脊柱运动生物力学共60页
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脊柱运动ppt课件精选全文
34
35
（二）腰椎关节运动学 1、前屈：黄韧带、棘间韧带、棘上韧带、
后纵韧带、和髂腰韧带的弹性张力限制； 2、后伸：前纵韧带、关节突之间、棘突之
间的骨性碰撞限制； 3、侧屈：对侧横突间韧带和关节突关节囊
的张力 4、旋转：纤维环与旋转运动同向胶原纤维
的张力及关节突骨质间的碰撞限制。
36
（三）腰椎的运动力学
18
2、枢椎 枢椎指高等脊椎动物的第二颈椎。在其前
面有齿突 ，枢椎就是让头部转动的椎骨。 齿突是分离的第一颈椎的椎体，愈着在第 二颈椎的椎体上。枢椎的临床病变包括： 枢椎椎体骨折和创伤性枢椎前滑脱。
19
3、隆椎 人共有7节颈椎，第1、2、7颈椎为特殊颈
椎，而第7颈椎又称隆椎，我国古书上叫 “大椎”。属不规则骨，为七块颈椎中最 大的一块，棘突最长，所以当头前屈时其 棘突特别容易隆起，易于触及。隆椎棘突 下凹陷处即“大椎穴”，是临床计算椎骨 数目和针灸取穴的标志。
腰椎是脊柱的主要承重部位，几乎所有活动都会 增加腰椎的载荷，一部分载荷韧带、椎间盘、椎 骨承担；一部分载荷由肌来平衡。
（四）腰椎与运动障碍
腰椎病引起腰痛有其特殊的临床表现，其疼痛的 同时还有一些伴随症状。比如腰间盘突出症可以 伴随坐骨神经痛；大腿或小腿的麻木、疼痛；肌 肉瘫痪，如足下垂，足拇指背伸无力；马尾综合 征，如会阴区麻木，大便功能障碍，性功能障碍。 无典型外伤的腰部慢性损伤为腰部劳损，占慢性 腰痛很大比重。
韧带的本体感觉由传入神经传导到中区神经系统后，可反射性的引起相应 肌肉的收缩，从而维持脊柱的稳定，避免脊柱损伤。
弓间韧带连结于相邻椎骨的椎弓之间，它由弹性纤维构成，在新鲜时呈黄 色，故又称黄韧带，黄韧带的厚薄和宽窄在脊柱各段有所不同，颈部薄而宽， 胸部厚而窄，腰部最厚。
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（二）腰椎关节运动学 1、前屈：黄韧带、棘间韧带、棘上韧带、
后纵韧带、和髂腰韧带的弹性张力限制； 2、后伸：前纵韧带、关节突之间、棘突之
间的骨性碰撞限制； 3、侧屈：对侧横突间韧带和关节突关节囊
的张力 4、旋转：纤维环与旋转运动同向胶原纤维
的张力及关节突骨质间的碰撞限制。
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（三）腰椎的运动力学
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2、枢椎 枢椎指高等脊椎动物的第二颈椎。在其前
面有齿突 ，枢椎就是让头部转动的椎骨。 齿突是分离的第一颈椎的椎体，愈着在第 二颈椎的椎体上。枢椎的临床病变包括： 枢椎椎体骨折和创伤性枢椎前滑脱。
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3、隆椎 人共有7节颈椎，第1、2、7颈椎为特殊颈
椎，而第7颈椎又称隆椎，我国古书上叫 “大椎”。属不规则骨，为七块颈椎中最 大的一块，棘突最长，所以当头前屈时其 棘突特别容易隆起，易于触及。隆椎棘突 下凹陷处即“大椎穴”，是临床计算椎骨 数目和针灸取穴的标志。
腰椎是脊柱的主要承重部位，几乎所有活动都会 增加腰椎的载荷，一部分载荷韧带、椎间盘、椎 骨承担；一部分载荷由肌来平衡。
（四）腰椎与运动障碍
腰椎病引起腰痛有其特殊的临床表现，其疼痛的 同时还有一些伴随症状。比如腰间盘突出症可以 伴随坐骨神经痛；大腿或小腿的麻木、疼痛；肌 肉瘫痪，如足下垂，足拇指背伸无力；马尾综合 征，如会阴区麻木，大便功能障碍，性功能障碍。 无典型外伤的腰部慢性损伤为腰部劳损，占慢性 腰痛很大比重。
