从脊柱的运动及肌肉分布特点看常见腰疾患病因

君医诊所 · 发表于 2014-6-8 10:31

1　脊柱
　　
　　1.1　脊柱外观特点脊柱由全部椎骨、骶骨和尾骨以及它们之间的骨连接构成，形成头颅的支柱、躯干的中轴，并参与胸腔、腹腔及盆腔后壁的构成。脊柱长度可因姿势不同而略有差异。由于站立时椎间盘受压缩可变薄，所以长期卧床与长期站立者相比，一般可相差2-3com。
　　1.1.1 脊柱的正面观：椎体由上向下逐渐加大，至骶骨底最宽阔，这是与人体直立时脊柱下部负重较上部大而相适应的。耳状面以下，由于重力骤减，骶骨和尾骨的形态也随之迅速变小。
　　1.1.2 脊柱的侧面观：棘突在背部正中形成纵嵴，两侧有纵行的背侧沟。容纳背部的肌肉。颈部棘突短接近水平位。胸部棘突向后下方倾斜呈覆瓦状。至腰部棘突又趋于水平位。侧面可见颈、胸、腰、骶4个生理弯曲，其中颈曲和腰曲向前凸，而胸曲及骶曲向后凸。脊柱的弯曲使脊柱具有良好的弹性，可缓解震荡并与人体的重心维持有关。它和其它部位配合进行各种复杂动作如飘动彩带。形成人体多姿多彩体姿
　　1.2 脊柱运动形式脊柱可进行屈、伸、侧屈、旋转和环转运动及其它复杂组合动作。
　　1.2.1 屈：屈是指脊柱绕冠状轴(额状轴)(左右方向)在矢状面内向前的运动。
　　当脊柱向前屈曲时。胸部后凸加大，颈部和腰部的前凸减小。同时。棘突可稍微分开，比较容易在腰背部的正中体表扪及。各椎体之间以关节突为轴，使椎体和椎间盘受压。链接后部结构的棘上韧带、棘间韧带、黄韧带等受拉。背腰深浅肌肉受拉。
　　使脊柱(躯干和颈部)前屈的肌主要有：胸锁乳突肌、斜角肌、颈长肌、头长肌、腹直肌、腹内斜肌、腹外斜肌、腰方肌、腰大肌等。
　　1.2.2 伸：脊柱由解剖学位置向后弯曲或由前屈状态返回解剖学位置并继续向后弯曲的运动，均称为伸。
　　脊柱向后伸展时。颈部和腰部的前凸增大而胸部后凸减小。脊柱整个后部结构的应力水平显著提高。尤其在椎弓根部、椎弓峡部和关节突关节等处更为明显，在近椎弓根处的椎体密质骨表现出比较明显的应力集中，椎间盘纤维环的后外侧的应力水平比前屈时升高。
　　使脊柱后伸的肌主要有：斜方肌、上后锯肌、下后锯肌、头夹肌、颈夹肌、骶棘肌、横突棘肌、背短肌等。
　　1.2.3 侧屈：脊柱绕矢状轴(前后方向)在冠状面(额状面)内的运动称为侧屈，其中脊柱弯向左侧的运动称为左侧屈。脊柱弯向右侧的运动称为右侧屈。
　　脊柱的侧屈运动有两种类型：一种是脊柱侧屈时，各部的运动幅度比较一致，椎骨棘突在背部形成一平滑的曲线：一种是运动部位主要集中在颈部和上腰部。胸部脊柱几乎不改变形状或只有较小的改变。脊柱侧屈时，曲侧压力增大，对侧剪刀增大。
　　使脊柱侧屈的肌有：肩胛提肌、腰方肌、肋间肌、横突间肌等。
　　1.2.4 旋转：脊柱旋转是指绕垂直轴在水平面内的运动，也称回旋，又可分为左旋和右旋。骨盆固定不动、头部和肩部向左旋转。或头部和肩部固定不动、骨盆向左旋转。都称为左旋。
　　与脊柱旋转有关的肌有：胸锁乳突肌、斜方肌上部、斜角肌、腹内斜肌、腹外斜肌、夹肌、髂肋肌、脊柱固有的回旋肌、髂腰肌等。
