脊柱生物力學(xué)及脊柱基本結(jié)構(gòu)課件

脊柱生物力學(xué)上海大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué)研究所張涵15820323主要內(nèi)容脊柱結(jié)構(gòu)與組成1234脊柱力學(xué)性常見脊柱損傷和疾病脊柱結(jié)構(gòu)脊柱系由多數(shù)椎骨、韌帶及椎間盤等連接構(gòu)成的人體中樞支柱成人的脊柱有26個(gè)椎骨,其中包括7個(gè)頸椎、12個(gè)胸椎、5個(gè)腰椎間孔1個(gè)骶骨和1個(gè)尾(圖1),而骶骨系由5節(jié)椎體融合而成,尾椎也由34節(jié)椎體構(gòu)成。除了第1,2頸椎和骶、尾骨外,各椎骨均由椎體和椎弓組成,椎骨間由椎間盤及韌帶連接。a前面觀后面觀右側(cè)面觀脊柱結(jié)構(gòu)由正面看,脊柱直立對(duì)稱,而由側(cè)面看則有4個(gè)生理彎曲,即頸曲胸曲、腰曲和骶曲。頸曲和腰曲凸面向前,而胸曲和骶曲則凸面朝后。間孔脊柱的基本力學(xué)功能包括:①在各種體位支持頭顱與軀干,并將其載荷傳遞至骨盆G孔②使頭顱與軀干能夠在三維空間內(nèi)進(jìn)行較大范圍的生理活動(dòng)③保護(hù)脊髓以及胸腔、腹腔和盆-~a腔臟器免受損傷。前面觀后面觀右側(cè)面觀椎骨椎骨主要由松質(zhì)骨構(gòu)成,外層的皮質(zhì)為很薄的皮質(zhì)骨。每個(gè)典型椎骨可分為椎體和椎弓兩部分。椎體是椎骨負(fù)重的部分,由頸椎向下,椎體體積逐漸加大椎弓由椎弓根和椎弓板組成。椎弓根自椎體兩側(cè)的后上端向后突出,構(gòu)成椎管的側(cè)壁與椎弓板一起形成椎孔,各個(gè)椎孔相連成椎管椎管內(nèi)容有脊髓,馬尾神經(jīng)等上關(guān)節(jié)突上阿弓根上關(guān)節(jié)突橫突助凹聊突椎間盤由纖維環(huán),髓核,軟骨終板構(gòu)成。椎間盤亦稱椎間關(guān)節(jié),是位于椎體之間的一層彈性軟組織墊,自第2頸椎至第1骶椎,共有23個(gè),約占脊柱全長(zhǎng)的1/4到1/5。依脊柱不同節(jié)段的功能不同,其厚薄差異較大,以腰椎間盤最厚,約占椎體高度的1/3-1/4,胸椎間盤最薄,約占椎體高度的1/5椎馬根椎上切述后縱回辱框間盤關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)關(guān)突關(guān)節(jié)整圖1-5椎間盤和關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)椎間盤纖維環(huán)位于髓核的四周,由膠原纖維及纖維軟骨組成,是椎間盤最主要的維持負(fù)重的組織,與上,下軟骨板和脊柱前,后縱韌帶緊密相連。層內(nèi)纖維平行排列,層間纖維的排列方向則相互交叉,相鄰兩層纖維與椎間盤平面的夾角為±30°。髓核是一種富有彈性的半液體的膠凍狀物質(zhì),約占椎間盤切面的50%60%?？呻S外界壓力改變其位置和形狀。軟骨終板即椎體的上下軟骨面,為透明軟骨,它構(gòu)成椎間盤的上下界,覆蓋纖維環(huán)及髓核,厚度約1m左右。椎間盤椎間盤的彈性與其含水量的改變有密切關(guān)系,當(dāng)含水量減少時(shí),其彈性減退。椎間盤在受壓的狀態(tài)下,水分可通過軟骨板外滲,含水量減少,體積也減小,壓力解除后(如夜間睡眠時(shí),水分再次進(jìn)入椎間盤,含水量增加,體積也增加。有人觀察到成人身長(zhǎng)在一晝夜相差1%,隨著年齡的增長(zhǎng),髓核逐漸發(fā)生退行性變,呈脫水狀態(tài),彈性減退,因而易受損傷。HD唯問盤無壓力椎間盤在受壓時(shí)圖1-6椎間盤的彈性韌帶脊柱的韌帶主要由膠原纖維、彈性纖維、網(wǎng)狀纖維和基質(zhì)構(gòu)成。膠原纖維提供韌帶的強(qiáng)度和剛度,而彈性纖維則使韌帶具有在載荷作用下延伸的能力。腰椎的韌帶包括前縱韌sawdealepastorius帶、后縱韌帶、黃韌帶、關(guān)節(jié)囊(韌帶)、棘間韌帶、棘上韌帶和橫突間-韌帶。這些韌帶結(jié)構(gòu)與椎間盤、小關(guān)節(jié)一起保品證腰椎的正常生理活動(dòng)并提供脊柱的內(nèi)源性穩(wěn)定7.椎骨間的連結(jié)(正中矢狀斷Intervertebraljoints.Mediansagittalsection肌肉運(yùn)動(dòng)脊柱的肌肉有直接和間接兩種,直接者一端或兩端附著于脊柱,間接者起、止點(diǎn)均不附著于脊柱,但其收縮時(shí)可引起脊柱關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)。根據(jù)各肌所在的位置.可分為位于脊柱前面的前群,位于脊柱外側(cè)的外側(cè)群和位于背側(cè)的后群。其中背側(cè)群肌特別發(fā)達(dá)而重要。前群肌數(shù)量少,肌肉較小,均位于頸段脊柱的前面,計(jì)