韧带的本体感觉由传入神经传导到中区神经系统后，可反射性的引起相应 肌肉的收缩，从而维持脊柱的稳定，避免脊柱损伤。
弓间韧带连结于相邻椎骨的椎弓之间，它由弹性纤维构成，在新鲜时呈黄 色，故又称黄韧带，黄韧带的厚薄和宽窄在脊柱各段有所不同，颈部薄而宽， 胸部厚而窄，腰部最厚。
脊柱生物力学 ppt课件
▪ 表面肌电图法记录颈椎竖棘肌活动： 结果表明在所有的位置上，肌肉活动都处于非常低的 水平。
▪ 肌肉对保持基本姿势的稳定起关键的作用。
ppt课件
17
矫形器学
生物力学测试
有限元分析
ppt课件
18
矫形器学
▪ 严重脊髓灰质炎患者，颈椎肌肉系统完全麻痹 ,颈椎无 法支撑头部 。
▪ 没有明显的结构性病因的老年患者中偶尔出现严重的 颈椎后凸畸形 ，存在伸肌萎缩的患者被认为是老年性 颈椎肌病 。
ppt课件
11
矫形器学
ppt课件
12
矫形器学
椎间盘的结构
▪ 髓核是一团胶状物
▪ 青年人的髓核内具有丰富的亲水性(water—binding)粘多 糖，随着年龄的增大亲水性粘多糖逐渐减少，髓核的含 水量也逐渐降低。
▪ 髓核由外部坚强组织即纤维环所包围，纤维环由纤维软 骨组织构成。
▪ 纤维软骨内粗大的胶原纤维环保证了纤维环承受屈曲和 扭转时的高负荷量。
▪ 屈曲运动时，椎体的前侧皮质承受压应力，而椎体后 侧皮质承受牵张应力。
▪ 寰枕关节
颈椎极度后伸时，载荷最小。
在极度屈曲的时候载荷最大，但这只比中立位时略 有增加。
ppt课件
16
矫形器学
▪ C7～T1节段的载荷 在颈椎处于中立位的时候比较低。 当颈椎处于抬头位时，其载荷更低。 极度后伸时，载荷有所增加， 在轻度屈曲时，载荷大量增加。 颈椎极度后伸时，产生最大载荷。
A B
椎管矢状径（B）/椎体矢状径(A)
ppt课件
22
矫形器学
▪ 当颈椎骨赘与脊髓互相接触的时候，颈椎屈曲活动更 容易引起脊髓损伤；
ppt课件
5
矫形器学
▪ 肌肉对保持基本姿势的稳定起关键的作用。
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矫形器学
生物力学测试
有限元分析
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矫形器学
▪ 严重脊髓灰质炎患者，颈椎肌肉系统完全麻痹 ,颈椎无 法支撑头部 。
▪ 没有明显的结构性病因的老年患者中偶尔出现严重的 颈椎后凸畸形 ，存在伸肌萎缩的患者被认为是老年性 颈椎肌病 。
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矫形器学
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矫形器学
椎间盘的结构
▪ 髓核是一团胶状物
▪ 青年人的髓核内具有丰富的亲水性(water—binding)粘多 糖，随着年龄的增大亲水性粘多糖逐渐减少，髓核的含 水量也逐渐降低。
▪ 髓核由外部坚强组织即纤维环所包围，纤维环由纤维软 骨组织构成。
▪ 纤维软骨内粗大的胶原纤维环保证了纤维环承受屈曲和 扭转时的高负荷量。
▪ 屈曲运动时，椎体的前侧皮质承受压应力，而椎体后 侧皮质承受牵张应力。
▪ 寰枕关节
颈椎极度后伸时，载荷最小。
在极度屈曲的时候载荷最大，但这只比中立位时略 有增加。
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矫形器学
▪ C7～T1节段的载荷 在颈椎处于中立位的时候比较低。 当颈椎处于抬头位时，其载荷更低。 极度后伸时，载荷有所增加， 在轻度屈曲时，载荷大量增加。 颈椎极度后伸时，产生最大载荷。
A B
椎管矢状径（B）/椎体矢状径(A)
