脊柱有4個(gè)生理彎曲；即頸、腰曲向前凸，胸、骶曲向后凸。使脊柱形成一根有彈性的骨性曲桿，這些生理曲度很有利于維持椎間關(guān)節(jié)的強(qiáng)度及穩(wěn)定性，同時(shí)增加了脊柱的柔順性和吸收沖擊的能力。從而緩解腦和脊髓受沖擊力。
脊柱的許多肌肉對(duì)稱于骨盆或起于骨盆，骨盆猶如高塔的基底石，起著托持脊柱，維持脊柱穩(wěn)定和平衡的作用，如果骨盆額狀面不正或矢狀面過度傾斜，均可導(dǎo)致脊柱諸肌的失衡而不穩(wěn)。
從生物力學(xué)角度看脊柱，由剛度較大的椎骨和剛度較小的椎間盤，以及附著于脊柱上的肌肉、韌帶等軟組織組成。椎間盤韌帶、小關(guān)節(jié)等組織提供內(nèi)源性穩(wěn)定，脊柱周圍的肌肉則給予外源性支持，以上任何結(jié)構(gòu)的被破壞均可造成脊柱的失衡和不穩(wěn)。
脊柱在無負(fù)載的自然情況下所承受的載荷主要包括體重、肌肉活動(dòng)，韌帶張力和外部載荷四部分，肌肉的收縮力和韌帶的張力使脊柱的各個(gè)部分或各質(zhì)點(diǎn)之間產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)，因此而產(chǎn)生相互作用的力。
在不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下脊柱各節(jié)段的受力情況和力學(xué)特性也有所不同，有關(guān)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在同等數(shù)值的靜負(fù)荷和沖擊負(fù)荷作用時(shí)的應(yīng)力，應(yīng)變分布與傳播，頸椎處于不同的屈伸位，會(huì)引起各頸椎骨的椎間關(guān)節(jié)的應(yīng)力值及分布規(guī)律發(fā)生變化。在頸椎前屈15°位置，并給予3 kg(相當(dāng)于正常人頭部重量)的載荷時(shí)，應(yīng)力與應(yīng)變呈線性變化關(guān)系，其中以第4頸椎前緣和第5頸椎的鉤椎關(guān)節(jié)的應(yīng)變值最大。若使頸椎處于后伸15°狀態(tài)時(shí)，最大應(yīng)變位置則移于第6頸椎前緣和鉤椎關(guān)節(jié)，而應(yīng)變和應(yīng)力的非線性變化關(guān)系。說明頸椎前屈狀態(tài)下，載荷主要由頸椎骨承受。而后伸狀態(tài)時(shí)，由于肌肉、韌帶、頸椎后方的關(guān)節(jié)突，棘突等結(jié)構(gòu)的作用，使頸椎表現(xiàn)出黏彈特性。
腰段脊柱是脊柱的主要承載部位，而且也是疼痛的好發(fā)區(qū)，幾乎所有的身體活動(dòng)都會(huì)增加腰椎的負(fù)荷，這些載荷主要由兩部分結(jié)構(gòu)予以分擔(dān)，一是椎骨、間盤和韌帶，它們是被動(dòng)承載結(jié)構(gòu)；二是肌肉，通過肌肉收縮，在保持身體平衡的同時(shí)，也給脊柱施加一定程度的壓力，它具有主動(dòng)平衡載荷的作用。
身體姿勢(shì)的變化，對(duì)腰椎載荷影響很大，不同姿勢(shì)，腰椎平面以上的體重?zé)o變化的狀態(tài)下，如其力線與腰椎的垂直線因姿勢(shì)的改變而加長(zhǎng)，則施加腰椎的彎矩加大，腰椎載荷隨之增加，反之減小。
人體脊柱處于相同的屈伸位置，由于承受載荷動(dòng)、靜性質(zhì)的差異，其應(yīng)力值及其分布規(guī)律也不同。承受靜態(tài)重量，脊柱的應(yīng)力和應(yīng)變較小，如在沖擊載荷作用下，可產(chǎn)生比靜態(tài)狀態(tài)下大得多的應(yīng)力、應(yīng)變。所以外來暴力容易使脊柱的應(yīng)力急劇加大，造成急性外傷和骨質(zhì)病變。
脊柱的生物力學(xué)平衡對(duì)脊柱的影響越來越受到醫(yī)學(xué)界的重視。脊柱的運(yùn)動(dòng)包括脊柱的活動(dòng)范圍和運(yùn)動(dòng)功能，兩脊椎之間活動(dòng)范圍很有限，整個(gè)脊柱合起來的運(yùn)動(dòng)范圍和幅度則很大。對(duì)脊柱運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的了解，有助于脊柱疾病和相關(guān)疾病的診斷分析和治療，有助于對(duì)治療脊柱病各種療法的理解和運(yùn)用。
聯(lián)系客服
