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第二节 脊柱的构造
脊柱位于躯干背侧部中央。构成人体的中轴,成年男性长约70cm;女性长约65cm。脊柱由各椎骨(包括骶,尾骨)以及椎间盘、椎间关节、韧带等连接装置所构成。有支持体重,承托颅,容纳和保护脊髓,神经根及被膜,参与构成胸廓、腹腔和盆腔以及运动等功能。
一、椎骨的一般形态
椎骨总数有33个,即颈椎7个;胸椎12个;腰椎5个;骶椎5个和尾椎4个。椎骨主要由前方的椎体、后方的椎弓及由椎弓上发出的突起构成,椎体与椎弓之间围成椎孔。全部的椎孔加骶管叠连构成椎管。椎管内容纳脊髓及其被膜等结构。
图2-1 椎骨一般形态(上面)
图2-2 椎骨一般形态(侧面)
1.椎体呈圆柱状位于椎弓前方,主要由骨松质构成,表面密质较薄,受暴力外伤时可被压扁,形成压缩性骨折。
2.椎弓自椎体后面两侧发出,由一对椎弓根,一对椎弓板,一个棘突和四个关节突及两个横突构成。①椎弓根细而短,呈水平位,连于椎体的后外侧,上下缘各有一个凹陷,分别称椎上切迹及椎下切迹,上位椎骨的下切迹与下位椎骨的上切迹相合围成一个孔,称椎间孔,有脊神经及血管通过。②椎弓板为椎弓后部呈板状的部分,上缘及前下面粗糙,为黄韧带附着处,前上面光滑,构成椎管后壁。
3.突起
(1)棘突位于椎弓的背面正中部,呈矢状位,突向后下方,为肌肉和韧带的附着部位。棘突的大小、形状及方向因所在部位的差异而有不同。
(2)横突自椎弓根与椎板的结合处发出,略呈额状位,突向外侧,为肌肉和韧带的附着部位。
(3)关节突分为一对上关节突和一对下关节突,均发自椎弓根与椎板的连接处。上关节突向上突起,下关节突突向下方,分别与相邻椎骨的关节突形成关节。腰椎关节突的关节面呈矢状位。
二、腰椎骨的形态特点
尽管椎骨具有共同的基本形态,但由于所在的部位、承受的压力、邻近的结构、执行的功能不同,因而各部椎骨在形态上也有不同。腰椎椎体大,关节突的关节面从额状位逐渐演变为矢状位。上关节突后缘有一突起,称乳突。横突根部后下方的突起,称副突,副突与乳突间有上关节突副突韧带,韧带深面有腰神经后内侧支通过,该处的韧带肥厚或骨质增生,均可压迫神经。第3腰椎横突最长,有较多的肌附着,穿行于肌筋膜的脊神经后外侧支,可因肌膜损伤而受累及引起腰腿部疼痛,即第3腰椎横突综合征。棘突宽、呈板状、矢状位后伸。相邻两棘突间距较宽,第3~5腰椎棘突间是治疗进针的常选部位。
图2-3 腰椎
1.骶骨由5个骶椎融合而成。有时第1、2骶椎间骨化融合,则第1骶椎似为第6腰椎,称第1骶椎腰椎化;有时第1骶椎与第5腰椎骨化融合,称腰椎骶化。上述两种情况常可刺激坐骨神经根而致腰腿部疼痛。骶管上口呈三角形,是椎管之一部,向下终于骶管裂孔,是椎管的下口,背面覆以骶尾背侧浅韧带。裂孔下部两侧有第五骶椎下关节突形成的骶角,体表易于触及,是骶骨裂孔的定位标志。骶正中嵴两侧有四对骶后孔,分别有第1~4骶神经后支穿过,可经这些孔作骶神经阻滞治疗。骶骨的盆面,平滑面凹陷,有4对骶前孔,分别有第1~4骶神经的前支从中通过。
