脊柱

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脊柱 示意图

脊柱(Columna vertebralis)又名脊椎骨脊骨脊梁骨。人体背部中间可触及的从上至下骨骼的统称,包括颈椎胸椎腰椎骶椎尾椎

人类脊柱由24块椎骨颈椎7块,胸椎12块,腰椎5块)、1块骶骨和1块尾骨韧带关节椎间盘连接而成。脊柱上端承托颅骨,下联髋骨,中附肋骨,并作为胸廓、腹腔和盆腔的后壁。脊柱内部有纵形的椎管容纳脊髓。脊柱具有支持躯干、保护内脏、保护脊髓和进行运动的功能。脊柱内部自上而下形成一条纵行的脊管,内有脊髓。

目录

外观特征

脊柱的整体观  

前面观

椎体自上而下渐加宽,第2骶椎最宽,与椎体的负重有关。自骶骨耳状面以下,重力传至下肢骨,体积渐缩小。

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后面观

椎骨棘突连贯成纵嵴,位于背部正中线。颈椎棘突短而分叉。近水平位;胸椎棘突细长,斜后下方。呈叠瓦状排列;腰椎棘突呈板状水平向后。  

侧面观

可见颈、胸、腰、骶四个生理性弯曲,颈和腰曲凸向前,胸和骶曲凸向后。

在正常情况下,脊柱有4个弯曲,从侧面看呈S形,即颈椎前凸、胸椎后凸、腰椎前凸和骶椎后凸。长期姿势不正和某些疾病(如胸椎结核、类湿性脊柱炎等)可使脊柱形成异常弯曲,如驼背。  

组成部分

概述

脊柱是身体的支柱,位于背部正中,上端接颅骨,下端达尾骨尖。

脊柱分颈、胸、腰、骶及尾五段,上部长,能活动,好似支架,悬挂着胸壁和腹壁;下部短,比较固定。身体的重量和所受的震荡即由此传达至下肢

脊柱由脊椎骨及椎间盘构成,是一相当柔软又能活动的结构。随着身体的运动载荷,脊柱的形状可有相当大的改变。脊柱的活动取决于椎间盘的完整,相关脊椎骨关节突间的和谐。

脊柱的长度,3/4是由椎体构成,1/4由椎间盘构成。

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结构

脊柱由26块脊椎骨合成,即24块椎骨(颈椎7块、胸椎12块、腰椎5块)、骶骨1块、尾骨1块,由于骶骨系由5块,尾骨由4块组成,正常脊柱也可以由33块组成。(如图:脊柱侧面||脊柱后面)

这样众多的脊椎骨,由于周围有坚强的韧带相连系,能维持相当稳定,又因彼此之间有椎骨间关节相连,具有相当程度的活动,每个椎骨的活动范围虽然很少,但如全部一起活动,范围就增加很多。

脊柱的前面由椎体堆积而成,其前与胸腹内脏邻近,非但保护脏器本身,同时尚保护至脏器的神经血管,其间仅隔有一层较薄的疏松组织。椎体破坏时,在颈部,脓液可聚集于咽后,或沿颈部下降至锁骨下窝,亦可沿臂丛腋窝;在胸部可沿肋间神经至胸壁,亦可波及纵隔;在腰部可沿腰大肌筋膜下降,形成腰大肌脓肿,可流注至腹股沟下方,亦可绕过股骨小转子至臀部。

脊柱的后面由各椎骨的椎弓、椎板、横突及棘突组成。彼此借韧带互相联系,其浅面仅覆盖肌肉,比较接近体表,易于扪触。脊柱后部的病变易穿破皮肤

在脊柱前后两面之间为椎管,内藏脊髓,其周围骨性结构如椎体、椎弓、椎板,因骨折或其他病变而侵入椎管时,即可引起脊髓压迫症,甚至仅小量出血肉芽组织即可引起截瘫。  

椎间短韧带

很多,在相邻椎骨的椎弓之间的叫椎弓间韧带,由弹性结缔组织构成,呈黄色,故又称黄韧带。黄韧带有很大的弹性,连接着相邻的椎板,协助椎板保护椎管内的脊髓,并限制脊柱的过度前屈。此外在各棘突之间、各横突之间,分别生有棘间韧带横突间韧带。  

脊柱的长韧带

主要有三条:

