脊柱的解剖
一、脊柱的局部解剖
(一)脊柱
脊柱是人体躯干的中轴,起着支持头颅和构成支持胸、腹、盆腔脏器的骨干,同时也是上、下肢的支持者,并有负重、运动、缓震和平衡身体的作用。人体的正常脊柱是由26个椎骨、23个椎间盘,31对脊神经和很多方向不一、活动范围各异的小关节及许多坚强的韧带所组成。
除第1、2颈椎和骶、尾椎外,其余椎骨的形态结构基本相似,由1个椎体、2个椎弓根、2个椎板、2个横突、2对关节突和1个棘突组成。此外,椎体的前、后部和棘突上分别有纵贯脊柱全长的韧带把每个脊柱骨牢固的连结在一起。从前面观,椎体由上而下逐渐增大,以适应生理机能的需要;但在骶骨底部,由于体重沿骨盆传至下肢,故骶部自上而下逐渐变大。侧面观,成人脊柱有四个生理性自然弯曲,即颈、胸、腰、骶曲。生理弯曲的出现,增强了脊柱的弹性和支持能力。脊柱各部椎骨关节面的方向和椎间盘的大小、厚度与该段脊柱运动方向及活动范围有关。正常脊柱可前屈90°、侧屈30°、旋转30°。脊柱运动的基础是椎间盘和后关节。这些结构的任何部分受损,均可导致临床症状与体征。
(二)椎骨间的连接
1.椎体间的连接 除第2颈椎以上(1、2颈椎之间)而第1骶椎以下起无椎间盘外(指正常成人),其余每2个椎体之间夹有一层和椎体紧密结合状和椎体一致的纤维软骨垫即椎间盘。成人的椎间盘比其所连结的椎体稍大,其厚度约等于所连接椎体厚度的三分之一左右。椎间盘是一个无血管的组织,由纤维环、髓核和软骨板组成,与椎体和前、后纵韧带紧密相连,在脊柱起着弹性垫的作用。椎间盘是由纤维环、髓核与软骨板三部分构成,前方与侧方的纤维环最厚且最坚韧,且和坚强的前纵韧带紧密附着。后方的纤维外最薄,与后纵韧带疏松相连。椎间盘突出即纤维环破裂髓核突出,由于以上解剖结构的原因,大多数病变均为纤维环后部破裂,髓核向后突出压迫周围组织和神经根,引发临床症状。
2.关节突间的连接 椎间关节,又称后关节、关节突间关节、脊柱骨突关节。由相邻两椎体的上、下关节突关节面相对应构成的关节,周围包以薄而紧的关节囊、属于微动关节。主要功能是稳定脊柱,阻止脊柱的滑脱和防止脊柱过伸。椎间关节关节面排列的方式在脊柱各段均不相同,颈椎近水平位,胸椎近冠状(前、后)位,腰椎近矢状(左、右)位。关节面排列方向决定了脊柱的活动方向和活动范围。
3.椎弓间的连接 弓间韧带(又称黄韧带),两个椎弓之间除椎间孔和正中线上的狭窄裂隙外,全部被弓间韧带封闭。横突间的连接-横突间韧带。棘突间的连接-棘间韧带。
4.脊柱的长韧带-棘上韧带、前纵韧带、后纵韧带。①棘上韧带—连接在各椎骨棘突上,保持躯干直立和限制脊柱过度前屈;②前纵韧带—附着在各脊椎椎体、椎间盘的前面和侧面,是一坚固宽阔的膜状韧带;③后纵韧带—附着于各椎体及椎间盘的后部,构成椎管的前壁。
(三)椎间孔
椎间孔是由相邻两个椎弓根的上、下切迹构成上下壁,椎体、椎间盘构成前壁,后关节及其突起构成后壁,由脊神经通过,故又称脊神经管。
(四)颈腰、骶部脊神经分布
第一颈脊神经是在寰椎后弓上方穿出,以下各颈脊神经都是在相应颈椎椎弓上方穿出,但第八颈脊神经是在第一胸椎的椎弓上方穿出。椎间盘的数序多以相应颈椎的下方为标准,或以两椎骨的数目。但受累的神经根的数字在此椎间盘的数字多一个,或取标有两椎骨数目的下位数字。
