脊柱生物力學(xué)課件整理

頭、頸和軀干運動學(xué)1.頭、頸和軀干運動學(xué)1.脊柱2.脊柱2.3.3.人類屬于脊柱動物亞門，代表了自魚類開始，生物體脫離海洋至登上陸地，其間所經(jīng)歷的漫長進化過程的最后階段。我們和猿共同擁有相似的脊柱結(jié)構(gòu)。然而，猿的直立是間斷的。4.人類屬于脊柱動物亞門，代表了自魚類開始，生物體脫離海洋至登上脊柱的生物力學(xué)特點軀干的支柱軸在軀干位于對稱位置時，脊柱整體可看作船的桅桿，其立于骨盆之上，并向頭部延伸在肩部水平，脊柱支撐著一個相當于桅桿主帆的帆架平面（肩胛骨）在所有節(jié)段水平，脊柱內(nèi)包含韌帶和肌肉等張緊裝置，這些張緊裝置被排列成支柱一樣，將其主體與其附著點連結(jié)起來。5.脊柱的生物力學(xué)特點軀干的支柱軸5.骨骼頭、頸、軀干部的骨骼有顱骨（面顱、腦顱）、椎體（頸椎、胸椎、腰椎、骶骨、尾骨）、肋骨、胸骨。椎骨借韌帶、椎間盤和椎間關(guān)節(jié)連結(jié)而構(gòu)成脊柱。6.骨骼頭、頸、軀干部的骨骼有顱骨（面顱、腦顱）、椎體（頸椎、胸脊柱的生物力學(xué)功能傳導(dǎo)載荷空間活動保護脊髓7.脊柱的生物力學(xué)功能傳導(dǎo)載荷7.脊柱軀干軸和脊髓保護體頸椎區(qū)因支撐頭部，盡可能靠近頭部的重力軸線。胸椎因縱隔器官，尤其是心臟，位于軀體后側(cè)腰椎支撐整個上半身，位于軀體中心位置，向前突入腹腔。骶骨，尾骨是尾巴的退化器官脊柱是是脊髓的保護結(jié)構(gòu)第2腰椎是脊髓圓錐所在位置，此階段下的椎管內(nèi)僅容納沒有神經(jīng)功能的終絲。8.脊柱軀干軸和脊髓保護體頸椎區(qū)因支撐頭部，盡可能靠近頭部的重脊柱生理彎曲在進化過程中，因直立形成的角度部分被骨盆后傾抵消，部分需要腰椎彎曲來彌補。與頭顱相關(guān)的頸椎在頭顱下逐漸向前移位在生長發(fā)育階段，腰部出現(xiàn)類似變化。出生后幾天，腰椎前凹，13個月，腰椎筆直，3歲腰椎前突形成，8歲前突明顯，10歲趨于成人。生理彎曲的意義：調(diào)節(jié)重心，減震，支撐臟器等。9.脊柱生理彎曲在進化過程中，因直立形成的角度部分被骨盆后傾抵消(二）關(guān)節(jié)1.寰枕關(guān)節(jié)由寰椎兩側(cè)側(cè)塊的上關(guān)節(jié)凹與相應(yīng)的枕骨髁構(gòu)成的橢圓關(guān)節(jié)。寰枕關(guān)節(jié)在結(jié)構(gòu)上是獨立的，在機能上是聯(lián)合的。兩側(cè)關(guān)節(jié)聯(lián)合運動，使頭部俯仰和側(cè)屈。10.(二）關(guān)節(jié)1.寰枕關(guān)節(jié)10.寰樞關(guān)節(jié)寰樞外側(cè)關(guān)節(jié)（平面關(guān)節(jié)）寰樞正中關(guān)節(jié)（圓柱關(guān)節(jié)）運動軸垂直通過齒突，寰椎繞此軸左右旋轉(zhuǎn)，每側(cè)40度11.寰樞關(guān)節(jié)11.12.12.脊柱的功能單位側(cè)面觀前方的椎體，作為前柱的組成成分，是重要的支撐結(jié)構(gòu)。位于后方的椎弓，支持關(guān)節(jié)突，堆疊成后柱前柱起靜力學(xué)作用，后柱起動力學(xué)作用。