2.骶管裂孔除以骶角作为标志外,还可用下述方法进行定位:即以左、右髂后上棘分别定为A和B点,左、右坐骨结节定为C和D点,AD线与BC线的交点处,为骶管裂孔的定位点。
图2-4 骶骨
3.尾骨由3~5个尾椎融合而成。
三、腰椎骨的常见变异
1.椎骨数的变化
一般为移行处的变异,如有6个腰椎与4个骶椎,形成骶椎腰化;有时则为4个腰椎与6个骶椎,形成腰椎骶化。而椎骨总数很少变化。
2.半椎体和椎体融合
椎体只发展一半,缺如的一半受上、下位椎体的挤压,使半椎体成楔形。根据半椎体的位置,可出现脊柱侧弯、前凸或后凸。相邻椎体间骨化愈合为椎体融合。
3.脊柱型
胚胎期软骨骨化中心或骨化中心缺乏,使两侧椎板不相融合,即形成脊柱裂。以第1、2骶椎和第5腰椎为多见。脊柱裂可为一窄缝,亦可较宽。
四、椎骨间的连接
(一)椎体间的连接
1.椎间盘位于相邻两椎体之间,椎间盘由髓核、纤维环和上、下软骨板构成。上、下软骨板紧贴于椎体上、下面;纤维环为围绕于髓核周围的纤维软骨,其前部较厚,后外侧部较薄;髓核呈半透明胶冻状,位于纤维环的中央偏后。椎间盘富于弹性,可缓冲外力对脊柱和颅的振动。
图2-5 椎骨的连接
椎间盘的弹性和厚度与髓核的含水量和所承受压力密切相关。含水量多,所受压力小,椎间盘厚且弹性好;相反,含水量少,所受压力大,则椎间盘变薄,弹性降低。椎间盘的含水量和弹性随年龄的增长而递降。
胎儿期椎间盘内有血管,出生后逐渐闭锁消失,除周围部外,无血管,其营养和代谢以渗透形式进行。所以随年龄的增长,椎间盘易发生退行性变,过度负重或剧烈运动可致纤维环破坏,髓核突出,称椎间盘突出症,以第4~5腰椎间盘多见。由于椎间盘前方有宽的前纵韧带,后方中部有窄的后纵韧带加强,后外侧薄弱并对向椎间孔,因此髓核常向后外侧突出(约占87%),压迫脊神经。仅13%突向前部和前外侧部。
图2-6 腰椎间盘
2.前纵韧带位于椎体和椎间盘前方,经各椎体的前面,止于第1、2骶椎前面,宽而坚韧,与椎体边缘和椎间盘连接紧密,有防止椎间盘向前突出和限制脊柱过度后伸的作用。
3.后纵韧带位于椎体和椎间盘后方,与椎体边缘和椎间盘连接紧密,而与椎体连接疏松。有防止椎间盘向后突出和限制脊柱过度前屈的作用。由于此韧带窄细,椎间盘的后外侧部较为薄弱,是椎间盘突出的好发部位。有时后纵韧带可骨化肥厚,向后压迫脊髓。
(二)椎弓间的连接
相邻椎弓板借黄韧带相连接,黄韧带又称弓间韧带,是结缔组织膜,从上位椎弓板的下缘和内面连至下位椎弓板上缘和外面,参与围成椎管的后壁和后外侧壁。黄韧带可厚达0.3cm,腰穿治疗需穿经此韧带方达椎管。刺入黄韧带时的阻力骤增感和刺穿黄韧带后的阻力消失感均较显著,常以此作为判断是否刺入硬膜外隙的依据之一。两侧韧带间在中线处有一窄隙,有小静脉穿过,随年龄增长,黄韧带可出现增生肥厚,弹性减退,甚至钙化,常导致腰椎管狭窄,压迫马尾,引起腰腿痛。
图2-7 椎骨的连接(前纵韧带)
图2-8 椎骨的连接(后纵韧带)
(三)突起间的连接
1.棘间韧带位于相邻两棘突间,前接黄韧带,后续棘上韧带。
2.棘上韧带位于棘突和棘间韧带后方,是连于棘突尖的纵长纤维束。较厚,止于骶正中嵴。当脊柱过度前屈时,可损伤两韧带,引起腰痛。椎管穿刺若用钝针直入进针,则针尖抵此韧带后往往滑开,不易刺入。老人棘上韧带可能骨化,则应采取旁正中入路,避开骨化的棘上韧带。