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矫形器学
▪ 当颈椎骨赘与脊髓互相接触的时候，颈椎屈曲活动更 容易引起脊髓损伤；
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矫形器学
脊柱生物力学 ppt课件
▪ 当脊柱处于中立或者轻度后伸位时，黄韧带一直处于 牵张状态，这样可以给椎间盘一些预载并给脊柱提供 固有的支撑。
▪ 韧带的粘弹性能在脊柱后伸的时候限制韧带的自身的 屈曲，以免压迫神经组织。
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15
矫形器学
头颈平衡
▪ 肌肉的强度和调节是保持头颈平衡的必要条件。
▪ 肌肉的强度也能减少颈椎应力。
▪ 在颈椎各种运动方式，椎体都承受屈曲力矩。
▪ 携带或上举重物一段水平距离影响腰椎负荷的因素 ： (1)物品相对于椎体运动中心的位置； (2)物品的大小，形状，重量和密度； (3)腰椎旋转或弯曲的程度； (4)负荷的速率。
▪ 提物时，物品靠近身体时较物品远离身体时的腰椎弯 曲力距减少，腰椎上的负荷也就越低。
ppt课件
38
矫形器学
ppt课件
39
矫形器学
动力学分析
▪ 几乎身体的任何运动都能增加肌肉的收缩力和增大脊柱 的负荷。
▪ 增幅在慢走或轻微摆动身体等运动时较和缓。
▪ 在进行各种运动，或复杂动态活动和动态负荷时的增幅 明显。
▪ 由于可使组织所受的负荷颇低，对下腰痛患者而言，步 行是一种安全甚或可能是理想的运动疗法之一，甚至可 调节行走速度来改变脊柱的负荷。
ppt课件
19
矫形器学
神经生物力学
▪ 颈椎在从屈曲到后伸的变化过程中神经长度上发生了 明显的变化。
▪ 脊髓有纵向的弹性，但不能承受轴向的平移。 ▪ 通常导致脊髓损伤的是脊髓遭受平移暴力。 ▪ 成年人的脊髓在发生明显的神经损伤前估计应当承受
了2.75～3.44N的暴力。 ▪ 脊髓损伤也会在颈椎突然屈伸运动过程中发生，尤其
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矫形器学
椎体抗压实验
▪ 椎体本身或终板断裂破坏点的出现要早于椎间盘损伤 的发生。
▪ 韧带的粘弹性能在脊柱后伸的时候限制韧带的自身的 屈曲，以免压迫神经组织。
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矫形器学
头颈平衡
▪ 肌肉的强度和调节是保持头颈平衡的必要条件。
▪ 肌肉的强度也能减少颈椎应力。
▪ 在颈椎各种运动方式，椎体都承受屈曲力矩。
▪ 携带或上举重物一段水平距离影响腰椎负荷的因素 ： (1)物品相对于椎体运动中心的位置； (2)物品的大小，形状，重量和密度； (3)腰椎旋转或弯曲的程度； (4)负荷的速率。
▪ 提物时，物品靠近身体时较物品远离身体时的腰椎弯 曲力距减少，腰椎上的负荷也就越低。
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矫形器学
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矫形器学
动力学分析
▪ 几乎身体的任何运动都能增加肌肉的收缩力和增大脊柱 的负荷。
▪ 增幅在慢走或轻微摆动身体等运动时较和缓。
▪ 在进行各种运动，或复杂动态活动和动态负荷时的增幅 明显。
▪ 由于可使组织所受的负荷颇低，对下腰痛患者而言，步 行是一种安全甚或可能是理想的运动疗法之一，甚至可 调节行走速度来改变脊柱的负荷。
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矫形器学