在颈部,脊神经的神经根较短,其走行近于水平方向,故对脊髓的固定作用较大。在颈部,椎间孔的前壁由椎体的一部分,椎间盘的一部分和钩椎关节组成,后壁由上关节突和下关节突组成。脊神经出椎间孔后,有交感神经的节后纤维参与,立即分为三支,一小支为脊膜支,两大支为前支和后支。第一颈脊神经和第二颈脊神经分别由枕骨寰椎间和寰枢椎间走出,与下位脊神经不同,不是由椎间孔穿出,而是由狭窄的骨骼间隙穿出。第一颈脊神经的前根较大,其后根很小成缺损。第二颈脊神经,为混合神经;其后支较前支为粗大,是颈脊神经中后支最大者。脊神经的分布,按照脊髓节段,呈节段性分布。皮肤的神经支配,虽是按节段分布,但每一皮节的带状区有相邻的上位皮节的神经纤维和下位皮节的神经纤维参加,形成相互重叠掩盖现象。
腰骶部的脊神经,从椎间孔发出后即分成前、后两支。前支与相邻诸神经的前滞联合形成腰、骶神经丛,主要构成股神经和坐骨神经,而分布于下肢;后支转向背侧,又分成内侧支和外侧支,穿过1到2或更多椎骨,分布于腰臀部的骨、关节、韧带、肌肉和皮肤。此外神经根从椎间孔出来不久,在脊神经节的远侧分出脑膜返支,穿过椎间孔和返回椎管,分布于后纵韧带、硬脊膜和椎管骨膜、硬膜处血管等部位。
(五)颈腰部肌肉及颈腰背筋膜
颈是头与躯干之间的部分;在解剖上,将颈部划分为前后两部分。在斜方肌前缘后方的部分为后部,称为项部;在斜方肌前缘前方的部分为前部,即普通所谓的颈部。在颈后部的肌肉,称为项部诸肌;在颈前部的肌肉,称为颈部诸肌。颈部肌肉的发生来源比较复杂:起源于腮弓的肌肉有下颌舌骨肌、二腹肌、茎突舌骨肌、颈阔肌,斜方肌和胸锁乳突肌;由躯干肌节腹侧部向上延伸的肌肉有肩胛舌骨肌,胸骨舌骨肌,胸骨甲状肌和甲状舌骨肌;起源于颈部肌节腹侧部的肌肉有斜角肌和椎前肌;颈后部深层的肌肉是颈部肌节的固有肌。
腰部的功能活动有5组肌肉参加,每个方向的活动都有2组肌肉参与,即协同肌的收缩与拮抗肌的松弛来完成。腰部肌肉的功能:前屈-腹直肌、髂腰肌;后伸-骶棘肌;侧屈-骶棘肌、腰大肌和腰方肌;旋转-横突棘肌(又称多裂肌)。
腰背筋膜位于背部居于浅、深肌之间,较薄,到腰部致密增厚,分深、浅两层,分别包被于骶棘肌的前、后面,形成骶棘肌之间附着于横突;浅层通过骶棘肌的背面附着于棘突;向外深、浅两层在骶棘肌外缘汇合,成为腹内斜肌和腹横肌的起始腱膜;向上附着于十二肋下缘;向下附着于髂嵴。
二、脊柱的运动
脊柱的运动是指脊柱的运动幅度和运动功能。脊柱的运动是神经和肌肉协同作用的结果。通过肌肉的发达,脊柱起动,从而达到运动的目的。与运动肌相对抗的是拮抗肌,它给起动肌以约束或控制,并因而达到协同目的。
脊柱的不同部位(颈段、胸段、腰段)有着不同的活动幅度,它还因椎间关节的关节突而有不同的活动定向。连个脊椎之间的活动是很小的,几乎没有独立行动,而常常要由几个节段联合起来行动,才能达到功能要求。躯干的胸廓结构和骨盆,对脊椎活动功能的发挥方面没有什么作用,反而限制了胸椎和腰椎的活动。只是在当骨盆倾斜到一定角度后,才增加脊椎的活动幅度。
(一)脊柱的运动的特点
脊柱各节段的活动幅度很不一致。上胸段运动节段的屈曲为40°,中段为6°,下段为12°;而腰段运动节段的屈曲活动,自上而下逐步增加度数,旋转胸段,越向下越小,至腰段只有3°,到腰骶段增至5°。脊柱的屈曲、伸展运动特点还包括在伸展运动的同时出现旋转运动。
(二)胸椎X线解剖
