脊柱除了保护神经组织外,尚具有支持躯干和运动的功能。脊柱在正面呈上下直线排列,而在矢状面有颈曲、胸曲、腰曲、骶曲4个曲度,是由于发育和生理上的需要而形成的,重力曲线通过各段曲度交界处。在胚胎晚期和新生儿期,整个脊柱仅为一个向后凸的曲度,随着起坐、抬头、站立和行走等发育成长,继发性形成颈段和腰段的前曲(向前凸),为维持原有曲度或平衡,胸段和骶尾段后曲(向后凸)。脊柱曲度的发生使躯干的重力在站立时更容易向下传达,并且减少了肌肉的负担。在日间,由于负载疲乏脊柱曲度增加,同时椎间盘的髓核受到挤压以及足弓减低,人体高度在晚间可比清晨略低。由于这些生理性弯曲的存在使得脊柱更富有弹性,增加了脊柱缓冲震荡的能力,扩大了躯干重心基底的面积,加强直立姿势的稳定性,尤其是腰椎的前凸更为重要,可以耐受压迫或牵伸等的冲击力。然而也正因为前凸的存在成为引起各种各样腰痛的常见原因,腰椎前凸过大能引起进行性损伤,在中老年人更为明显,而腰椎前凸消失则压力和剪力减小。脊柱的曲度是不固定的,且常在胸腰部形成很轻微的侧凸,可能与使用左、右手的习惯有关(图3-1,图3-2)。
图3-1 正常脊柱生理曲度
图3-2 重力垂线应通过正常生理曲度各段交界处
腰骶关节位于腰骶角的顶点,在一个斜面上受到增加的压力和剪力的作用,站立时剪力极大,机体的重量很容易使L5在骶骨上向前滑脱,正常时由于关节突的相互交锁、椎间盘的存在以及韧带的维持(尤其是髂腰韧带)而得以防止这种倾向(图3-3)。当突然用力或摔跌而发生的杠杆作用,以及肌肉痉挛,都能使剪力大为增加。骶椎随着骨盆前倾,正常维持在30°左右,但存在个体差异,前倾角对于脊柱曲度的稳定很重要(图3-4)。(www.xing528.com)
Staffel将腰背形态分为正常型、平背、凹背、圆背和凹圆背5种类型(图3-5),其中,凹背和凹圆背的S1前倾角增大,腰椎的前凸随之增加。在正常型时腰椎(L1~S1椎)生理性前曲为40°~65°,儿童的腰椎前凸较大,到15~16岁逐渐形成成年人的形态。椎弓崩裂或合并滑脱等病变时腰椎的前曲度增加。相反,随着腰椎的退行性改变加重,腰椎的前曲度相应地减少,也丧失了正常的姿势,由此引起的腰痛又会进一步加速腰椎的退行性变化。在手术治疗腰椎退变性疾患时必须考虑腰椎前曲的问题。
图3-3 滑脱纵向载荷的剪切力(F)
图3-4 骶骨面与水平面的夹角
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