脊柱的解剖学培训课件

（biomechanics ）生物力学是应用力学原理 和方法对生物体中的力学问题定量研究的生物 物理学分支。
运动生物力学是用静力学、运动学和动力学的 基本原理结合解剖学、生理学研究人体运动的 学科
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脊柱的生物力学功能
保护脊髓 传导载荷 空间活动
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一般说来，椎间盘的压力载荷相当于其上方体 重的２～３倍，坐位休息时，腰椎问盘内的压 力为１～１．５ＭＰａ，站位时减少３０％， 侧卧位时减少５０％，仰卧松弛时可减少８０ ％～９０％。
受扭的特性：
在脊柱运动节段轴向受扭转的实验中发现，扭矩和转 角变形之间的关系曲线呈“S”形。其中3°-12°的扭 转部分，扭矩与转角之间存在线性关系。
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受剪的特性：
椎间盘的水平剪切强度大约为260N每平方毫 米。纤维环的破裂我由于弯曲、扭转和拉伸的 综合作用造成的。单纯的剪切暴力很少造成纤 维环破裂。
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韧带
前纵韧带 后纵韧带 黄韧带 棘上韧带 棘间韧带
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生理作用
要保证准确的生理运动及固定相邻椎体的位置 姿势
限制过度的活动以保护脊髓
在快速高载荷的创伤环境中保护脊髓
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3、关节
寰枕关节：由寰椎和枕骨构成，可使头作前屈、 后仰和侧屈运动。
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终板
终板在脊柱的正常生理活动中承受着很大的压 力。终板的断裂有三种形式：中心型，周围型， 全板断裂型。
A.中心型：多见没有蜕变的椎间盘。 B.周围型：多见于有蜕变的椎间盘。 C.全板断裂：多发生于高载荷时。
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2、椎弓
到目前为止，还没有将椎弓做离体的研究。
Rolander(1966),Weiss(1975),Lamy(1975)进 行的三种椎弓载荷方式表明，大部分断裂发生 在椎弓根。椎弓根的强度与性别及椎间盘的蜕 变与否关系不大，但会随着年龄的增长而减退。
寰枢关节：由寰椎和枢椎构成，以齿突为轴可 使寰椎连同头部作旋转运动。
关节突关节：由相邻两个椎骨的上、下关节突 组成。活动小。
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二、脊柱的生物力学
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生物力学
是研究生物体或生物材料在机械运动过程中， 力和力的作用规律及其应用的科学。
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2、椎骨的连接
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椎间盘
位置：位于相邻的两个椎骨之间 作用：椎间盘在椎体间起缓冲垫的作用，能吸
收、缓冲载荷，并使载荷均匀分布。 组成部分： ➢ 纤维环：由多层同心圆的纤维软骨组成。 ➢ 髓 核：由胶状物组成。
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皮质骨壳 松质骨核
皮质骨壳 松质骨核
＞40y
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松质骨核
在对椎体松质骨强度测试中，载荷-形变曲线 显示椎体的松质骨核可以承受很大的压缩载荷， 断裂前其形变率高达9.5%，而相应的皮质骨 的形变率还不足2%；说明椎体损伤首先发生 皮质骨断裂，而不是松质骨的显微骨折。
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椎体的主要负载部位是皮质骨壳还是松质骨核？
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多数生理情况下，椎体承受大部分载荷，这种 载荷从椎体上方的软骨终板，经过椎体外壳的 皮质骨或中部的松质骨而传递到下方软骨终板
8周时压缩椎体骨痂形成，但其抗压极限强度 还不如健椎，12周骨痂完全修复，抗压极限强 度与健椎同
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由7块颈椎、12块胸椎、 5块腰椎及骶骨、尾骨 各一块组成，通过椎间 盘和强健的韧带连接在 一起.
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脊柱的功能单位
脊柱的功能单位也 称功能单元，即一 个运动节段，包括 两个椎体及两椎体 之间的软组织。
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1、椎骨的解剖
椎体：主要松质骨组成, 承受压力的主要部分。 椎弓：呈半环状,与椎体围成椎孔。 棘突：椎弓向后方发出的突起。 横突：椎弓向两侧发出的突起。 关节突：椎弓向上、下方发出的突起。
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受压的特性：
在脊柱的运动节段压缩试验中，首先发生破坏 的是椎体而不是椎间盘 。
受拉的特性：
在不同方向的载荷作用下，椎间盘都受张应力 作用。对椎间盘的强度测试表明，椎体前后部 位的椎间盘强度比两侧的高。中间的髓核强度 最低
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受弯的特性：
弯曲和扭转暴力是椎间盘受损伤的主要原因。通过造 影证实，在脊术的屈伸活动中，髓核并不改变其形状 及位置。
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（一）、椎骨的生物力学特性
最早关于人类椎骨 生物力学的研究大约 是一百年前Messerer 对椎体强度的测试。
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1、椎体
四十岁以后随着年龄的增加强度下降。 当骨组织减少到25%时，其强度下降50%。
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为了更进一步的研究，我们又将椎体细分为皮质 骨壳、松质骨核以及终板来分析。
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椎弓不同加载方式的断裂载荷
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3、关节突
在一个完整的脊柱运动节段加载试验中，关节 突大约承担18%的载荷。
在脊柱从后伸到前屈的全过程中，关节突关节 承担的载荷从33%降到0。在极度前屈时，关 节突不承担载荷，但关节囊韧带受拉。
在扭转试验中发现，椎间盘、前后纵韧带与关 节突关节囊、韧带各承担45%的扭转载荷，余 下的10%则由椎间韧带承担。
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脊柱的生理曲度
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脊柱的载荷作用
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没有脊柱的稳定性也就没有脊柱的正常功能
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脊柱的稳定性
内源性稳定：韧带和椎间盘。 外源性支持：肌肉。
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一、脊柱的解剖学
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脊柱的解剖结构
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蠕变
椎间盘在受载荷时有蠕变现象。蠕变的特点与 椎间盘的蜕变程度有关，没有蜕变的椎间盘蠕 变很慢，经过相当长的时间也能达到最大变形。 蜕变的椎间盘则相反。这表明蜕变的椎间盘吸 收冲击的能力减退，也不能将冲击均匀地分布 到终板。
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滞后
椎间盘和脊椎属粘弹性体，有滞后性能。这是 一种保护机制。此结构在循环加载和卸载时伴 有能量损失。滞后与施加的载荷、年龄、椎间 盘所处位置及载荷的次数有关。