正位:胸椎椎体呈四方形,椎体上下面平坦,椎间隙宽度均匀,椎弓根投影于椎体阴影内两侧,呈环形致密影。棘突呈叠瓦状投影于中线上,呈水滴状致密影。椎弓根与棘突问斜方形稍致密影为椎板,两侧椎板上缘共同形成一凹面向上的弧形阴影,上关节突在此弧形两侧外上缘于椎弓根上方形成致密影。下关节突在椎板下方椎体下角处形成突出的致密影。椎体两侧水平伸出的圆钝状阴影为横突。上8个椎体两侧与两对肋骨构成关节,下4个椎体两侧仅与一对肋骨构成关节;上10个胸椎的每一个横突均与肋骨构成关节,分别称为肋椎关节与肋横突关节。
侧位:胸椎顺列稍后突,椎体呈长方形,第12胸椎略呈楔形,椎体后缘略凹。椎体附件除横突外均可显示。(https://www.daowen.com)
(三)腰椎X线解剖
正位:腰椎椎体呈长方形,椎弓根投影于椎体阴影内两侧,呈纵向卵圆形环状致密影。椎板上缘于椎弓根上方形成的致密突起阴影为上关节突,椎板向外下方形成的致密突起阴影为下关节突。相邻椎体的上、下关节突形成椎间关节,由于椎间关节面呈矢状位,所以关节间隙表现为垂直透亮影。由椎体两侧向外水平伸出的圆钝状致密影为横突,棘突呈水滴状致密阴影。
侧位:腰椎顺列稍前突。椎体呈四方形。第5腰椎与骶骨间隙稍窄,第4椎间隙略宽,其余各椎间隙大小相等。椎间孔大而清晰,椎弓根向上方突起的致密阴影为下关节突,横突呈轴位投影于上下关节突问的椎板阴影中,椎板后方向后下延伸的斜方形略致密阴影为棘突。
(四)骶、尾椎X线解剖
骶椎共5个,从18~25岁,自下而上逐渐骨性融合形成骶骨。骶骨呈倒置的三角形,由中间部分及两侧翼部组成。中间部分可见纵行致密阴影为椎骶棘突愈合后形成的骶中嵴,两侧翼部可见4条成对横行致密线影及4对透亮的骶孔影。翼部的耳状关节面与髂骨构成骶髂关节。骶骨下端连接尾骨,18岁后尾骨由4个尾椎组成,各尾椎间由软骨连接,约40岁后才消失,除第l尾椎由椎体、尾骨角及外侧突组成外,余尾椎仅留椎体部分。
四、脊柱区断层解剖
(一)横断面解剖
寰枢关节层面:可见寰椎呈环状,分为前弓、后弓和两侧的侧块。前弓的后方有枢椎的齿状突。齿状突呈圆柱形,其前缘稍平,与前弓后面的关节面构成寰枢正中关节;齿状突后方为寰椎横韧带;两侧为翼状韧带。侧块上下方的关节面分别与枕骨和枢椎相关节,侧块外侧方的骨结构为横突。第1颈椎的横突较其他颈椎的横突长且粗,内有横突孔,孔内有椎动脉、椎静脉等通过。
颈5椎弓层面:可显示颈5完整的椎管。椎管由前方的椎体、侧方的椎弓根和后方的椎板围成,呈尖端向后的三角形。关节块由上关节突和下关节突构成,连接椎弓根与椎板。两侧椎板在中线处呈钝角相连接。从连接处可见颈5棘突斜向后下方,呈分叉状。椎体与关节块的外侧为横突,其根部有横突孔,内有椎动、静脉通过。
颈5椎间孔上部层面:显示颈5至颈6椎间孔的上部。椎体形态及硬脊膜囊、硬膜外腔及脊髓的形态与上一层相同。骨|生椎管不完整,前方为椎体,侧后方为椎板。椎板的前端与第5颈椎下关节突相连,关节突关节与椎体后外缘之间的间隙为椎间孔的上部。脊神经根经椎间孔向前外方行走。
胸8椎体层面:可显示第8胸椎完整的椎管。椎体呈心形,其前缘凸出与纵隔相邻,后缘呈凹陷状,椎体横径与前后径相似。椎体内见“Y”形的椎基静脉影。椎弓根自椎体上部垂直向后伸出,与椎板相连。椎板短而宽,向内后方斜行,于中线处汇合,汇合向后伸出第8胸椎棘突。横突自关节块向后外方伸出,与第9肋骨并行,横突末端的前外侧面有肋凹,与肋骨的肋结节形成肋横突关节。胸椎椎管近似圆形,胸髓断面呈圆形,位于蛛网膜下腔正中稍偏前。脊髓两侧可见脊神经的前根和后根。硬膜囊前方有椎内静脉丛。