在椎骨前面的是前纵韧带,上连枕骨大孔前缘,下达骶骨前面,紧贴椎体和椎间盘前面,厚实而坚韧,对脊柱稳定有重要作用。椎体后面的后纵韧带长度与前纵韧带相当,与椎体相贴部分比较狭细,但在椎间盘处较宽,后纵韧带可限制脊柱过分前屈及防止椎间盘向后脱出的作用。在棘突尖上还有一条上下连续的棘上韧带,在胸、腰、骶部紧贴棘突末端,至颈部则呈板片状,将两侧肌肉分开,且由弹性结缔组织构成,特名之为项韧带ligamentum nuchae。

环枕关节和环枢关节是脊柱上端与颅骨之间的连接,又合称为环枕枢关节。  

相关功能

脊柱为人体的中轴骨骼,是身体的支柱,有负重、减震、保护和运动等功能。  

支持和保护功能外

人体直立时,重心在上部通过齿突,至骨盆则位于第2骶椎前左方约7cm处,相当于髋关节额状轴平面的后方,膝、踝关节的前方。脊柱上端承托头颅,胸部与肋骨结成胸廓。上肢借助肱骨锁骨胸骨以及肌肉与脊柱相连,下肢借骨盆与脊柱相连。上下肢的各种活动,均通过脊柱调节,保持身体平衡。脊柱的四个生理弯曲,使脊柱如同一个弹簧,能增加缓冲震荡的能力,加强姿势的稳定性,椎间盘也可吸收震荡,在剧烈运动或跳跃时,可防止颅骨、大脑受损伤,脊柱与肋、胸骨和髋骨分别组成胸廓和骨盆,对保护胸腔和盆腔脏器起到重要作用。另外,脊柱具有很大的运动功能。  

运动功能

脊柱除支持和保护功能外,有灵活的运动功能。虽然在相邻两椎骨间运动范围很小,但多数椎骨间的运动累计在一起,就可进行较大幅度的运动,其运动方式包括屈伸、侧屈、旋转和环转等项。脊柱各段的运动度不同,这与椎间盘的厚度、椎间关节的方向等制约因素有关。骶部完全不动,胸部运动很少,颈部和腰部则比较灵活。人在立正姿势时,通过身体所引的垂直重力线经过颈椎体的后方,在第7颈椎和第1胸椎处通过椎体,经胸椎之前下降,再于胸腰结合部越过椎体,经腰椎后方并穿过第4腰椎至骶骨岬再经骶骨前方、骶髂关节而传至下肢。脊柱的弯曲,特别是颈曲与腰曲,随重力的变化而改变其曲度。

脊柱背侧主要为肌肉,脊柱周围的肌肉可以发动和承受作用于躯干的外力作用。直接作用于腰背部脊柱的肌肉有背肌、腰肌。背肌分浅层和深层:浅层包括背阔肌下后锯肌,深层包括骶棘肌横突棘肌横突间肌棘突间肌;腰肌包括腰方肌和腰大肌。

间接作用于腰脊部脊柱的肌肉有腰前外侧壁肌、臀大肌臀中肌臀小肌股二头肌半腱肌半膜肌等。  

形成过程

脊柱形成

脊柱的发育是由中胚层生骨节细胞围绕脊髓和脊索形成的。胚胎早期,每侧体节腹内侧面分出一团间充质细胞,为生骨节。生骨节逐渐移向中线脊索周围。起初生骨节组织的节段包绕脊索与体节对应,当进一步发展时,每个生骨节的尾端部分变致密,并和下位生骨节的头端连接起来,形成新的节段称椎骨原基,即后来的椎体。椎体形成后不久,在其背面伸出密集的间充质,形成神经弓,包围脊髓。腹面形成肋突,肋突在胸椎形成肋骨,在颈、腰椎与横突相合。椎骨原基形成软骨,后骨化为椎体。椎体中的脊索完全退化,但在椎间隙中央的脊索,却保留下来,增长并经过粘液样变性,形成髓核。髓核周围的纤维组织分化成纤维软骨环,与髓核共同构成椎间盘。临床上偶遇到骶尾部的脊索组织残留并异常生长而形成肿瘤,压迫周围组织产生腰骶痛及盆腔脏器功能障碍

生骨节旁的生肌节组织,原来与生骨节位于同一节段,当生骨节重新组合之后,则处于两相邻椎骨间,并逐渐发育成脊旁肌肉。原位于生骨节间的动脉,此时处于椎体腰部,形成脊间动脉,即以后的肋间动脉及腰动脉。神经则位于两椎骨间,通过后来形成的椎间孔与脊髓相接,成脊神经

