一、脊柱的功能單位

脊柱是人體的主軸，它必須協(xié)調(diào)兩個相互矛盾的力學要求：堅固性和可動性（柔韌性）。脊柱的功能單位是運動節(jié)段，由2個脊椎及介于兩者之間的軟組織組成。2個疊在一起的椎體、椎間盤和縱韌帶形成節(jié)段的前部，相應的椎弓、椎間關(guān)節(jié)、橫突、棘突以及韌帶組成節(jié)段的后部。

1．運動節(jié)段的前部　椎體主要是為了承擔壓縮負荷，椎間盤既堅韌，又富彈性，承受壓力時被壓縮，除去壓力后又復原，具有“彈性墊”樣作用，可緩沖外力對脊柱的震動，也可增加脊柱的運動幅度。椎間盤的髓核還同時具有穩(wěn)定脊柱運動的作用，在伸展運動時，上方椎體向后移位，縮減了椎間隙的后緣，髓核受擠向前方偏移。在前屈運動時正相反，左右側(cè)亦然，從而使椎體獲得較強的自穩(wěn)性。

2．運動節(jié)段的后部　后部控制運動節(jié)段的運動。運動方向取決于椎間小關(guān)節(jié)突的朝向。整個脊柱中，小關(guān)節(jié)突的朝向在橫面和額面上改變。除最上面的2個頸椎的小關(guān)節(jié)突朝向橫面外，其余頸椎的椎間小關(guān)節(jié)均與橫面呈45°夾角而與額面平行，故可屈伸、側(cè)彎和旋轉(zhuǎn)；胸椎的小關(guān)節(jié)突朝向與橫面呈60°，與額面呈20°夾角，故可側(cè)彎、旋轉(zhuǎn)和少量屈伸；腰椎的小關(guān)節(jié)突朝向與橫面呈90°，與額面呈45°夾角，故只能側(cè)彎和屈伸而不能旋轉(zhuǎn)。當脊柱處于過伸位時，小關(guān)節(jié)突的承載能力最為明顯，在脊柱滑脫和關(guān)節(jié)缺損時，椎體有前向移位的危險。橫突和棘突位肌肉的附著點，為脊柱肌肉的運動功能誘發(fā)運動并為脊柱提供外在的穩(wěn)定性。

3．脊柱韌帶的作用　有前縱韌帶、后縱韌帶、棘間韌帶、棘上韌帶、黃韌帶。為脊柱提供部分內(nèi)在的穩(wěn)定性，另一功能為把不同載荷從1個椎體傳向另1個椎體，并對脊柱在生理范圍內(nèi)以最小的阻力進行平穩(wěn)運動。

二、脊柱的運動

（一）運動學和力學特點

1．影響脊柱運動的結(jié)構(gòu)　脊柱的運動往往是幾個節(jié)段的聯(lián)合動作，影響脊柱運動的骨性結(jié)構(gòu)包括肋骨架和骨盆，肋骨架限制胸椎運動，骨盆的傾斜可增加軀干的運動。軀干從充分屈曲到直立位最先是腘伸肌收縮使骨盆后傾，然后臀肌，最后是腰背肌和胸背肌，使脊柱伸直。軀干側(cè)彎時，胸椎或腰椎的運動顯著，豎脊肌的橫突棘肌和橫突棘肌系統(tǒng)以及腹肌在側(cè)彎時均起作用。

2．脊柱運動的自由度　脊柱有6個自由度，即繞額狀軸、矢狀軸和垂直軸的旋轉(zhuǎn)以及沿上述各軸的運動。脊柱單個節(jié)段的運動范圍在不同的研究中有差異。在總的活動中以腰段最大，越至上部越小。腰骶段脊柱的屈伸最大，胸椎上段的旋轉(zhuǎn)范圍最大，頸段脊柱的側(cè)彎范圍最大。脊柱屈曲的開始50°～60°發(fā)生在腰椎，骨盆前傾可增大屈曲，髖部屈曲從整體上又增加了整個脊柱的屈伸范圍，胸椎在屈曲過程中作用很小，屈曲由腹肌和腰肌的脊柱部分引起，身體上部的重量產(chǎn)生進一步的屈曲。

脊柱的運動在相鄰兩椎骨之間是有限的，但整個脊柱的活動范圍較大，脊柱可繞3個運動軸進行運動，如繞額狀軸做屈伸運動，繞矢狀軸做側(cè)屈運動，繞垂直軸做回旋運動，還能環(huán)轉(zhuǎn)。正常脊柱可前屈90°、側(cè)屈30°、旋轉(zhuǎn)30°。脊柱各部的運動性質(zhì)和范圍不同，脊柱以腰部運動幅度為最大，頸部次之，胸部最小。這主要取決于關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的方向和形狀、椎間盤的厚度、韌帶的位置及厚薄等。同時也與年齡、性別和鍛煉程度有關(guān)。

（二）脊柱的活動范圍（圖3－14）

1．頸部　頸椎關(guān)節(jié)突的關(guān)節(jié)面略呈水平位，關(guān)節(jié)囊松弛，椎間盤較厚，故屈伸及旋轉(zhuǎn)運動的幅度較大。頸椎活動特點：枕寰運動，低頭10°，抬仰25°；寰樞椎的旋轉(zhuǎn)活動幅度最大，前屈以下頸段為主，后伸以3、4、5頸椎為中心，側(cè)屈及旋轉(zhuǎn)活動，是全部頸椎的協(xié)同動作，第5頸椎是承受旋轉(zhuǎn)、扭曲最大的一個椎體。正常頸部的活動幅度（以中立位0°法計算），前屈35°，后伸35°，側(cè)屈45°，旋轉(zhuǎn)45°。

2．胸部　胸椎與肋骨相連，椎間盤較薄，關(guān)節(jié)突的關(guān)節(jié)面呈冠狀位，棘突呈疊瓦狀，這些因素限制了胸椎的運動，故活動范圍較小。

3．腰部　椎間盤最厚，屈伸運動靈活，關(guān)節(jié)突的關(guān)節(jié)面幾乎呈矢狀位，限制了旋轉(zhuǎn)運動。旋轉(zhuǎn)總是與胸椎側(cè)彎聯(lián)合發(fā)生，旋轉(zhuǎn)和側(cè)彎的復合形式也見于腰椎，因關(guān)節(jié)突的朝向關(guān)系，除腰骶部位外，腰椎的旋轉(zhuǎn)十分輕微。

圖3－14　脊柱的正常活動范圍
①頸椎側(cè)屈；②頸椎旋轉(zhuǎn)；③頸椎前屈后伸；④胸腰椎側(cè)屈；⑤胸腰椎后伸；⑥胸腰椎前屈；⑦胸腰椎旋轉(zhuǎn)

（郭友華）