脊柱解刨學(xué),生物力學(xué)特性,脊柱側(cè)凸課件

1、目錄一、脊柱的解剖學(xué)結(jié)構(gòu)二、脊柱的生物力學(xué)特性三、脊柱側(cè)凸一、脊柱的解刨學(xué)結(jié)構(gòu)1、概述脊柱是由椎骨組成的節(jié)段性的中軸骨架，是身體的支柱，不僅負(fù)荷重力、緩沖振蕩，而且參與組成胸、腹、盆壁，保護(hù)脊髓及脊神經(jīng)根。脊柱由脊柱骨及椎間盤組成，前者占脊柱全長(zhǎng)的3/4，后者占1/4。脊柱周圍有堅(jiān)強(qiáng)的韌帶相連，維持高度穩(wěn)定，還有很多肌肉附著，形成相當(dāng)柔軟靈活的結(jié)構(gòu)。2、脊柱的 組成 成人的脊柱由26塊脊柱骨及其連接組成。分類： 頸椎（C）7塊 胸椎（T）12塊 腰椎（L）5塊 骶骨1塊 尾骨1塊2、脊柱的連接椎體的連結(jié)椎弓的連結(jié)椎間盤（纖維環(huán) 髓核）前縱韌帶后縱韌帶黃韌帶棘間韌帶棘上韌帶椎間盤前縱韌帶后縱韌帶

2、棘間韌帶棘上韌帶黃韌帶二、脊柱的生物力學(xué)特性脊柱的功能單位脊柱的功能單位也稱功能單元，即一個(gè)運(yùn)動(dòng)節(jié)段，包括兩個(gè)椎體及兩椎體之間的軟組織。2、椎骨的生物力學(xué) 最早關(guān)于人類椎骨（椎體、椎弓、關(guān)節(jié)突）生物力學(xué)的研究是Messerer對(duì)椎體強(qiáng)度的測(cè)量?？箟簭?qiáng)度（一）椎體的生物力學(xué)我們將椎體細(xì)分為皮質(zhì)骨殼、松質(zhì)骨核及終板來分析椎體各部分的生物力學(xué)特性。1、皮質(zhì)骨殼 椎體的主要負(fù)載部位是皮質(zhì)骨殼還是松質(zhì)骨核？皮質(zhì)骨殼Rockff等的實(shí)驗(yàn)表明，完整椎體的強(qiáng)度隨著年齡的增加而減低。從20-40歲，椎體強(qiáng)度的降低明顯，40歲以后強(qiáng)度改變不大。 40Y 松質(zhì)骨核 在對(duì)椎體松質(zhì)骨強(qiáng)度測(cè)試中，載荷-形變曲線顯示椎體的

3、松質(zhì)骨核可以承受很大的壓縮載荷，斷裂前其形變率高達(dá)9.5%，而相應(yīng)的皮質(zhì)骨的形變率還不足2%；說明椎體損傷首先發(fā)生皮質(zhì)骨斷裂，而不是松質(zhì)骨的顯微骨折。終板 終板在脊柱的正常生理活動(dòng)中承受著很大的壓力。終析的斷裂有三種形式：中心型，周圍型，全板斷裂型。 A.中心型在沒有蛻變的椎間盤中最多見。 B.周圍型多見于有蛻變的椎間盤。 C.全板斷裂多發(fā)生于高載荷時(shí)。無蛻變的椎間盤受壓，在髓核內(nèi)產(chǎn)生壓力，終板的中心部位受壓蛻變的椎間盤由纖維環(huán)傳遞壓力，終板邊緣承受載荷 椎弓不同加載方式的斷裂載荷（三）椎間盤椎間盤為一密閉性彈性墊，由相鄰椎體上下面的軟骨板，纖維環(huán)和髓核組成。纖維環(huán)的纖維走行方向與椎體平面呈3

4、0度角。椎間盤在椎體間起緩沖墊的作用，能吸收、緩沖載荷，并使載荷均勻分布。椎間盤的生物力學(xué)特性2、受拉的特性 在不同方向的載荷作用下，椎間盤都受張應(yīng)力作用。椎間盤的生物力學(xué)特性 對(duì)椎間盤的強(qiáng)度測(cè)試表明，椎體前后部位的椎間盤強(qiáng)度比兩側(cè)的高。中間的髓核強(qiáng)度最低。椎間盤的纖維環(huán)在不同的方向上也表現(xiàn)出不同的強(qiáng)度，沿纖維走行方向的強(qiáng)度是水平方向強(qiáng)度的3倍。這一點(diǎn)對(duì)于分析脊柱損傷的機(jī)制，確定合理的治療方法是很有意義的。椎間盤的生物力學(xué)特性3、受彎的特性 彎曲和扭轉(zhuǎn)暴力是椎間盤受損傷的主要原因。 通過造影證實(shí)，在脊術(shù)的屈伸活動(dòng)中，髓核并不改變其形狀及位置。椎間盤的生物力學(xué)特性4、受扭的特性 在脊柱運(yùn)動(dòng)節(jié)段軸