出生时的椎骨在椎体和两侧椎弓各有一个骨化中心。生后一年,胸、腰椎两侧椎弓完全融合。颈椎第2年初融合。骶骨较晚,约在7~10岁融合,且常融合不良,形成脊柱裂。椎弓与椎体的融合,在颈椎为3岁,胸椎为4~5岁,腰椎6岁,骶椎7岁或更晚。次发骨化中心在青春期才出现。

脊柱的分节和包绕神经管,是一个复杂的演化发育过程,在发育过程中脊椎的发育缺陷可形成半椎、楔椎、蝶椎、融合椎、移行椎,是常见的脊椎畸形之一,更常见的发育障碍是两侧椎弓对合障碍形成的脊柱裂。较轻的脊柱裂多为腰骶椎骨的后弓没有合并,但脊神经正常,表面皮肤正常或仅有小凹,或有色素沉着毛发,因临床无症状,常在X线片中发现,称隐性脊柱裂;重者可同时有脊神经、脊膜或脊髓的膨出,产生相应的脊神经功能障碍。

在胚胎1~3个月时,脊髓和脊柱的长度一致,在以后的发育过程中,脊柱的生长迅速超过了脊髓,致脊髓末端在椎管内上升。在出生时其末端位于腰3(第3腰椎,下同)水平,至成人末端在腰1下缘,腰2以下的脊膜称为终丝,仍连于尾骨水平。随着这种生长不相称的结果,腰骶脊神经就从脊髓的发出处,斜行到相应的脊柱节段出椎间孔处,脊髓以下的神经呈马尾状,称为马尾神经。腰椎穿刺,碘水造影,均在此水平以下进行,以免刺伤脊髓。  

生理弯曲形成

新生儿的脊柱是由胸椎后凸和骶骨后凸形成的向前弯曲,这两个弯曲可以最大限度地扩大胸腔、盆腔对脏器的容量。婴儿出生时,颈部始呈稍凸向前的弯曲,当生后3个月,婴儿抬头向前看时,即形成了永久性向前凸的颈曲以保持头在躯干上的平衡。在生后的18个月幼儿学习走路时,又出现了前凸的腰曲,使身体在骶部以上直立。

说明弯曲过程

这样的脊柱出现了人类所特有的4个矢状面弯曲:两个原发后凸和两个继发前凸。胸椎的后凸是由于胸椎椎体前窄后宽的结果,而颈部的继发前凸主要是由椎间盘的前宽后窄来构成的,其椎体则前后等高或前方稍矮。腰椎的前凸则除了椎间盘的前高后矮外,腰4及腰5椎体亦变得前高后矮;腰3椎体不定,仍多为方形,而腰1、腰2椎体仍适应胸腰段的后凸而呈后高前矮的形态。

完成四个弯曲的人类脊柱在站立位时,重力线应通过每个弯曲的交接处,然后向下以髋关节稍后方,膝踝关节稍前方而达地面。腰椎前凸在每个人并不一致,女性前凸较大。青年性圆背患者,或老年性驼背患者,为保持直立位,腰椎前凸亦增加。老年人椎间盘退变后颈椎及腰椎前凸可减少。脊柱的弯曲可协助椎间盘减少振荡,但却使支撑力减少,在弯曲交界处容易损伤(如胸12,腰1)及慢性劳损(如腰4、腰5)成为腰痛的易发病处。

脊柱的前凸增加称前凸,常见于腰椎及骶骨水平位的人。过大的弧形后凸常见于胸部,如为骤弯则称为成角畸形,常见于骨折、结核。向侧方的脊柱弯曲称为侧凸。这些都影响脊柱的承重和传递功能,故为病理状态,可导致腰痛。

人类直立运动已有约300万~500万年的历史,但直立后的脊柱仍不能完全适应功能的需要,特别是腰骶交界处的慢性劳损,常为腰痛发病的基础。  

脊柱负荷

脊柱的负荷为某段以上的体重、肌肉张力和外在负重的总和。不同的部位的脊柱节段承担着不同的负荷。由于腰椎处于脊柱的最低位,负荷相当大,又是活动段与固定段的交界处,因而损伤机会多,成为腰背痛最常发生的部位。

通过图更形象说明问题

脊柱的负荷有静态和动态两种。静态是指站立、坐位或卧位时脊柱所承受的负荷及内在平衡,动态则指身体在活动状态下所施于脊柱的力。这些负荷需要相应的关节、韧带和肌肉来维持。

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