神经生物力学
▪ 颈椎在从屈曲到后伸的变化过程中神经长度上发生了 明显的变化。
▪ 脊髓有纵向的弹性，但不能承受轴向的平移。 ▪ 通常导致脊髓损伤的是脊髓遭受平移暴力。 ▪ 成年人的脊髓在发生明显的神经损伤前估计应当承受
了2.75～3.44N的暴力。 ▪ 脊髓损伤也会在颈椎突然屈伸运动过程中发生，尤其
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矫形器学
椎体抗压实验
▪ 椎体本身或终板断裂破坏点的出现要早于椎间盘损伤 的发生。
脊柱的生物力学与退行性骨关节病PPT课件
第2页/共61页
• 椎体承载躯干及上肢主要的轴向负荷，椎体所 须承载的重量从头端到尾端逐渐增加，椎体本身 也逐渐增大。
脊柱后方的肌肉群产生“张力作用”， 用来维持直立姿势及保持人体矢状面和冠 状面的平衡，这些肌肉群被称为“张力 带”。 任何前柱或后柱的破坏及疾病 均可打破脊柱在骨盆及髋关节上的平衡， 导致后方肌肉群的疲劳和疼痛。同样后方 肌肉群的损伤及疾患也可使脊柱失去矢状 面的平衡。
第26页/共61页
椎间盘解剖
• 椎间盘的两种主要成分是纤维环和髓核。纤维环由几层 同心圆的纤维层（类似三个环）构成，称为板层纤维， 其中含有丰富的胶原及弹力素、蛋白多糖和水。胶原是 构成体内结缔组织的主要蛋白，弹力素保持组织的弹性。 蛋白多糖存在于结缔组织的细胞外基质，并与水结合在 一起。
第27页/共61页
第23页/共61页
脊柱由每一个运动节 段相互叠加而成，它 负载躯干的重量。 脊柱可以发生内部变 形以对抗躯干对其的 压力，这种变形主要 是对于椎间盘产生的， 但并不仅限于椎间盘 。
脊柱由运动节段叠加组成
第24页/共61页
椎间盘
椎间盘作用类似于减震垫
椎间盘是一弹力纤维结构组织，它 有两个重要功能：
第5页/共61页
人体重心前移可增加脊柱后方肌肉负荷， 是导致矢状面失衡的 主要原因。
怀孕使身体重心前移， 腰椎前凸增加以维持脊 柱平衡 。
第6页/共61页
通常在前柱缺损而失去结构上的支撑时发生脊柱 矢状面的失衡。 例如：
椎体肿瘤或骨折破坏椎体结构完整性，使得椎 体塌陷导致病变节段上方的脊柱过度后凸。
第20页/共61页
对于个体而言，退行性改变并不都 出现临床症状。很多人即使有退行性 改变也能够正常工作和生活，当退行 性改变导致关节出现临床症状，一般 是疼痛时，就被称为骨性关节炎，意 味着由于关节的退行性改变，骨与软 骨出现了炎症反应。
• 椎体承载躯干及上肢主要的轴向负荷，椎体所 须承载的重量从头端到尾端逐渐增加，椎体本身 也逐渐增大。
脊柱后方的肌肉群产生“张力作用”， 用来维持直立姿势及保持人体矢状面和冠 状面的平衡，这些肌肉群被称为“张力 带”。 任何前柱或后柱的破坏及疾病 均可打破脊柱在骨盆及髋关节上的平衡， 导致后方肌肉群的疲劳和疼痛。同样后方 肌肉群的损伤及疾患也可使脊柱失去矢状 面的平衡。
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椎间盘解剖
• 椎间盘的两种主要成分是纤维环和髓核。纤维环由几层 同心圆的纤维层（类似三个环）构成，称为板层纤维， 其中含有丰富的胶原及弹力素、蛋白多糖和水。胶原是 构成体内结缔组织的主要蛋白，弹力素保持组织的弹性。 蛋白多糖存在于结缔组织的细胞外基质，并与水结合在 一起。
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脊柱由每一个运动节 段相互叠加而成，它 负载躯干的重量。 脊柱可以发生内部变 形以对抗躯干对其的 压力，这种变形主要 是对于椎间盘产生的， 但并不仅限于椎间盘 。
脊柱由运动节段叠加组成
