脊柱
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脊柱(Columna vertebralis)又名脊椎骨、脊骨、脊梁骨。人體背部中間可觸及的從上至下骨骼的統(tǒng)稱,包括頸椎、胸椎、腰椎、骶椎、尾椎。
人類脊柱由24塊椎骨(頸椎7塊,胸椎12塊,腰椎5塊)、1塊骶骨和1塊尾骨借韌帶、關節(jié)及椎間盤連接而成。脊柱上端承托顱骨,下聯(lián)髖骨,中附肋骨,并作為胸廓、腹腔和盆腔的后壁。脊柱內部有縱形的椎管容納脊髓。脊柱具有支持軀干、保護內臟、保護脊髓和進行運動的功能。脊柱內部自上而下形成一條縱行的脊管,內有脊髓。
目錄 |
外觀特征
脊柱的整體觀
前面觀
椎體自上而下漸加寬,第2骶椎最寬,與椎體的負重有關。自骶骨耳狀面以下,重力傳至下肢骨,體積漸縮小。
后面觀
椎骨棘突連貫成縱嵴,位于背部正中線。頸椎棘突短而分叉。近水平位;胸椎棘突細長,斜后下方。呈疊瓦狀排列;腰椎棘突呈板狀水平向后?! ?/p>
側面觀
可見頸、胸、腰、骶四個生理性彎曲,頸和腰曲凸向前,胸和骶曲凸向后。
在正常情況下,脊柱有4個彎曲,從側面看呈S形,即頸椎前凸、胸椎后凸、腰椎前凸和骶椎后凸。長期姿勢不正和某些疾病(如胸椎結核、類濕性脊柱炎等)可使脊柱形成異常彎曲,如駝背?! ?/p>
組成部分
概述
脊柱是身體的支柱,位于背部正中,上端接顱骨,下端達尾骨尖。
脊柱分頸、胸、腰、骶及尾五段,上部長,能活動,好似支架,懸掛著胸壁和腹壁;下部短,比較固定。身體的重量和所受的震蕩即由此傳達至下肢。
脊柱由脊椎骨及椎間盤構成,是一相當柔軟又能活動的結構。隨著身體的運動載荷,脊柱的形狀可有相當大的改變。脊柱的活動取決于椎間盤的完整,相關脊椎骨關節(jié)突間的和諧。
脊柱的長度,3/4是由椎體構成,1/4由椎間盤構成。
結構
脊柱由26塊脊椎骨合成,即24塊椎骨(頸椎7塊、胸椎12塊、腰椎5塊)、骶骨1塊、尾骨1塊,由于骶骨系由5塊,尾骨由4塊組成,正常脊柱也可以由33塊組成。(如圖:脊柱側面||脊柱后面)
這樣眾多的脊椎骨,由于周圍有堅強的韌帶相連系,能維持相當穩(wěn)定,又因彼此之間有椎骨間關節(jié)相連,具有相當程度的活動,每個椎骨的活動范圍雖然很少,但如全部一起活動,范圍就增加很多。
脊柱的前面由椎體堆積而成,其前與胸腹內臟鄰近,非但保護臟器本身,同時尚保護至臟器的神經(jīng)、血管,其間僅隔有一層較薄的疏松組織。椎體破壞時,在頸部,膿液可聚集于咽后,或沿頸部下降至鎖骨下窩,亦可沿臂叢至腋窩;在胸部可沿肋間神經(jīng)至胸壁,亦可波及縱隔;在腰部可沿腰大肌筋膜下降,形成腰大肌膿腫,可流注至腹股溝下方,亦可繞過股骨小轉子至臀部。
脊柱的后面由各椎骨的椎弓、椎板、橫突及棘突組成。彼此借韌帶互相聯(lián)系,其淺面僅覆蓋肌肉,比較接近體表,易于捫觸。脊柱后部的病變易穿破皮膚。
在脊柱前后兩面之間為椎管,內藏脊髓,其周圍骨性結構如椎體、椎弓、椎板,因骨折或其他病變而侵入椎管時,即可引起脊髓壓迫癥,甚至僅小量出血及肉芽組織即可引起截癱?! ?/p>
椎間短韌帶
很多,在相鄰椎骨的椎弓之間的叫椎弓間韌帶,由彈性結締組織構成,呈黃色,故又稱黃韌帶。黃韌帶有很大的彈性,連接著相鄰的椎板,協(xié)助椎板保護椎管內的脊髓,并限制脊柱的過度前屈。此外在各棘突之間、各橫突之間,分別生有棘間韌帶和橫突間韌帶?! ?/p>
脊柱的長韌帶
主要有三條:
在椎骨前面的是前縱韌帶,上連枕骨大孔前緣,下達骶骨前面,緊貼椎體和椎間盤前面,厚實而堅韌,對脊柱穩(wěn)定有重要作用。椎體后面的后縱韌帶長度與前縱韌帶相當,與椎體相貼部分比較狹細,但在椎間盤處較寬,后縱韌帶可限制脊柱過分前屈及防止椎間盤向后脫出的作用。在棘突尖上還有一條上下連續(xù)的棘上韌帶,在胸、腰、骶部緊貼棘突末端,至頸部則呈板片狀,將兩側肌肉分開,且由彈性結締組織構成,特名之為項韌帶ligamentum nuchae。