3.横突间韧带位于相邻二横突间,呈膜状。韧带的内下方有腰神经,该韧带增生肥厚时,可压迫神经,是引起腰腿痛椎管外因素中常见的病因之一。
4.关节突关节由相邻关节组成。关节突关节参与构成椎间孔的后壁,前方与脊神经相邻。关节突关节由脊神经后支分支支配,神经受压或被牵拉,均可引起腰背痛。
(四)其他连接
1.第5腰椎与第1骶椎之间的腰骶连接,与上方各椎骨间的连接基本相似。此外,在两侧尚有强大的髂腰韧带和腰骶韧带。此连接对维持人体直立,支持体重,防止第5腰椎向前滑脱起重要作用,是躯干与下肢的连接桥梁。
2.第5骶椎与尾骨的骶尾关节连接,以韧带连接为主。在骶管前、后和两侧有坚韧的韧带,其中在骶管后方、覆盖于骶管裂孔背面者为骶尾侧浅韧带。该韧带起自骶管裂孔周缘,向下止于尾骨背面,几乎完全封闭该孔。骶管治疗时,刺针通过此韧带后有明显的落空感,提示已进入骶管。
五、脊柱的整体观及其运动
脊柱由各椎骨(包括骶、尾骨)以及椎间盘、椎间关节、韧带等连接装置所构成。其长度可因姿势不同而略有差异,静卧比站立时,可长出2~3cm,这是由于站立时椎间盘被压缩所致。椎间盘的总厚度约占脊柱全长的1/4,老人因椎间盘变薄,骨质萎缩,脊柱可变短。
(一)脊柱的整体观
1.从前面观察脊柱,可见椎体自上而下逐渐加宽,到第2骶椎为最宽,这是椎体的负重逐渐增加的结果。自骶骨耳状面以下,由于重力经髋骨传至下肢骨,椎体已无承重意义,体积也逐渐缩小。从前面观察脊柱,正常人的脊柱有轻度侧屈,惯用右手的人,脊柱上部略凸向右侧,下部则代偿性略凸左侧。
2.从后面观察脊柱,可见所有椎骨棘突连贯形成纵嵴,位于背部正中线上。颈椎棘突短而分叉,近水平位。胸椎棘突细长,斜向后下方,呈叠瓦状。腰椎棘突呈板状,水平伸向后方。
3.从侧面观察脊柱,可见成人脊柱有颈、胸、腰、骶4个生理性弯曲。其中,颈曲和腰曲凸向前,胸曲和骶曲凸向后。脊柱的这些弯曲增大了脊柱的弹性,对维持人体的重心稳定和减轻振荡有重要意义,从而对脑和胸腹腔脏器具有保护作用。当婴儿开始抬头时,出现颈曲,婴儿开始坐起和站立时,出现腰曲。脊柱的每一个弯曲,都有它的功能意义,颈曲支持头的抬起,腰曲使身体重心垂线后移,以维持身体的前后平衡,保持直立姿势,加强稳固性,而胸曲和骶曲凸向后在一定意义上扩大了胸腔和盆腔的容积。应该注意的是,脊柱的这些生理弯曲,在卧位时,可能会影响椎管内药液的流向和扩散。
(二)脊柱的运动
脊柱除支持身体、保护脊髓、脊神经和内脏外,还有很大的运动性。虽然相邻两个椎骨之间的活动有限,但整个脊柱的活动范围较大,可作屈、伸、侧屈、旋转和环转等运动。脊柱各部的运动性质和范围不同,这主要取决于关节突关节的方向和形状、椎间盘的厚度、韧带的位置及厚薄等。同时也与年龄、性别和锻炼程度有关。在颈部,颈椎关节突的关节面略呈水平位,关节囊松弛,椎间盘较厚,故屈伸及旋转运动幅度较大。在胸部,胸椎与肋骨相连,椎间盘较薄,关节突关节面呈冠状位,棘突呈叠瓦状,这些因素限制了胸椎的运动,故活动范围较小。在腰部,椎间盘最厚,屈伸运动灵活,关节突关节面几乎呈矢状位,限制了旋转运动。由于颈、腰部运动灵活,故损伤多见于颈、腰部。