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椎间盘
椎间盘作用类似于减震垫
椎间盘是一弹力纤维结构组织，它 有两个重要功能：
第5页/共61页
人体重心前移可增加脊柱后方肌肉负荷， 是导致矢状面失衡的 主要原因。
怀孕使身体重心前移， 腰椎前凸增加以维持脊 柱平衡 。
第6页/共61页
通常在前柱缺损而失去结构上的支撑时发生脊柱 矢状面的失衡。 例如：
椎体肿瘤或骨折破坏椎体结构完整性，使得椎 体塌陷导致病变节段上方的脊柱过度后凸。
第20页/共61页
对于个体而言，退行性改变并不都 出现临床症状。很多人即使有退行性 改变也能够正常工作和生活，当退行 性改变导致关节出现临床症状，一般 是疼痛时，就被称为骨性关节炎，意 味着由于关节的退行性改变，骨与软 骨出现了炎症反应。
脊柱运动及生物力学课件
腰椎曲度与应力分布
腰椎的生理曲度对腰椎间盘的应力分布有着重要影响。当 腰椎曲度发生变化时，会导致腰椎间盘的应力分布发生变 化，从而增加腰椎间盘突出的风险。
腰部肌肉的力学特性
腰部肌肉对腰椎起着支撑和保护的作用。当腰部肌肉的力 学特性发生改变时，可能会导致腰椎的稳定性下降，从而 引发腰椎间盘突出。
脊柱侧弯与生物力学
旋转则是脊柱的环形运动。
这些运动形式是人体完成各种动 作的基础，如弯腰、扭头、转身
等。
脊柱的生理功能
支撑和保护
维持姿势
脊柱支撑着人的身体，保护脊髓和神经根 不受损伤。
通过肌肉的收缩和舒张，脊柱可以维持人 体的姿势平衡。
缓冲震荡
运动功能
当人体受到外力冲击时，脊柱能够起到缓 冲震荡的作用，保护脊髓和神经根不受损软件，模拟脊柱在不同 外力作用下的响应。
比较法
比较不同个体或不同姿势下脊柱的 生物力学差异，为个体化运动方案 提供依据。
03
脊柱运动与生物力学的关 系
脊柱运动对生物力学的影响
脊柱运动影响身体姿势
通过改变脊柱的弯曲和扭曲程度，可 以调整身体的重心和平衡，从而影响 站立、坐姿和行走等姿势。
颈椎病与生物力学
01 02
颈椎的弯曲度和曲率半径变化
颈椎的生理弯曲度是适应头部重量的需要而形成的。当颈椎的弯曲度和 曲率半径发生变化时，颈椎的应力分布也会发生变化，从而导致颈椎病 的出现。
颈椎间盘的受力变化
颈椎间盘在颈椎的活动中起着缓冲和减震的作用。当颈椎间盘受到过度 的压力或扭曲力时，会导致颈椎间盘的退行性变，进而引发颈椎病。
05
脊柱疾病的预防与治疗中 的生物力学应用
正确的姿势与脊柱健康
坐姿
保持正确的坐姿，使腰部有足够 的支撑，可以减轻脊柱压力。
腰椎的生理曲度对腰椎间盘的应力分布有着重要影响。当 腰椎曲度发生变化时，会导致腰椎间盘的应力分布发生变 化，从而增加腰椎间盘突出的风险。
腰部肌肉的力学特性
腰部肌肉对腰椎起着支撑和保护的作用。当腰部肌肉的力 学特性发生改变时，可能会导致腰椎的稳定性下降，从而 引发腰椎间盘突出。
脊柱侧弯与生物力学
旋转则是脊柱的环形运动。
这些运动形式是人体完成各种动 作的基础，如弯腰、扭头、转身
等。
脊柱的生理功能
支撑和保护
维持姿势
脊柱支撑着人的身体，保护脊髓和神经根 不受损伤。
通过肌肉的收缩和舒张，脊柱可以维持人 体的姿势平衡。
缓冲震荡
运动功能
当人体受到外力冲击时，脊柱能够起到缓 冲震荡的作用，保护脊髓和神经根不受损软件，模拟脊柱在不同 外力作用下的响应。
比较法
比较不同个体或不同姿势下脊柱的 生物力学差异，为个体化运动方案 提供依据。
03
脊柱运动与生物力学的关 系
脊柱运动对生物力学的影响
脊柱运动影响身体姿势
通过改变脊柱的弯曲和扭曲程度，可 以调整身体的重心和平衡，从而影响 站立、坐姿和行走等姿势。
颈椎病与生物力学
01 02
颈椎的弯曲度和曲率半径变化
颈椎的生理弯曲度是适应头部重量的需要而形成的。当颈椎的弯曲度和 曲率半径发生变化时，颈椎的应力分布也会发生变化，从而导致颈椎病 的出现。