　　1.2.5 环转：脊柱的下部固定不动，上端做圆周运动动。称之为环转。环转运动也可在悬垂状态下，上部脊柱较为固定时由脊柱下部完成。它是上述几种运动连续进行的结果。
　　1.3 脊柱不同姿势下的受力人体姿势不同对脊柱及其各部的受力情况有着不同的影响，在这里主要从形态学的角度分析脊柱在不同体位时的力学特性，即身体处于某种姿势时，脊柱的形态特性和受力情况。我们可以把每种体位看作是身体复杂运动中的各个单独的位相或完成了动作，以能从中理解在脊柱运动过程中的力学变化。
　　1.3.1 站立位：正常人在直立位时。从侧身看脊柱身体上部的重心位于脊柱的前方，躯干的重力线一般是通过第4腰椎中心的腹侧，即脊柱各节段承受着恒定的前屈力矩。因此使脊柱所受到的压力并不只是人体本身的重量，还包括为了平衡重力的背部肌肉的收缩力。人体垂直站立时，由椎体和椎间盘承受了几乎全部的压力，脊柱各段所受的压力从上而下逐渐增加，但在脊柱稍向后伸展时，一部分压力侧由关节突关节承受且由于骶棘肌和髂腰肌的收缩以及髂股韧带的紧张，使骨盆向前的倾斜程度增大，脊柱腰段的弯曲也随之增大。
　　两腿的长度或两脚所站的高度不同。可使骨盆不完全处于水平位而稍微向一侧倾斜。并同时使脊柱发生向对侧的代偿性弯曲。脊柱的弯曲可增加脊柱的弹性，长时间站立时两只脚不站在同一高度，如将一只脚放在脚凳上。可在一定程度内减小腰椎间盘上的压力。
　　此外，在人体处于站立姿势时，也并非绝对地平衡。由于肌紧张原因各个肌群的作用和反作用的结果使身体有轻微的前后摆动。摆动幅度的大小随着人体疲劳程度的增加而增大。
　　1.3.2 坐位：人处于坐位时，脊柱除要受到垂直方向的重力作用和它的偏心力矩。还要受到由下肢传来的与偏心力矩方面相反的集中力矩。此外，由于坐位时骨盆向后的倾斜度增加，脊柱腰曲减小或消失。使重力线向腹侧移动，力矩增大，因此腰部椎间盘的负荷要比直立时为大。在坐位时如果躯干向前弯曲，则力矩会进一步增大。如果采取向后斜靠的坐位时。则躯干重力可分为两部分。一部分是沿着躯干轴的作用分量，它使脊柱受到压缩应变，一部分是与躯干轴垂直的作用分量，该力可由靠背(如椅背)上的反作用力平衡，由于各部分的重力方面与脊柱不共线，所以还有一部分偏心力矩作用在脊柱上。此外也有从下肢传来的集中力矩。如果靠背的倾斜角比较大。则重力在脊柱轴向的分量以及它所产生的力矩均减小，但下肢传来的力矩方向却与重力的偏心力矩相一致，使脊柱的应力增大。
　　
　　1.3.3　卧位
　　1.3.3.1　仰卧位：仰卧时的脊柱像一个平放着的弹性曲梁，要受到头部和下肢传来的弯矩和剪力，两端的弯矩使脊柱的前面受拉而后面受压，腰肌的作用也可产生对腰椎的负荷。如果升高头部、下肢弯曲。则由头部传到颈椎、由下肢传到髋部的轴力增加。而使脊柱所受的弯矩减小。同时由髋关节和膝关节的弯曲使腰肌放松减弱了对腰椎的牵拉，从而使腰部脊柱的受力得到部分改善。