13.脊柱的功能單位側(cè)面觀13.垂直面上：骨性組織和韌帶結(jié)構(gòu)相互交替，形成有椎體構(gòu)成的被動節(jié)段和活動階段，包括：椎間盤椎間孔關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)黃韌帶和棘間韌帶14.垂直面上：骨性組織和韌帶結(jié)構(gòu)相互交替，形成有椎體構(gòu)成的被動節(jié)每個椎骨的椎體和椎弓根均有骨小梁結(jié)構(gòu)，連在一起構(gòu)成第一類杠桿結(jié)構(gòu)支點為關(guān)節(jié)突，使作用于脊柱的軸向壓力被椎間盤直接而被動的緩沖一部分同時被椎旁肌肉間接而主動的緩沖了另一部分。15.每個椎骨的椎體和椎弓根均有骨小梁結(jié)構(gòu)，連在一起構(gòu)成第一類杠桿椎間連接原件在骶骨和顱底之間有24塊被許多纖維韌帶連結(jié)在一起可以活動的椎骨。韌帶復(fù)合體使椎骨間形成強大的連接，并將強大的機械阻力傳遞至脊柱。只有強大的創(chuàng)傷才能導(dǎo)致這些椎間韌帶的斷裂。16.椎間連接原件在骶骨和顱底之間有24塊被許多纖維韌帶連結(jié)在一起水平面：附著在前柱的韌帶。1.前縱韌帶起自顱底經(jīng)椎體前方到達骶骨。2.后縱韌帶：起自枕骨的乳突部位，經(jīng)椎體后方到骶管。這些長韌帶與每一個椎間盤都是相連的。附著在后弓的韌帶，連接了鄰近椎骨的后方椎弓。厚而強大的黃韌帶（3）棘間韌帶（4)，在后方與棘上韌帶（5）相連。橫突間韌帶（10）附著在每個橫突的尖端。2條有力的前后韌帶（9）：起加固小關(guān)節(jié)囊的作用。17.水平面：17.椎間盤的結(jié)構(gòu)髓核：位于中央部，胚胎學(xué)上來源于脊索的膠凍樣物質(zhì)，均有強親水性，包含80%水分。化學(xué)成分：粘多糖基質(zhì)。髓核內(nèi)沒有血管和神經(jīng)，導(dǎo)致髓核的修復(fù)無法完成。周圍是纖維環(huán)，由呈同心圓的纖維組成。18.椎間盤的結(jié)構(gòu)髓核：位于中央部，胚胎學(xué)上來源于脊索的膠凍樣物質(zhì)椎間盤構(gòu)成脊柱高度的20-33%對抗壓縮力對脊柱活動有決定性影響19.椎間盤構(gòu)成脊柱高度的20-33%19.與脊髓水平相對應(yīng)的椎間盤結(jié)構(gòu)變化腰椎間盤：最厚，9mm。胸椎間盤：5mm頸椎間盤：3mm但是比椎間盤厚度的絕對值更重要的是椎間盤與相應(yīng)椎體的高度的比值，比值越大，相應(yīng)椎體階段的活動度越呆。頸椎活動度最好，椎間盤與椎體高度比2:5腰椎活動度稍差，椎間盤與椎體高度比1:3胸椎活動度最差，椎間盤與椎體高度比1:520.與脊髓水平相對應(yīng)的椎間盤結(jié)構(gòu)變化腰椎間盤：最厚，9mm。20似旋轉(zhuǎn)頭的髓核21.似旋轉(zhuǎn)頭的髓核21.髓核的親水性髓核位于終板平面的中央，該區(qū)域被軟骨覆蓋，橫向上有很多微孔，微孔將髓核與終板面下的骨松質(zhì)相連。軀體直立承受壓力時，髓核基質(zhì)中的水分通過微孔溢出至椎體。夜間休息時，髓核的親水性發(fā)揮作用，將水分吸回髓核。髓核的高度清晨高于晚上。隨年齡增長，親水性下降。22.