颈椎间盘的受力变化
颈椎间盘在颈椎的活动中起着缓冲和减震的作用。当颈椎间盘受到过度 的压力或扭曲力时，会导致颈椎间盘的退行性变，进而引发颈椎病。
05
脊柱疾病的预防与治疗中 的生物力学应用
正确的姿势与脊柱健康
坐姿
保持正确的坐姿，使腰部有足够 的支撑，可以减轻脊柱压力。
脊柱的运动PPT课件
7
运动方式：指人体的几何中心在其运动范围内的轨迹形状
瞬时旋转轴IAR：对于一个在平面上运动的刚体，任一瞬间，它的内部必有 一条线或这条线的假想延伸线不发生运动，瞬时旋转轴就是这条线。平面 运动完全由瞬时旋转轴的位置及围绕它旋转的数量所决定。
运动的螺旋轴HAM：刚体在三维空间的瞬时运动可用一个简化的螺旋运动来 解释。它是围绕和沿着同一轴旋转和平移基础上叠加而成的。它与围绕X、Y、 Z轴旋转的三个力的合力方向一致。对于一个给定的空间运动刚体，这个轴的 位置、平移和旋转的量可以完全精确地解释三维空间的运动。
1.下位颈椎
2.胸椎
13
六、解剖单位功能
1.下位颈椎
屈伸运动范围主要受椎间盘的刚度和几何形状影响 在前屈活动时，椎间盘越高、前后径越小，其活动范围越大 侧弯时，若椎间盘左右径小，则侧方活动范围大 椎间盘越硬、活动范围越小。
2.胸椎
棘突和椎间关节限制后伸的范围。
3.腰椎
腰椎的椎间关节限制了向前方的平移，允 许矢状面和冠状面旋转，对轴向旋转活动有限 制作用。
第二节 脊柱的运动
脊 柱
旋转 ( 角度运动 )
运
三维
动
运动
形
式
平移 ( 线性运动 )
脊柱的稳定性
研究脊柱运动的意义
脊柱创伤
脊柱畸形 脊柱融合
外科治疗方法 1
一、概念
运动：不考虑外力作用的刚体运动现象的研究。 坐标系统：建立坐标系统有利于精确地描述脊柱的运动，采用直角坐标
系描述人体在空间的方向和位置。
2. 下位颈椎
最大运动范围发生在Ｃ5、Ｃ6之间 侧屈和轴向旋转范围越向下部活动范围越小
3. 胸椎
矢状面屈伸：C1-C12，4-12° 冠状面侧屈：C1-C10，6 ° ；C11， 8 °； C12， 9 ° 轴向面旋转：C1-C9, 8-9°；C10-C12，2 °
运动方式：指人体的几何中心在其运动范围内的轨迹形状
瞬时旋转轴IAR：对于一个在平面上运动的刚体，任一瞬间，它的内部必有 一条线或这条线的假想延伸线不发生运动，瞬时旋转轴就是这条线。平面 运动完全由瞬时旋转轴的位置及围绕它旋转的数量所决定。
运动的螺旋轴HAM：刚体在三维空间的瞬时运动可用一个简化的螺旋运动来 解释。它是围绕和沿着同一轴旋转和平移基础上叠加而成的。它与围绕X、Y、 Z轴旋转的三个力的合力方向一致。对于一个给定的空间运动刚体，这个轴的 位置、平移和旋转的量可以完全精确地解释三维空间的运动。
1.下位颈椎
2.胸椎
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六、解剖单位功能
1.下位颈椎
屈伸运动范围主要受椎间盘的刚度和几何形状影响 在前屈活动时，椎间盘越高、前后径越小，其活动范围越大 侧弯时，若椎间盘左右径小，则侧方活动范围大 椎间盘越硬、活动范围越小。
2.胸椎
棘突和椎间关节限制后伸的范围。
3.腰椎
腰椎的椎间关节限制了向前方的平移，允 许矢状面和冠状面旋转，对轴向旋转活动有限 制作用。
第二节 脊柱的运动
脊 柱
旋转 ( 角度运动 )
运
三维
动
运动
形
式
平移 ( 线性运动 )
脊柱的稳定性
研究脊柱运动的意义
脊柱创伤
脊柱畸形 脊柱融合
外科治疗方法 1
一、概念
运动：不考虑外力作用的刚体运动现象的研究。 坐标系统：建立坐标系统有利于精确地描述脊柱的运动，采用直角坐标
系描述人体在空间的方向和位置。
2. 下位颈椎