　　在床板较硬的情况下，在腰椎以下的部分的床板不会产生支持应力，只有该部分的躯干重量形成弯矩。此弯矩能减低两端弯矩的作用。如果创过于松软，在身体下陷后，将有床的反力作用在腰部脊柱。与端部传来的弯矩叠加起来而造成腰部脊柱比较大的应力。因此，软床虽然使身体表面的载荷分散，但增加了腰段脊柱的应力，故患有腰部疾患时应以硬床板最佳。
　　1.3.3.2　侧卧位：侧卧位时由于重力作用使脊柱的下胸段和上腰段向下弯曲，使该部脊柱上面受压而下面受拉，而颈段脊柱由于头部的重力作用使头端向下产生弯矩。头端的弯矩使颈部脊柱的上面受拉而下面受压。因此，使用高度适宜的枕头可减轻或消除颈部脊柱受到的弯矩，使侧卧时脊柱大致在同一水平线上。
　　1.3.4　其它：当人弯腰抬重物时，脊柱实际上是一个机械效率(负荷重力与所需施加的外力之比)很小的杠杆。在这种情况下，可以把脊柱看作是固定在骨盆上的一根带有枢轴的悬梁。骶骨相当于枢轴。此时第5腰椎及其与骶骨相连结的椎间盘(L／S)位于悬梁的根部。所以最容易受到损伤。当弯腰并维持在平衡状态时。骶骨上所受的压力与背部肌肉的作用力是基本相等的。此时背腰部肌肉处于受拉伸状态。当背部呈水平状态时。躯干、上肢和头部的重力(约为整个身体重量的65％)的方向与脊柱呈直角，并且其力臂很长，而背部肌肉的作用力的方向与水平线所成的夹角约为12°，即肌肉的作用线非常靠近枢轴，所以它的力臂很短。如果不考虑其它因素的影响，—个体重为60kg的人，弯腰使背部呈水平状态时，其骶骨所受的压力大约为180kgo如果要捡起一个重20kg的物体，则骶骨所受的压力约为250kg，如此大的力作用于肌肉和椎间盘上是有很大危险的。因此，在弯腰捡东西时，即使所捡的东西不重，也会在腰椎的椎间盘尤其是最下面的一个椎间盘上产生非常大的力。所以应尽量避免采取这种姿势。
　　1.4　脊柱运动特点在自然情况下。活体上两上相邻椎骨之间的运动幅度很小，并且不可能出现彼此单独运动现象。因此脊柱的所有运动均是椎骨和椎间盘、关节突关节、韧带等结构所构成的多个运动节段联合运动渐变的结果。蛇的各类运动形式充分说明了这一点。
　　由于脊柱结构及功能上的原因。如①脊柱整体结构上的生理性弯曲。椎体彼此相邻的上下两面实际上并非真正的水平面也非互相平行的。②脊椎椎体间的椎间盘及其后方两侧的关节突关节构成的关节三联体，使脊柱象—个底面向后的等腰三棱柱，而成人脊柱的旋转轴却又位于椎体中心：③人体直立的结果，使身体的重心位于脊柱的前面，同时脊柱背面的肌肉也比较发达等，因此在脊柱侧屈时，椎体必然会伴随着—定程度的旋转运动。由于脊柱是躯干的轴心，脊柱的任何运动都伴随着身体重心的移动，所以脊柱的运动还有赖于下肢各关节及骨盆的协同作用。
　　1.5　脊柱肌肉分布脊柱周围的肌肉从位置上看分别位于脊柱的背侧和前外侧。它们可直接或间接作用于脊柱。
　　1.5.1　背侧组：主要包括颈、背部的浅层及深层肌。另有作用于骨盆的臀肌和股后肌。
　　浅层：均起自棘突，止于肱骨上端及肋骨，以运动上肢及肋骨。在项部及背上部有斜方肌、背下部有背阔肌。其前方有肩胛提肌、菱形肌和上后锯肌。在腰部还有下后锯肌。