髓核的親水性髓核位于終板平面的中央，該區(qū)域被軟骨覆蓋，橫向上作用于椎間盤的壓力椎間盤受力越靠近骶骨部位越大。體重80kg，顱3kg，上肢14kg，軀干30kg，腰5-骶1水平，脊柱承受2/3體重，椎間盤承受37kg，體重一半。健康和病理存在差異：健康椎間盤休息狀態(tài)下承受100kg體重，壓扁1.4mm，病變的壓扁2mm，而且無法恢復(fù)初始高度。23.作用于椎間盤的壓力椎間盤受力越靠近骶骨部位越大。23.1、腰1/2、腰2/3、腰3/4、腰4/5椎間盤膨出，腰3/4、腰4/5椎間水平后方椎管狹窄；腰5/骶1椎間盤輕度突出；腰椎間盤變性。2、腰椎骨質(zhì)增生、骨質(zhì)疏松。24.1、腰1/2、腰2/3、腰3/4、腰4/5椎間盤膨出，腰3/關(guān)節(jié)突上下關(guān)節(jié)面的方向與椎體運動25.關(guān)節(jié)突上下關(guān)節(jié)面的方向與椎體運動25.在上頸部，關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面幾乎呈水平位，允許作旋轉(zhuǎn)運動；在下頸部，關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面呈斜型，近似額狀位，因此具有一定的側(cè)屈和少許的屈伸運動26.在上頸部，關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面幾乎呈水平位，允許作旋轉(zhuǎn)運動；26.胸椎的關(guān)節(jié)突呈冠狀位，棘突呈疊瓦狀，兩側(cè)與肋骨相連，這些因素限制了胸椎只能作輕微的側(cè)屈運動。27.胸椎的關(guān)節(jié)突呈冠狀位，棘突呈疊瓦狀，兩側(cè)與肋骨相連，這些因素腰椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面近于矢狀位，旋轉(zhuǎn)運動受限制，主要允許作屈伸運動。28.腰椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面近于矢狀位，旋轉(zhuǎn)運動受限制，主要允許作屈伸運（三）肌肉頭頸部的屈肌：胸鎖乳突肌，前中后斜角肌、頭前直肌，頭長肌，頸長肌及舌骨上下肌群。頭頸部伸肌:背最長肌、頸最長肌、頭最長肌、頭夾肌、頸夾肌、頭半棘肌等。軀干的前外側(cè)肌：腹直肌、腹外斜肌、腹內(nèi)斜肌、腹橫肌、肋間內(nèi)肌、肋間外肌、腰大肌。軀干后外側(cè)肌：豎脊肌，為背肌中最長、最大、最有力的肌群，位于脊柱兩旁的溝內(nèi)，與軀干的伸展、側(cè)屈及旋轉(zhuǎn)有關(guān)。29.（三）肌肉頭頸部的屈?。盒劓i乳突肌，前中后斜角肌、頭前直肌，頭、頸和軀干運動學(xué)30.頭、頸和軀干運動學(xué)1.脊柱31.脊柱2.32.3.人類屬于脊柱動物亞門，代表了自魚類開始，生物體脫離海洋至登上陸地，其間所經(jīng)歷的漫長進化過程的最后階段。我們和猿共同擁有相似的脊柱結(jié)構(gòu)。然而，猿的直立是間斷的。33.