脊柱解剖和功能特点

出处：按学科分类—医药、卫生 山东科学技术出版社《实用正骨手册》第151页（1447字）

脊柱位于躯干的中间背侧，其上接于颅脑，下止于尾部，有33块椎骨组成，内有脊髓组织和马尾神经。脊柱是柱状的骨骼组织，由一系列椎骨及椎间盘组成，主要的作用是保护脊髓神经及支持体重。根据脊柱的生理结构及特性，愈靠下方所承受的压力愈大，故椎骨的体积也是由上而下逐渐增大。脊柱从整体构造上来说是最脆弱的关节，其中又以第5腰椎及第1骶椎间的椎间盘最易受到伤害。

由生物力学与解剖学综合观之，脊柱的整体结构是由椎体、椎间盘、椎间小关节、椎间韧带等组成，每个部分各有其所代表的力学角色。椎体与椎间盘主要是承受压力，这由椎体纵向排列的骨小梁得以证实。椎间小关节则主要承受剪力及轴向扭力。椎间韧带是惟一可承受张力得结构，主要是防止过大的弯曲。两相邻椎体、椎间盘及韧带组成脊柱运动节段，即脊柱功能单元。

(一)脊柱的生理解剖 脊柱是由33块椎骨及23个椎间盘所构成，分为5个区。颈椎7节，胸椎12节，腰椎5节，骶椎5节，尾椎4节。其中颈椎、胸椎及腰椎的23块椎骨间(C2～S1)各有一纤维性的软组织位于其间，作为吸收外来冲击能量及增加脊柱活动度的结构，称之为椎间盘。但在骶椎与尾椎的部分，相邻的椎骨则融合起来，成为不可动的集合体。

(二)椎间盘的生物力学特性 对椎间盘的力学性质已有广泛的研究，从受力方面来说椎间盘的结构最主要也最复杂。对一个正常的椎间盘而言，其主要结构可分成两部分：中央由富含水分的胶状物质构成髓核，而周围被坚韧的纤维环所包裹。纤维环是由胶质纤维上下垂直交叉构成，由于其结构关系，对扭矩和弯矩的抵抗力最好。髓核则是由胶性材料混合在胶原基材中构成，由于内部水分及电解质浓度上的调整，使得髓核成为一个抵抗压力的良好结构，髓核受压时，可以均匀地传递压力至内纤维环，再传至外纤维环，外纤维环则扮演着张力表皮的作用使得椎间盘可以承受压力。椎间盘主要是由外纤维环承受压力和扭矩，当外纤维环受牵拉，便会对髓核产生压力，如果重复受力，椎间盘将因内部液体流动而降低其对弯曲与剪力的抵抗。两者能够抵抗躯干前弯及侧弯所造成的压力、剪力及扭矩的机制，从纤维环方面可以形容成螺旋状的弹簧线圈，髓核方面像在椎体间滚动分散压力的球状物。人类在每天的活动中，椎间盘的高度及体积大约减少20%，主要由于髓核液体的流出及纤维环中胶原纤维的粘弹改变所致，所以正常人晚上获得充分的休息便可以恢复椎间盘的高度。

(三)椎间关节的生物力学特性 人在站立时，椎体与椎间盘可承受约80%的压力，剩余20%的压力是由各个椎间关节所承受。如果椎间盘因退化而变狭窄，则椎间关节有可能承受高达70%的压力。椎间关节最能够抵抗的是垂直其关节面的压力。以腰椎而言，该部的椎间关节近乎成垂直走向且关节面为45°向外展开，故可承受水平压力，同时限制了腰椎轴向旋转能力，并且在旋转时可抵抗高达2000N(牛顿)的水平剪力。

(四)韧带的生物力学特性 脊柱的各韧带主要是产生张力，有稳定脊柱关节的功能。其张力强度相差很大，以腰椎为例，由后纵韧带的100N到椎间关节囊韧带的1000N。椎间韧带产生的张力，主要是抵抗椎体前屈所造成的脊柱运动，因为前屈动作时会增加椎间盘的压力。