　　深层：深层肌主要维持脊柱的挺伸，分为长肌和短肌。长肌有夹肌和骶棘肌(夹肌包括颈夹肌等)，前者自项韧带和上位胸椎棘突向外下斜行。止于枕骨及颈椎横突。可使颈后伸、侧屈及向对侧转头；骶棘肌亦称竖脊肌，起自骶骨和髂嵴，向上分为多肌齿，可止于椎骨、肋骨，最长者可达枕骨。全肌可分为外侧的髂肋肌、中间的最长肌及内侧的棘肌。一侧骶棘肌收缩，使脊柱侧屈；双侧同时收缩，使：脊柱后伸、仰头。短肌有横突棘肌，位于骶棘肌深层，起自横突。向内上止于棘突。自浅入深有半棘肌、多裂肌、回旋肌及横突肌、棘间肌等。它们可使脊柱挺伸、侧旋、侧屈。在枕部深层有枕下肌，包括头上斜肌、头下斜肌、头后大直肌及头后小直肌。它们可使头回旋和后仰。
　　臀部和股后部肌：如臀大、中、小肌及半腱肌、半膜肌、股二头肌等。可维持骨盆后仰。
　　1.5.2　前外侧组：在颈部。浅层的胸锁乳突肌可间接作用于脊柱。进行仰头、屈项及向对侧转头等运动。深层则位于脊柱的前方和两外侧。前者有头长肌和颈长肌。参与头的前俯和颈前屈。后者包括前、中、后3对斜角肌。它们起自颈椎横突止于第1和第2肋。前斜角肌可起于第3-6颈椎前结节或后结节。故而第3-6颈神经根一穿过前斜角肌起点外行。当该肌紧张时可牵拉相应的脊神经根。反之，脊神经根处病变时亦可引起前斜角肌紧张甚至痉挛。
　　在腹部；腹前外侧群肌如腹直肌、腹外斜肌、腹内斜肌和腹横肌，除容纳保护脏器、增加腹压外，还能使脊柱前屈、侧屈和旋转。腹后壁的腰方肌亦可侧屈脊柱。
　　另外。起自腰椎体、横突等的髂腰肌向外下走行，止于股骨小转子，能使脊柱和骨盆前屈。2腰部疾患
　　2.1　腰部软组织劳损腰部软组织劳损属中医学“腰痛”、“腰脊痛”范畴。常见原因是：①长期弯腰工作或工作姿势不良。腰肌长时间处于牵伸状态，形成了积累性的劳损变性。②急性腰肌损伤治疗不及时或治疗不当。损伤组织未得到充分修复而遗留慢性腰痛。③腰椎先天或后天畸形、腰部外伤、腰肌过度疲劳或下肢畸形等也易发生腰肌劳损。腰部慢性劳损是以上诸原因作用下，首先引起创伤性软组织炎性反应。到后期则因创伤性炎性反应程度不同而导致软组织粘连、纤维化或瘢痕化。其结果可以刺激或压迫感觉神经及营养血管而导致腰痛及放射痛。在临床上。腰部软组织劳损实际上包括腰肌、筋膜、韧带、髋关节等多种复合组织的损伤。
　　2.2　腰部肌筋膜炎肌筋膜炎又称纤维织炎，为身体富有白色纤维组织如筋膜、肌腱、腱鞘、肌膜、韧带、骨膜和皮下组织的一种非特异性炎症。多因风、寒、湿所引起，亦可因损伤、感染、风湿热或寄生虫感染而发生，前者称原发性，后者称为继发性。腰背部、骶髂部为好发部位。
　　2.3　棘上韧带和棘间韧带损伤棘上、棘间和黄韧带都是由稠密的胶原结缔组织构成。是纤维关节的重要结构。它们将相邻的骨体连接在一起。它带有柔性、屈折性，以便于关节活动。另一方面，它有足够的强力和牢靠性。可以耐受强大的拉力但不能伸长。因此，在急性扭伤时，韧带易被断裂；在持续或间断牵拉时韧带将松弛。一旦韧带失去弹性就不易，陕复原有的力量。