人類屬于脊柱動物亞門，代表了自魚類開始，生物體脫離海洋至登上脊柱的生物力學(xué)特點軀干的支柱軸在軀干位于對稱位置時，脊柱整體可看作船的桅桿，其立于骨盆之上，并向頭部延伸在肩部水平，脊柱支撐著一個相當于桅桿主帆的帆架平面（肩胛骨）在所有節(jié)段水平，脊柱內(nèi)包含韌帶和肌肉等張緊裝置，這些張緊裝置被排列成支柱一樣，將其主體與其附著點連結(jié)起來。34.脊柱的生物力學(xué)特點軀干的支柱軸5.骨骼頭、頸、軀干部的骨骼有顱骨（面顱、腦顱）、椎體（頸椎、胸椎、腰椎、骶骨、尾骨）、肋骨、胸骨。椎骨借韌帶、椎間盤和椎間關(guān)節(jié)連結(jié)而構(gòu)成脊柱。35.骨骼頭、頸、軀干部的骨骼有顱骨（面顱、腦顱）、椎體（頸椎、胸脊柱的生物力學(xué)功能傳導(dǎo)載荷空間活動保護脊髓36.脊柱的生物力學(xué)功能傳導(dǎo)載荷7.脊柱軀干軸和脊髓保護體頸椎區(qū)因支撐頭部，盡可能靠近頭部的重力軸線。胸椎因縱隔器官，尤其是心臟，位于軀體后側(cè)腰椎支撐整個上半身，位于軀體中心位置，向前突入腹腔。骶骨，尾骨是尾巴的退化器官脊柱是是脊髓的保護結(jié)構(gòu)第2腰椎是脊髓圓錐所在位置，此階段下的椎管內(nèi)僅容納沒有神經(jīng)功能的終絲。37.脊柱軀干軸和脊髓保護體頸椎區(qū)因支撐頭部，盡可能靠近頭部的重脊柱生理彎曲在進化過程中，因直立形成的角度部分被骨盆后傾抵消，部分需要腰椎彎曲來彌補。與頭顱相關(guān)的頸椎在頭顱下逐漸向前移位在生長發(fā)育階段，腰部出現(xiàn)類似變化。出生后幾天，腰椎前凹，13個月，腰椎筆直，3歲腰椎前突形成，8歲前突明顯，10歲趨于成人。生理彎曲的意義：調(diào)節(jié)重心，減震，支撐臟器等。38.脊柱生理彎曲在進化過程中，因直立形成的角度部分被骨盆后傾抵消(二）關(guān)節(jié)1.寰枕關(guān)節(jié)由寰椎兩側(cè)側(cè)塊的上關(guān)節(jié)凹與相應(yīng)的枕骨髁構(gòu)成的橢圓關(guān)節(jié)。寰枕關(guān)節(jié)在結(jié)構(gòu)上是獨立的，在機能上是聯(lián)合的。兩側(cè)關(guān)節(jié)聯(lián)合運動，使頭部俯仰和側(cè)屈。39.(二）關(guān)節(jié)1.寰枕關(guān)節(jié)10.寰樞關(guān)節(jié)寰樞外側(cè)關(guān)節(jié)（平面關(guān)節(jié)）寰樞正中關(guān)節(jié)（圓柱關(guān)節(jié)）運動軸垂直通過齒突，寰椎繞此軸左右旋轉(zhuǎn)，每側(cè)40度40.寰樞關(guān)節(jié)11.41.12.脊柱的功能單位側(cè)面觀前方的椎體，作為前柱的組成成分，是重要的支撐結(jié)構(gòu)。位于后方的椎弓，支持關(guān)節(jié)突，堆疊成后柱前柱起靜力學(xué)作用，后柱起動力學(xué)作用。42.脊柱的功能單位側(cè)面觀13.垂直面上：骨性組織和韌帶結(jié)構(gòu)相互交替，形成有椎體構(gòu)成的被動節(jié)段和活動階段，包括：椎間盤椎間孔關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)黃韌帶和棘間韌帶43.