環(huán)枕關節(jié)和環(huán)樞關節(jié)是脊柱上端與顱骨之間的連接,又合稱為環(huán)枕樞關節(jié)。
相關功能
脊柱為人體的中軸骨骼,是身體的支柱,有負重、減震、保護和運動等功能?! ?/p>
支持和保護功能外
人體直立時,重心在上部通過齒突,至骨盆則位于第2骶椎前左方約7cm處,相當于髖關節(jié)額狀軸平面的后方,膝、踝關節(jié)的前方。脊柱上端承托頭顱,胸部與肋骨結成胸廓。上肢借助肱骨、鎖骨和胸骨以及肌肉與脊柱相連,下肢借骨盆與脊柱相連。上下肢的各種活動,均通過脊柱調節(jié),保持身體平衡。脊柱的四個生理彎曲,使脊柱如同一個彈簧,能增加緩沖震蕩的能力,加強姿勢的穩(wěn)定性,椎間盤也可吸收震蕩,在劇烈運動或跳躍時,可防止顱骨、大腦受損傷,脊柱與肋、胸骨和髖骨分別組成胸廓和骨盆,對保護胸腔和盆腔臟器起到重要作用。另外,脊柱具有很大的運動功能?! ?/p>
運動功能
脊柱除支持和保護功能外,有靈活的運動功能。雖然在相鄰兩椎骨間運動范圍很小,但多數(shù)椎骨間的運動累計在一起,就可進行較大幅度的運動,其運動方式包括屈伸、側屈、旋轉和環(huán)轉等項。脊柱各段的運動度不同,這與椎間盤的厚度、椎間關節(jié)的方向等制約因素有關。骶部完全不動,胸部運動很少,頸部和腰部則比較靈活。人在立正姿勢時,通過身體所引的垂直重力線經(jīng)過頸椎體的后方,在第7頸椎和第1胸椎處通過椎體,經(jīng)胸椎之前下降,再于胸腰結合部越過椎體,經(jīng)腰椎后方并穿過第4腰椎至骶骨岬再經(jīng)骶骨前方、骶髂關節(jié)而傳至下肢。脊柱的彎曲,特別是頸曲與腰曲,隨重力的變化而改變其曲度。
脊柱背側主要為肌肉,脊柱周圍的肌肉可以發(fā)動和承受作用于軀干的外力作用。直接作用于腰背部脊柱的肌肉有背肌、腰肌。背肌分淺層和深層:淺層包括背闊肌、下后鋸肌,深層包括骶棘肌、橫突棘肌、橫突間肌、棘突間??;腰肌包括腰方肌和腰大肌。
間接作用于腰脊部脊柱的肌肉有腰前外側壁肌、臀大肌、臀中肌、臀小肌、股二頭肌、半腱肌及半膜肌等?! ?/p>
形成過程
脊柱形成
脊柱的發(fā)育是由中胚層的生骨節(jié)細胞圍繞脊髓和脊索形成的。胚胎早期,每側體節(jié)腹內側面分出一團間充質細胞,為生骨節(jié)。生骨節(jié)逐漸移向中線脊索周圍。起初生骨節(jié)組織的節(jié)段包繞脊索與體節(jié)對應,當進一步發(fā)展時,每個生骨節(jié)的尾端部分變致密,并和下位生骨節(jié)的頭端連接起來,形成新的節(jié)段稱椎骨原基,即后來的椎體。椎體形成后不久,在其背面伸出密集的間充質,形成神經(jīng)弓,包圍脊髓。腹面形成肋突,肋突在胸椎形成肋骨,在頸、腰椎與橫突相合。椎骨原基形成軟骨,后骨化為椎體。椎體中的脊索完全退化,但在椎間隙中央的脊索,卻保留下來,增長并經(jīng)過粘液樣變性,形成髓核。髓核周圍的纖維組織分化成纖維軟骨環(huán),與髓核共同構成椎間盤。臨床上偶遇到骶尾部的脊索組織殘留并異常生長而形成腫瘤,壓迫周圍組織產(chǎn)生腰骶痛及盆腔臟器功能障礙。
生骨節(jié)旁的生肌節(jié)組織,原來與生骨節(jié)位于同一節(jié)段,當生骨節(jié)重新組合之后,則處于兩相鄰椎骨間,并逐漸發(fā)育成脊旁肌肉。原位于生骨節(jié)間的動脈,此時處于椎體腰部,形成脊間動脈,即以后的肋間動脈及腰動脈。神經(jīng)則位于兩椎骨間,通過后來形成的椎間孔與脊髓相接,成脊神經(jīng)。