　　(1)棘上韧带损伤：棘上韧带损伤是体力劳动者的常见病、多发病。损伤后若得不到及时恰当的治疗，常导致慢性韧带劳损而不能胜任繁重劳动。棘上韧带是架在各椎骨棘突顶上的索状纤维组织。据统计，73％止于第4腰椎，22％止于第3腰椎，仅5％止于第5腰椎。由于该解剖特点使下腰较弱，其又是最活动区。另外中年人可有75％的人有棘间韧带变性，加之局部外伤，故韧带极易在该处撕裂。在正常情况下。这些韧带皆受骶棘肌保护而免受损伤。在人体充分弯腰搬移重物时，骶棘肌处于松弛状态，臀部肌肉和大腿后部肌肉收缩。以腰椎为杠杆将重物提起。支点常位于腰骶部，此时因无骶棘肌保护，所以重力全落在韧带上。当脊柱突然屈时时，极易造成棘上韧带从个别棘突上撕脱。此尤以下腰部和腰骶部多见。
　　棘上和棘间韧带由脊神经后支神经末梢分布，是极敏感的组织，一旦损伤，可通过脊神经后支传人中枢，虽然范围很小，却会造成严重的腰痛或伴有腿痛。
　　(2)棘间韧带损伤：棘间韧带既有助于脊椎之间的活动。但也给予其一定的限制。它处于相邻的棘突之间，呈长方形，其腹侧与黄韧带相连，其背侧与背肌的筋膜和棘上韧带融合在一起。这3条韧带构成一个统一体。在日常生活中，背部的屈、伸动作经常使棘突分开和挤压、相互摩擦。从而造成棘间韧带牵伸和挤紧。日常机械性摩擦会引起变性。棘间韧带只能在变性的基础上外力作用下而发生不同类型的破裂和松弛。韧带内含有神经纤维。对痛觉最为敏感，故韧带破裂或松弛是下腰痛的主要原因之一。
　　2.4　第三腰椎横突综合征第1、2腰椎后部厚度大于前面；第4、5腰椎与之相反，而第3腰椎的椎体前后厚度相等。第3腰椎的横突比另外4个腰椎横突长，因此背部肌肉的牵拉杠杆力最强，尤其是横突左右不对称或横突向后偏斜时。当腰椎左右侧弯及扭曲活动时牵拉更甚。附着在横突上的有腰背筋膜之深层及腰方肌。当这些肌肉单侧收缩时。可使腰部向同侧前方弯曲。使横突与肌肉筋膜附着处受伤从而造成多个小肌疝。同时也可因肌肉收缩牵拉而使腰神经感觉支受牵拉而产生疼痛。此病尤以青壮年多见，大多数患者都有损伤史，这与腰部活动范围广、负重多有关。特别是经常弯腰或突然扭转、动作不协调时则更易发生。
　　
　　3　讨论
　　
　　3.1 由于不同程度外力打击、扭伤、负荷过重等均可使腰、背部软组织发生不同程度损伤。如下肢伸展性腰部损伤、急性腰扭伤、腰骶椎关节及骶髂关节扭伤等。可引起腰背部筋膜、韧带、肌肉等撕裂或断裂，同时，由此可引起急性腰背痛、脊柱侧弯，放射性或牵扯性神经痛及骶髂关节松弛等。
　　3.2　不同姿势对脊柱负荷大小不同，站位、坐位椎间盘受力量大。如站立尽量前倾或前屈坐位。
　　平时工作姿势不良，如歪颈找物、低头劳动、经常弯腰工作、下肢伸直位搬动货物(正确姿势为屈髋、屈膝、直腰提物)、长久站立、不正确坐位工作、看书等。均使腰部结构处于力学上的不良条件。此不仅易发生扭伤，而且易发生椎间盘退行性变及筋膜韧带劳损。
　　3.3　下腰椎活动多、负重大则慢性劳损退行性变发生率高，所以腰椎间盘则多为突出为多见；腰骶部是活动椎与不活动椎交界处，而又常见腰椎骶化、骶椎腰化、骶椎裂等先天畴形。当搬重物、姿势不正或突然弯腰时易造成腰骶、骶髂关节损伤。是造成腰背痛的常见原因。第3腰椎横突较长。肌肉牵拉杠杆作用强，易使横突与肌肉附着处受伤，此是发生腰痛的重要因素。因此活动度最大。所以损伤多。