垂直面上：骨性組織和韌帶結(jié)構(gòu)相互交替，形成有椎體構(gòu)成的被動節(jié)每個椎骨的椎體和椎弓根均有骨小梁結(jié)構(gòu)，連在一起構(gòu)成第一類杠桿結(jié)構(gòu)支點為關(guān)節(jié)突，使作用于脊柱的軸向壓力被椎間盤直接而被動的緩沖一部分同時被椎旁肌肉間接而主動的緩沖了另一部分。44.每個椎骨的椎體和椎弓根均有骨小梁結(jié)構(gòu)，連在一起構(gòu)成第一類杠桿椎間連接原件在骶骨和顱底之間有24塊被許多纖維韌帶連結(jié)在一起可以活動的椎骨。韌帶復(fù)合體使椎骨間形成強大的連接，并將強大的機械阻力傳遞至脊柱。只有強大的創(chuàng)傷才能導(dǎo)致這些椎間韌帶的斷裂。45.椎間連接原件在骶骨和顱底之間有24塊被許多纖維韌帶連結(jié)在一起水平面：附著在前柱的韌帶。1.前縱韌帶起自顱底經(jīng)椎體前方到達骶骨。2.后縱韌帶：起自枕骨的乳突部位，經(jīng)椎體后方到骶管。這些長韌帶與每一個椎間盤都是相連的。附著在后弓的韌帶，連接了鄰近椎骨的后方椎弓。厚而強大的黃韌帶（3）棘間韌帶（4)，在后方與棘上韌帶（5）相連。橫突間韌帶（10）附著在每個橫突的尖端。2條有力的前后韌帶（9）：起加固小關(guān)節(jié)囊的作用。46.水平面：17.椎間盤的結(jié)構(gòu)髓核：位于中央部，胚胎學(xué)上來源于脊索的膠凍樣物質(zhì)，均有強親水性，包含80%水分?；瘜W(xué)成分：粘多糖基質(zhì)。髓核內(nèi)沒有血管和神經(jīng)，導(dǎo)致髓核的修復(fù)無法完成。周圍是纖維環(huán)，由呈同心圓的纖維組成。47.椎間盤的結(jié)構(gòu)髓核：位于中央部，胚胎學(xué)上來源于脊索的膠凍樣物質(zhì)椎間盤構(gòu)成脊柱高度的20-33%對抗壓縮力對脊柱活動有決定性影響48.椎間盤構(gòu)成脊柱高度的20-33%19.與脊髓水平相對應(yīng)的椎間盤結(jié)構(gòu)變化腰椎間盤：最厚，9mm。胸椎間盤：5mm頸椎間盤：3mm但是比椎間盤厚度的絕對值更重要的是椎間盤與相應(yīng)椎體的高度的比值，比值越大，相應(yīng)椎體階段的活動度越呆。頸椎活動度最好，椎間盤與椎體高度比2:5腰椎活動度稍差，椎間盤與椎體高度比1:3胸椎活動度最差，椎間盤與椎體高度比1:549.與脊髓水平相對應(yīng)的椎間盤結(jié)構(gòu)變化腰椎間盤：最厚，9mm。20似旋轉(zhuǎn)頭的髓核50.似旋轉(zhuǎn)頭的髓核21.髓核的親水性髓核位于終板平面的中央，該區(qū)域被軟骨覆蓋，橫向上有很多微孔，微孔將髓核與終板面下的骨松質(zhì)相連。軀體直立承受壓力時，髓核基質(zhì)中的水分通過微孔溢出至椎體。夜間休息時，髓核的親水性發(fā)揮作用，將水分吸回髓核。髓核的高度清晨高于晚上。隨年齡增長，親水性下降。51.髓核的親水性髓核位于終板平面的中央，該區(qū)域被軟骨覆蓋，橫向上作用于椎間盤的壓力椎間盤受力越靠近骶骨部位越大。體重80kg，顱3kg，上肢14kg，軀干30kg，腰5-骶1水平，脊柱承受2/3體重，椎間盤承受37kg，體重一半。健康和病理存在差異：健康椎間盤休息狀態(tài)下承受100kg體重，壓扁1.4mm，病變的壓扁2mm，而且無法恢復(fù)初始高度。52.作用于椎間盤的壓力椎間盤受力越靠近骶骨部位越大。23.1、腰1/2、腰2/3、