（优质医学）脊柱生物力学.ppt

A B 椎管矢状径（B）/椎体矢状径(A) * 当颈椎骨赘与脊髓互相接触的时候，颈椎屈曲活动更容易引起脊髓损伤； 颈椎后伸，脊髓遭受前方的骨赘和后方内陷的黄韧带钳夹样压迫，脊髓的前方和中央容易受累。 对颈椎屈伸运动的研究表明动态软组织增加了对脊髓造成损伤的冲击。 儿童无骨折脱位型脊髓损伤 病因未明，可能存在纵向牵引暴力。 儿童的脊柱弹性较好，可以承受比正常生理极限更大的形变，在骨性结构自发复位的时候引起直接的脊髓损伤。 单纯脊髓承受张力的能力很弱，极小暴力就可能造成脊髓损伤或者血管断裂。 * * 腰椎的生物力学 正常腰椎的稳定性由间盘、椎间小关节和韧带共同维持，并受周围神经、肌肉、腹压等因素影响。 椎体间活动范围取决于椎间盘。 活动的方向取决于椎间小关节:小关节接近矢状位，椎体易发生前方移位。 腰椎的屈曲、伸展及侧屈可对椎间盘产生拉伸和压缩应力，而腰椎旋转时椎间盘的受力主要为剪切应力。 * * 椎间盘内压力或预应压力主要来源于前后纵韧带和黄韧带。 脊柱负重时 髓核具有流体静力学的特点，使压力均匀一致地分布到整个椎间盘。 椎间盘作为一富含水的组织，在整个 运动节段中像一个垫子一样垫在椎体 间，起到储存和传递负荷的作用。 髓核只能轻微压缩，压力使得椎间盘 向周围膨出，外围的拉伸应力主要由 周围的环状纤维环承担。 椎间盘纤维环后部所承受的拉伸应力是轴向负荷的4～5倍。 * 椎间盘退变 粘多糖含量减少，导致亲水性下降。 当椎问盘含水量降低时，它的弹性降低。 储存能量和传递负荷的能力降低。 这些改变导致椎间盘脆性增加。 承受应力的能力降低。 * 各组织的作用 纤维环将受到4-5倍的牵张负荷。 韧带有助于防止屈曲旋转或前方移位。 黄韧带在中立位时对椎间盘施加预应力，可协助脊柱的内在支持。 小关节在防止后伸旋转及前方移位中起重要作用。 屈伸剪切及扭旋负荷在椎间盘上产生的应力，要比轴向挤压所产生的负荷大，且易致小关节退变和增生。 椎旁肌在防止最大伸张时椎体的压缩中起重要作用。 * 腰椎的功能性运动 指腰椎不同运动节段的联合及腰椎与骨盆的协同作用。 人体正常重力线位于L4椎体前方。 腰椎各节段的运动，骨盆倾斜度的改变，都将导致腰椎负荷的变化 将直立位椎体负荷定为100， 平卧时为50， 直坐150， 松弛180， 在屈髋、牵引的状态下，腰椎所受的负荷最小， 行走、搬举重物及功能锻炼时将增加。 * 静力学的观点 由于脊柱的伸展性，椎体和椎间盘吸收震荡的能力，纵韧带的稳定功能以及黄韧带的粘弹性，整个脊椎可以被看作是个可变形的弹性柱子。 脊柱在矢状面有两个生理性弯曲-后曲和前曲-也增加了脊柱的弹性 。 躯干肌群所产生的外部支持力有助于稳定和调整脊柱上的负荷。 * 脊柱在站立位时的负荷 保持躯干姿势的肌肉处于持续活跃的状态。 当身体笔直时，肌肉收缩力最小。 站立过程时，躯干的重力线垂直经过第四椎体的中心的腹侧。 脊柱承受向前的屈曲力矩，竖脊肌收缩力和韧带的牵拉力常拮抗这一运动。 躯干如要恢复为原有的平衡状态，就需要增加肌肉收缩力来拮抗此弯曲力矩所导致的躯干晃动。 除竖脊肌外，腹肌也通过问歇性的收缩参与维持姿势的中立位并使躯体稳定。 * 骨盆与骶骨角 放松站立时倾斜角或骶骨角与水平线的夹角大约为30°。 骨盆后倾时骶骨角减小，且腰椎前凸变平。 骨盆前倾时骶骨角增大，加大腰椎前凸和胸椎后凸的角度。 * 身体姿势可影响腰椎负荷 在良好支撑条件下躺下来脊柱椎间盘内的负荷最小，放松站立时椎问盘内的负荷也较低，在坐位时负荷增加。 在放松站立位时，第三、四腰椎间盘上的负荷约是测量平面以上身体重量的二倍。 脊柱向前弯曲时，椎间盘的中心位置后移。 躯干屈曲运动时对纤维环后侧部施加的应力远大于躯干伸展运动时。 脊柱的旋转运动及伴随发生的扭转负荷进一步增大了椎间盘上的应力。 * *