出生時的椎骨在椎體和兩側椎弓各有一個骨化中心。生后一年,胸、腰椎兩側椎弓完全融合。頸椎第2年初融合。骶骨較晚,約在7~10歲融合,且常融合不良,形成脊柱裂。椎弓與椎體的融合,在頸椎為3歲,胸椎為4~5歲,腰椎6歲,骶椎7歲或更晚。次發(fā)骨化中心在青春期才出現(xiàn)。
脊柱的分節(jié)和包繞神經(jīng)管,是一個復雜的演化發(fā)育過程,在發(fā)育過程中脊椎的發(fā)育缺陷可形成半椎、楔椎、蝶椎、融合椎、移行椎,是常見的脊椎畸形之一,更常見的發(fā)育障礙是兩側椎弓對合障礙形成的脊柱裂。較輕的脊柱裂多為腰骶椎骨的后弓沒有合并,但脊神經(jīng)正常,表面皮膚正?;騼H有小凹,或有色素沉著及毛發(fā),因臨床無癥狀,常在X線片中發(fā)現(xiàn),稱隱性脊柱裂;重者可同時有脊神經(jīng)、脊膜或脊髓的膨出,產(chǎn)生相應的脊神經(jīng)功能障礙。
在胚胎1~3個月時,脊髓和脊柱的長度一致,在以后的發(fā)育過程中,脊柱的生長迅速超過了脊髓,致脊髓末端在椎管內上升。在出生時其末端位于腰3(第3腰椎,下同)水平,至成人末端在腰1下緣,腰2以下的脊膜稱為終絲,仍連于尾骨水平。隨著這種生長不相稱的結果,腰骶脊神經(jīng)就從脊髓的發(fā)出處,斜行到相應的脊柱節(jié)段出椎間孔處,脊髓以下的神經(jīng)呈馬尾狀,稱為馬尾神經(jīng)。腰椎穿刺,碘水造影,均在此水平以下進行,以免刺傷脊髓?! ?/p>
生理彎曲形成
新生兒的脊柱是由胸椎后凸和骶骨后凸形成的向前彎曲,這兩個彎曲可以最大限度地擴大胸腔、盆腔對臟器的容量。嬰兒出生時,頸部始呈稍凸向前的彎曲,當生后3個月,嬰兒抬頭向前看時,即形成了永久性向前凸的頸曲以保持頭在軀干上的平衡。在生后的18個月幼兒學習走路時,又出現(xiàn)了前凸的腰曲,使身體在骶部以上直立。
這樣的脊柱出現(xiàn)了人類所特有的4個矢狀面彎曲:兩個原發(fā)后凸和兩個繼發(fā)前凸。胸椎的后凸是由于胸椎椎體前窄后寬的結果,而頸部的繼發(fā)前凸主要是由椎間盤的前寬后窄來構成的,其椎體則前后等高或前方稍矮。腰椎的前凸則除了椎間盤的前高后矮外,腰4及腰5椎體亦變得前高后矮;腰3椎體不定,仍多為方形,而腰1、腰2椎體仍適應胸腰段的后凸而呈后高前矮的形態(tài)。
完成四個彎曲的人類脊柱在站立位時,重力線應通過每個彎曲的交接處,然后向下以髖關節(jié)稍后方,膝踝關節(jié)稍前方而達地面。腰椎前凸在每個人并不一致,女性前凸較大。青年性圓背患者,或老年性駝背患者,為保持直立位,腰椎前凸亦增加。老年人椎間盤退變后頸椎及腰椎前凸可減少。脊柱的彎曲可協(xié)助椎間盤減少振蕩,但卻使支撐力減少,在彎曲交界處容易損傷(如胸12,腰1)及慢性勞損(如腰4、腰5)成為腰痛的易發(fā)病處。
脊柱的前凸增加稱前凸,常見于腰椎及骶骨水平位的人。過大的弧形后凸常見于胸部,如為驟彎則稱為成角畸形,常見于骨折、結核。向側方的脊柱彎曲稱為側凸。這些都影響脊柱的承重和傳遞功能,故為病理狀態(tài),可導致腰痛。
人類直立運動已有約300萬~500萬年的歷史,但直立后的脊柱仍不能完全適應功能的需要,特別是腰骶交界處的慢性勞損,常為腰痛發(fā)病的基礎?! ?/p>
脊柱負荷
脊柱的負荷為某段以上的體重、肌肉張力和外在負重的總和。不同的部位的脊柱節(jié)段承擔著不同的負荷。由于腰椎處于脊柱的最低位,負荷相當大,又是活動段與固定段的交界處,因而損傷機會多,成為腰背痛最常發(fā)生的部位。
脊柱的負荷有靜態(tài)和動態(tài)兩種。靜態(tài)是指站立、坐位或臥位時脊柱所承受的負荷及內在平衡,動態(tài)則指身體在活動狀態(tài)下所施于脊柱的力。這些負荷需要相應的關節(jié)、韌帶和肌肉來維持。
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