5、向受扭轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，扭矩和轉(zhuǎn)角變形之間的關(guān)系曲線呈“S”形。其中3-12的扭轉(zhuǎn)部分，扭矩與轉(zhuǎn)角之間存在線性關(guān)系。椎間盤的生物力學(xué)特性5、受剪的特性 椎間盤的水平剪切強(qiáng)度大約為260N每平方毫米。纖維環(huán)的破裂我由于彎曲、扭轉(zhuǎn)和拉伸的綜合作用造成的。單純的剪切暴力很少造成纖維環(huán)破裂。椎間盤的生物力學(xué)特性6、松弛和蠕變 椎間盤在受載荷時(shí)有松弛和蠕變現(xiàn)象。蠕變的特點(diǎn)與椎間盤的蛻變程度有關(guān)，沒有蛻變的椎間盤蠕變很慢，經(jīng)過相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間也能達(dá)到最大變形。蛻變的椎間盤則相反。這表明蛻變的椎間盤吸收沖擊的能力減退，也不能將沖擊均勻地分布到終板。椎間盤的生物力學(xué)特性 無蛻變的椎間盤（0度）需要相對(duì)長(zhǎng)的時(shí)間性而達(dá)

6、到較小變形椎間盤的生物力學(xué)特性7、滯后 椎間盤和脊椎屬粘彈性體，有滯后性能。此結(jié)構(gòu)在循環(huán)加載和卸載時(shí)伴有能量損失。滯后與施加的載荷、年齡及椎間盤所處位置有關(guān)。椎間盤的生物力學(xué)特性滯后 載荷越大，滯后越大；隨著年齡的增大其逐漸減小。同一椎間盤在第二次加載后的滯后比第一次加載時(shí)下降，這表明反復(fù)沖擊載荷 對(duì)椎間盤有損害。椎間盤的生物力學(xué)特性8、疲勞的耐受 活體椎間盤的疲勞耐受能力尚不清楚。離體脊柱運(yùn)動(dòng)節(jié)段疲勞試驗(yàn)（施加一個(gè)很小的軸向持續(xù)載荷，向前反復(fù)屈曲5度，屈曲200次時(shí)椎間盤出現(xiàn)破壞跡象，屈曲1000次時(shí)完全破壞）。個(gè)人認(rèn)為，加載負(fù)荷開始椎間盤纖維就有微細(xì)結(jié)構(gòu)的改變。椎間盤的生物力學(xué)特性9、椎間

7、盤內(nèi)壓 無論離體還是在體的椎間盤內(nèi)壓測(cè)試都是很困難的。Nachemson等首先利用髓核的液態(tài)性做為載荷的傳導(dǎo)體，用一個(gè)脊柱運(yùn)動(dòng)節(jié)段來做離體測(cè)試，發(fā)現(xiàn)髓核內(nèi)壓與軸向加載有直接關(guān)系。椎間盤的生物力學(xué)特性NachemsonsTest 示意圖椎間盤的生物力學(xué)特性10、自動(dòng)封閉現(xiàn)象 由于椎間盤缺乏直接的血液供應(yīng)，損傷后通過一種特殊的方式“自動(dòng)封閉”來修復(fù)。椎間盤的生物力學(xué)特性 單純纖維環(huán)損傷的標(biāo)本第一次加載的載荷-變形曲線與完整者不同，但加載2-3次后，其曲線接近正常。（四）脊柱韌帶的生物力學(xué)特性 脊柱韌帶有固定相鄰椎體，保證脊柱生理運(yùn)動(dòng)，保護(hù)脊髓等功能。 前縱韌帶、后縱韌帶和黃韌帶等都具有相同的生物力學(xué)特點(diǎn)，它們的載荷-變形曲線均為非線性，隨著載荷的增加而斜率改變。 韌帶的力學(xué)強(qiáng)度隨著年齡的增加而降低，同時(shí)吸收能量的能力也下降。 三、脊柱側(cè)凸脊柱側(cè)凸俗稱脊柱側(cè)彎，它是一種脊柱的三維畸形，包括冠狀位、矢狀位和軸位上的序列異常。1、病因及分類 結(jié)構(gòu)性側(cè)凸非結(jié)構(gòu)性側(cè)凸姿勢(shì)性側(cè)凸雙下肢不等長(zhǎng)髖關(guān)節(jié)攣縮.特發(fā)性先天性神經(jīng)肌肉性后天獲得性.(姿勢(shì)性側(cè)凸)2、診斷X線片檢查CT掃描磁共振（MRI）脊柱側(cè)凸MRI圖3、側(cè)彎角度測(cè)量側(cè)彎常用Cobb法測(cè)量，測(cè)出側(cè)彎角度即彎曲頂端椎體上緣及彎曲底端椎體下緣垂直線的交叉角。在某些醫(yī)院，測(cè)量脊柱旋轉(zhuǎn)畸形采用眼徑計(jì)(inclinometer) 或M