的针刺、调整脊N后支与孔裂的位置关系恢复脊N功能，经有效刺激调整骨等动力平衡系统和心血管系统改善脊柱的力学平衡十、牵引态下针刺取得较好疗效的原因可能是：45脊柱解剖与生物力学基础课件46脊髓的生物力学特性脊髓的生物力学特性m脊髓受到骨性椎管的保护，同时也受到其周围软组织的保护和支持，后者包括软脊膜、齿状韧带、蛛网膜、硬膜以及脑脊液和硬膜下组织。m当脊髓无脊膜包裹时，其特性如半流体粘聚体，包裹脊膜的脊髓为一具有特殊力学特性的结构。如除去周围的神经根、齿状韧带等组织，将脊髓悬吊起来，其长度可因自身重量而延长10，此时若想使其继续延长，可突然出现弹性阻力。m这表明脊髓的负荷-位移曲线有两个明显的不同阶段。脊髓的生物力学特性脊髓受到骨性椎管的保护，同时也受到其周围软47脊髓的负荷脊髓的负荷-位移曲线位移曲线m每一阶段可称初始阶段，很小的拉伸即可产生很大的位移；第二阶段，相同的牵拉只形成小的位移，造成第一阶段变化的力约0.01N，第二阶段脊髓在断裂前可承受2030N的拉力。m脊髓生物力学特性与组织特性有关。第一阶段有较大的伸缩性是脊髓折叠性形成的，可在很小的外力下折叠或展开；第二阶段脊髓展开或折叠已达极限，脊髓组织直接承受外力作用将以103为指数而迅速增加。脊髓的负荷-位移曲线每一阶段可称初始阶段，很小的拉伸即可产生48脊髓形态改变与脊柱活动的关系脊髓形态改变与脊柱活动的关系m在脊柱作生理屈伸和侧弯时，骨性椎管的长度随之改变。颈、胸、腰段椎管在屈曲时伸长，而伸直时缩短。m椎管长度的改变总是伴有脊髓的相应改变，脊髓的折叠与展开可满足脊柱从完全伸直到完全屈曲所需的7075的长度变化。m生理活动的极限部分由脊髓本身的弹性变形来完成。脊髓在长度改变的同时，同样伴有横截面积的变化。当脊髓由完全屈曲转为完全伸直时，其横截面形状从接近圆形变为椭圆。脊髓形态改变与脊柱活动的关系在脊柱作生理屈伸和侧弯时，骨性椎49周围软组织及其结构的保护作用周围软组织及其结构的保护作用m脊髓借齿状韧带悬挂于硬膜内，神经根也提供部分支持。脊柱完全屈曲时，脊髓、m神经根及齿状韧带均处于生理性牵张状态。由于齿状韧带向下倾斜，韧带上的张力相对于脊髓轴线来说可分解为两个分力。纵向分力于脊髓所受张力相平衡而有助于减少对脊髓的牵拉。成对的横向分力则相互平衡，保持脊髓位于椎管近中线处，这一位置可最大限度的防止骨性碰撞或震荡，这与头被放射状头带“悬吊”在头盔中而受到保护一样。此外。硬膜外脂肪与脑脊液亦通过减少摩擦和吸收能量的作用而对脊髓保护。周围软组织及其结构的保护作用50脊柱解剖与生物力学基础课件51脊柱解剖与生物力学基础课件52脊柱解剖与生物力学基础课件53脊柱解剖与生物力学基础课件54脊柱解剖与生物力学基础课件55脊柱解剖与生物力学基础课件56