一、脊　　柱

1．脊柱曲度与生物力学的关系　脊柱从正面观是一条直线，但从侧面看，却有4个曲度，即颈椎向前凸，胸椎向后凸，腰椎向前凸，骶椎向后凸，故脊柱似一个弧形柱，由于脊柱曲度的存在，扩大了躯干中心基底的面积，使人体直力姿势的稳定性加强，尤其是腰椎生理性前凸，对负重及维持腰部稳定甚为重要，根据机械力学原理，弧形柱的抵抗力（阻力）为弧数的平方加1，即弧形柱的曲度数目越多，抵抗力就越大，稳定性就越高。所以有曲度的脊柱要比没有曲度的直性脊柱稳定。

2．椎体骨小梁的应力分布及其临床意义　椎体的周边由致密皮质构成，包围着松质骨。在椎体的额状切面上，可见到椎体周边增厚的皮质，而椎体内松质骨的骨小梁分别按垂直力线和水平力线方向排列。前者连接于椎体的上、下面，后者连接到椎体的旁侧或外侧（图6-1a）。在椎体矢状切面上，可见骨小梁有两种走行方向，一是从椎体上面向上关节突和棘突的方向斜行（图6-1b），另一种是从椎体的下面向下关节突和棘突行走（图6-1c），因此骨小梁在椎体的后部和棘突部有“交叉编织”，使该部的抗压能力加强。由于松质骨骨小梁由椎体的上、下面向后斜行，故在椎体前区有一骨质薄弱区。所以当人体脊柱受到垂直压力时，可导致椎体前部的压缩性骨折（图6-1d）。

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图6-1　椎体与上关节突、下关节突间的骨小梁，呈现“交错编织”

3．椎体厚度、椎间盘厚度与生物力学的关系　由于脊柱从上至下的载荷力逐渐增大，颈椎只承载头颅的重量，而胸椎除承托头颈重量外，还载负着胸腔内器官的重量，腰椎则负重更大，要支持整个上肢和躯干的重量，故椎体、椎间盘的厚度与横断面积也逐渐增加。如腰椎节段的椎体与椎间盘的厚度要比颈、胸椎大，除此以外，椎间盘的厚度还与活动度有关，活动度越大的节段，其椎间盘的厚度也相应增厚，如颈椎是脊柱活动度最大的节段，颈椎间盘的厚度是其椎体厚度的40%，而胸椎的活动度相对较小，故胸椎间盘的厚度只为其椎体的20%，而腰椎的活动度比颈椎小，但比胸椎活动度要大，故腰椎间盘的厚度为其椎体厚度的33%。