最大运动范围发生在Ｃ5、Ｃ6之间 侧屈和轴向旋转范围越向下部活动范围越小
3. 胸椎
矢状面屈伸：C1-C12，4-12° 冠状面侧屈：C1-C10，6 ° ；C11， 8 °； C12， 9 ° 轴向面旋转：C1-C9, 8-9°；C10-C12，2 °
脊柱生物力学
十一点 五十五 分。
在上颈部，关节突关节 面几乎呈水平位，允许 作旋转运动；
在下颈部，关节突关 节面呈斜型，近似额 状位，因此具有一定 的侧屈和少许的屈伸 运动
第二十六页，编辑于星期二：二十一点 五十五 分。
胸椎的关节突呈冠状 位，棘突呈叠瓦状， 两侧与肋骨相连，这 些因素限制了胸椎只 能作轻微的侧屈运动。
第二十七页，编辑于星期二：二十一点 五十五 分。
腰椎关节突关节面近于 矢状位，旋转运动受限 制，主要允许作屈伸运 动。
第二十八页，编辑于星期二：二十一点 五十五 分。
（三）肌肉
头颈部的屈肌：胸锁乳突肌，前中后斜角肌、头 前直肌，头长肌，颈长肌及舌骨上下肌群。
头颈部伸肌:背最长肌、颈最长肌、头最长肌、头夹肌、
支点为关节突，使 作用于脊柱的轴向 压力被椎间盘直接 而被动的缓冲一部 分
同时被椎旁肌肉间 接而主动的缓冲了 另一部分。
第十五页，编辑于星期二：二十一点 五十五分。
椎间连接原件
在骶骨和颅底之间有24块被许多纤维韧带连 结在一起可以活动的椎骨。
韧带复合体使椎骨间形成强大的连接，并将 强大的机械阻力传递至脊柱。只有强大的创 伤才能导致这些椎间韧带的断裂。
髓核的亲水性
髓核位于终板平面的中央，该区域被软 骨覆盖，横向上有很多微孔，微孔将髓 核与终板面下的骨松质相连。
躯体直立承受压力时，髓核基质中的水 分通过微孔溢出至椎体。夜间休息时， 髓核的亲水性发挥作用，将水分吸回髓 核。髓核的高度清晨高于晚上。
随年龄增长，亲水性下降。
第二十二页，编辑于星期二：二十一点 五十五 分。
但是比椎间盘厚度的绝对值更重要的是椎间盘与相应椎体 的高度的比值，比值越大，相应椎体阶段的活动度越呆。
在上颈部，关节突关节 面几乎呈水平位，允许 作旋转运动；
在下颈部，关节突关 节面呈斜型，近似额 状位，因此具有一定 的侧屈和少许的屈伸 运动
第二十六页，编辑于星期二：二十一点 五十五 分。
胸椎的关节突呈冠状 位，棘突呈叠瓦状， 两侧与肋骨相连，这 些因素限制了胸椎只 能作轻微的侧屈运动。
第二十七页，编辑于星期二：二十一点 五十五 分。
腰椎关节突关节面近于 矢状位，旋转运动受限 制，主要允许作屈伸运 动。
第二十八页，编辑于星期二：二十一点 五十五 分。
（三）肌肉
头颈部的屈肌：胸锁乳突肌，前中后斜角肌、头 前直肌，头长肌，颈长肌及舌骨上下肌群。
头颈部伸肌:背最长肌、颈最长肌、头最长肌、头夹肌、
支点为关节突，使 作用于脊柱的轴向 压力被椎间盘直接 而被动的缓冲一部 分
同时被椎旁肌肉间 接而主动的缓冲了 另一部分。
第十五页，编辑于星期二：二十一点 五十五分。
椎间连接原件
在骶骨和颅底之间有24块被许多纤维韧带连 结在一起可以活动的椎骨。
韧带复合体使椎骨间形成强大的连接，并将 强大的机械阻力传递至脊柱。只有强大的创 伤才能导致这些椎间韧带的断裂。
髓核的亲水性
髓核位于终板平面的中央，该区域被软 骨覆盖，横向上有很多微孔，微孔将髓 核与终板面下的骨松质相连。
躯体直立承受压力时，髓核基质中的水 分通过微孔溢出至椎体。夜间休息时， 髓核的亲水性发挥作用，将水分吸回髓 核。髓核的高度清晨高于晚上。
随年龄增长，亲水性下降。
第二十二页，编辑于星期二：二十一点 五十五 分。
但是比椎间盘厚度的绝对值更重要的是椎间盘与相应椎体 的高度的比值，比值越大，相应椎体阶段的活动度越呆。
脊柱侧弯生物力学
L
F/2 B
L F/2
B
0.87F
0.87F
MtFL 精品c课件o)s(0.8F 7sLin)(
2
