脊柱的生物力学与退行性骨关节病.ppt

脊柱的生物力学与退行性骨关节病;人体脊柱实质上是一个通过： 杠杆 运动轴 操纵的力学复合体结构 致动体 限制体 这个力学复合体不仅柔韧性好、运动范围广，而且非常坚固稳定。;??作为一个力学结构，脊柱有以下特点： 脊柱矢状面的正常曲度使得脊柱灵活运动、承载轴向负荷的同时维持相应的强度及站立姿势的稳定性。 矢状面曲度的改会很大程度上影响脊柱的力学行为。 ;?? 椎体承载躯干及上肢主要的轴向负荷，椎体所须承载的重量从头端到尾端逐渐增加，椎体本身也逐渐增大。 ;?? 椎体组成脊柱的前柱，承载 80% 的轴向负荷（体重）。后方结构（主要是关节突关节）组成脊柱后柱，向下肢传递 20% 的轴向负荷 ．;;;怀孕使身体重心前移，腰椎前凸增加以维持脊柱平衡 。;通常在前柱缺损而失去结构上的支撑时发生脊柱矢状面的失衡。 例如： 椎体肿瘤或骨折破坏椎体结构完整性，使得椎体塌陷导致病变节段上方的脊柱过度后凸。 另外下腰椎多个间盘的退变可以改变其前高后低的楔形外观，哪怕是细微的改变也可以带来明显后凸。 如果前柱正常，很少因后方张力带薄弱而出现矢状面失衡。 ; 我们从整体、区域和局部三方面评价脊柱的平衡，它们虽然不同但彼此相关。 从整体角度看脊柱包括颅骨、骨盆、髋关节及髋部肌肉，应特别注意到，骶骨的位置及倾斜度与脊柱整体平衡密切相关。 脊柱可以分为以下几个区域：颈段、颈胸段、胸段、胸腰段和腰段。另外，相邻的几个运动节段也可组成一个运动区域。脊柱的局部往往指一个运动节段。 ;脊 柱 失 平 衡; 通常在前柱缺损而失去结构上的支撑时发生脊柱矢状面的失衡。 例如：椎体肿瘤或骨折破坏椎体结构完整性，使得椎体塌陷导致病变节段上方的脊柱过度后凸。 另外下腰椎多个间盘的退变可以改变其前高后低的楔形外观，哪怕是细微的改变也可以带来明显后凸。; 所有这些疾病可导致脊柱和躯干前屈，头部位于髋的前方，这样脊柱后方肌肉为维持直立姿势必须做更多的功。其他代偿机制如膝关节屈曲和拖曳步态，目的都是为了维持直立姿势的同时减轻脊柱肌肉负荷。 总之，脊柱矢状面的失衡是脊柱疾患的主要后果，这一点非常重要，但经常被忽视，所以骨科医师在治疗脊柱疾病时必须强调维持脊柱矢状面的平衡。 ; 脊柱冠状面的失衡经常发生在脊柱侧弯的病人，也可发生在脊柱创伤、肿瘤及下肢不等长的病人身上。外科医师在脊柱手术中应特别重视使头部和双肩的中心位于骨盆中线上。 ;运动节段;脊柱的各个运动节段通过以下机制彼此连接起来: ;简而言之，运动节段的运动是这样产生的： 肌肉收缩推动椎体上的杠杆，作以椎间盘及小关节为轴的旋转运动，韧带组织提供稳定性，限制运动节段在生理范围内运动。 尽管每一运动节段只有有限的运动范围，但所有运动节段彼此叠加，脊柱就具有很大的屈曲性和广泛的运动范围。 ;侧屈图例 ;脊柱机械性不稳定;多种原因可导致脊柱不稳定，包括创伤、肿瘤、代谢异常、退变及椎体滑移，椎体、椎间盘和韧带的损伤是脊柱不稳定的常见原因。 例如：肿瘤破坏椎体后，它无法承载正常的轴向负荷，导致椎体塌陷形成后凸畸形，此时可伴有或没有疼痛。这种情况也可发生在因骨质疏松引起骨折时，不同的是这时通常伴有明显疼痛。 ;脊柱节段性不稳定： ;退 行 性 疾 病; 对于个体而言，退行性改变并不都出现临床症状。很多人即使有退行性改变也能够正常工作和生活，当退行性改变导致关节出现临床症状，一般是疼痛时，就被称为骨性关节炎，意味着由于关节的退行性改变，骨与软骨出现了炎症反应。 ; 在脊柱上，脊椎病用来代表具有症状的脊柱退变性骨性关节炎。 本章将复习一种常见的脊椎病：退变性椎间盘病。 首先，复习一些与脊柱退变疾病有关的解剖与生物力学因素。 ;解剖与生物力学回顾;脊柱由每一个运动节段相互叠加而成，它负载躯干的重量。 脊柱可以发生内部变形以对抗躯干对其的压力，这种变形主要是对于椎间盘产生的，但并不仅限于椎间盘 。;椎 间 盘;其次，椎间盘是运动节段的轴心点，它类似于一个密闭的、可变形的球体，可以承受各个方向的应力并允许脊柱在各方向活动，这意味着椎间盘可能同时承受多种应力（压力、张力、弯曲力、剪切力及旋转力）。 ;椎 间 盘 解 剖;椎间盘作用类似于减震垫 ;每一层纤维板的纤维与椎间盘水平面呈 30 度斜形排列，此外，每层纤维板的纤维与其相邻层面的纤维排列方向相反，这样，纤维板就像一个网状的格子样结构，极其坚固并富有弹性。;髓核 髓核是椎间盘中央的一种球样的胶冻样物质，占间盘成分的 40 ％，它被纤维环所