（4）三种加载效果比较
相1 对 矫 正 弯 矩
0.5
组合加载 轴向加载
M/FL
矫正弯矩=M/FL
径向加载
53
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100 140 变形角θ（度）
（5）Connock 法
TL 适于轴向旋转的脊柱侧弯异常
即使受力不再随时间变化，变形也将随时间推移而增大。 蠕变由肌肉、骨骼、韧带的弹性力学性质决定。
F
应用：颅环，股骨牵引
➢ 驰缓： 当力加于弹性体上，产生一定的变形，随后发
生受力随时间而减少的现象。 应用：Harrington棒临床应用后，再次手术
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L L+D
2. 脊柱侧弯矫正时轴向力与切向力比较
➢ 必需纠正的两类变形
功能性弯曲 由于重力作用于松驰的韧带与肌肉之上引起的变向功能性 发
弯曲。
生
可通过肌肉锻炼来矫正。
转
动
结构性弯曲 刚硬，包括脊椎的变形、骨的结构被破坏或发生变形、弯 曲的韧带失去弹性等。
不能通过肌肉的力量来矫正
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1. 蠕变与驰缓
➢ 蠕变 蠕变是一种变形，在对物体施加了初始力之后，
Cobb法 在正位X线相，先确定侧凸的上终椎及下终椎，在主弯上端其上、下终板 线向凹侧倾斜度最大者为上终椎，主弯下端者为下终椎。在上终椎椎体上缘及下 终椎椎体下缘各划一平线，对此两横线各作一垂直线，这两条垂线的交角即为 Cobb角，用量角器可测出其具体度数。
θβ
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A
α
θ
脊柱运动的生物力学
脊柱疾病和损伤与脊柱受力的异常有明确关系，而康复治疗和预防也需要对脊柱运动的生物力学有清楚的了解。
本文旨在为临床和治疗技术人员提供相关的基础知识。
1、结构特征：脊柱是人体运动的主轴。
由多个椎体、多重关节(椎间“关节”、椎小关节)、众多肌肉和韧带紧紧围绕、生理弯曲，以满足脊柱的坚固性和可动性(柔韧性)。
其活动有三维方向(前后、左右、旋转)和六个自由度(3个平动、3个转动)。
2、位置特征：颈段支撑头颅，重心处于颈部前2/3和后1/3的交界处;胸段重心偏后(胸廓前后径的后1/4)，与胸廓共同分解胸以上躯体的重量。
腰段居中，甚至前凸，以支撑体重。
3、解剖特征：(1)椎管：椎骨构成一个可褶曲的有效管腔以容纳延髓和脊髓。
(2)椎骨：由椎体、椎弓、上下关节突、棘突、横突构成。
椎体是椭圆形短扁骨，一圈致密的骨皮质包围海棉状的髓质(松质骨)，上下骨皮质中有较厚的软骨板衬垫，边缘由较厚的环形衬板构成。
椎体的骨小梁除按应力线斜行交叉外;还可看到一组从椎体上面向后延伸，至椎弓根水平时呈扇形分布于下关节突与棘突，另一组则从椎体下面向后延伸到椎弓根水平时呈扇形分布于下关节突与棘突。
椎体前缘最薄弱，易于发生压缩性骨折。
横突和棘突作为脊柱肌肉的附着点，是脊柱动态稳定性的基础之一。
(3)椎间盘：内部为髓核，外部为纤维环。
髓核为半液态，由富亲水性的葡萄糖胺酸聚糖的胶状凝胶所组成。
除了下腰椎的髓核位置偏后外，髓核均位于椎间盘的正中。
纤维环为多层致密的结缔组织彼此斜行交织而成，自边缘向心分布，致密的纤维环开始是垂直的，越接近中心越倾斜，到中心接触髓核时，几乎近水平走向，并围绕髓核成椭圆形。
椎间盘受压时，髓核承受75%的压力，其余25%的压力分布到纤维环。
髓核还同时具有稳定脊柱运动的功能，在伸展运动时，上方椎体向后移位，缩减了椎间隙后缘，髓核受挤向前方偏移。
在前屈运动时，正好相反，从而使椎体获得较强的自稳性。
椎间盘总厚度约为脊柱全长的25%。