腰1椎体层面:该层面通过腰1椎体的中部及椎弓根。椎管呈完整的环状骨结构。椎体外形较大,前缘圆隆,后缘平滑微凹,椎体内见Y形椎基静脉影。椎体侧后方与椎弓根相连,在椎弓根与椎板相连处见横突伸向外方,两椎板汇合处见棘突伸向后方。
腰椎4~5椎间孔上部层面:该层面显示第4、5腰椎椎间孔的上部。椎管呈不完全的环状结构。椎体呈椭圆形,后缘平滑微凹。椎体后外侧与第4腰椎下关节突之间为椎间孔,内见腰4脊神经的后根神经节,神经节的内侧为硬膜外静脉。第4腰椎下关节突前方有黄韧带附着,后方与椎板相延续。两侧椎板在中线汇合处后方见棘突。硬膜囊前缘平直,囊内见散在点状的马尾神经根位于终丝周围。硬膜外脂肪在椎间孔处和硬膜囊前、后方最为丰富。椎体前方见下腔静脉和髂总动脉,两侧有粗大的腰大肌。
腰4~5椎间盘层面:椎间盘的形态与相邻椎体一致,后缘微凹。椎问盘侧后方为椎间孔,孔内见硬膜外静脉和脂肪,孔的外侧见第4腰神经斜向前外侧行走。椎间孔后方可见腰4~5椎间关节,关节面呈浅弧形,从前内斜向后外方。关节前部为腰5上关节突,后为腰4下关节突。下关节突与椎板相延续,椎板前方见条状的黄韧带附着。
(二)矢状面解剖
重点介绍正中矢状面,在此层面上可见脊柱的4个生理弯曲,颈曲和腰曲凸向前,胸曲和骶曲凸向后。椎体呈矩形,在椎体后缘中部有条状凹陷,为正常椎基静脉所在。第1颈椎前弓和后弓的断面均呈圆形,前弓的后方为枢椎齿状突。从枢椎至骶骨,相邻椎体问夹有椎间盘的断面。椎体前后覆有前纵、后纵韧带。椎体的后方为椎管,各段椎管的大小不尽相同。脊髓上端与延髓相连,下端为脊髓圆锥,终止于第1腰椎的下缘。脊髓颈膨大位于颈5~胸1脊髓节段,腰膨大位于腰2~骶3脊髓节段。蛛网膜下腔环绕在脊髓周围。
(三)冠状面解剖
重点介绍以下二层面:
1.椎体正中冠状面:胸、腰椎椎体呈矩形,左右径大于上下径。椎体由上而下逐渐增大,椎体上、下缘及左、右缘稍凹陷。在椎体左右缘的凹陷内,胸椎体两侧有肋间动脉的断面,腰椎两侧有腰动脉的断面。两相邻椎体之间为椎问盘,椎间盘中央为髓核,外围为纤维环。
2.脊髓中央冠状面:显示脊髓位于椎管中央,两侧方的蛛网膜下腔等宽,横径约10mm。于胸9~胸11椎体平面,脊髓增粗,其横径达l2mm左右,此处为腰膨大。腰膨大向下脊髓变细为脊髓圆锥,其周围见马尾神经根。硬脊膜外侧为横突断面。胸椎横突断面的外侧可见圆形的肋骨断面。
五、脊柱的生理功能
脊柱为人体的中轴骨骼,是身体的支柱,有负重、减震、保护和运动等功能。
(一)支持和保护功能
人体直立时,重心在上部通过齿突,至骨盆则位于第2骶椎前左方约7cm处,相当于髋关节额状轴平面的后方,膝、踝关节的前方。脊柱上端承托头颅,胸部与肋骨结成胸廓。上肢借助肱骨、锁骨和胸骨以及肌肉与脊柱相连,下肢借骨盆与脊柱相连。上下肢的各种活动,均通过脊柱调节,保持身体平衡。脊柱的四个生理弯曲,使脊柱如同一个弹簧,能增加缓冲震荡的能力,加强姿势的稳定性,椎间盘也可吸收震荡,在剧烈运动或跳跃时,可防止颅骨、大脑受损伤,脊柱与肋、胸骨和髋骨分别组成胸廓和骨盆,对保护胸腔和盆腔脏器起到重要作用。另外,脊柱具有很大的运动功能。
(二)运动功能
脊柱除支持和保护功能外,有灵活的运动功能。虽然在相邻两椎骨间运动范围很小,但多数椎骨间的运动累计在一起,就可进行较大幅度的运动,其运动方式包括屈伸、侧屈、旋转和环转等项。脊柱各段的运动度不同,这与椎间盘的厚度、椎间关节的方向等制约因素有关。骶部完全不动,胸部运动很少,颈部和腰部则比较灵活。人在立正姿势时,通过身体所引的垂直重力线经过颈椎体的后方,在第7颈椎和第1胸椎处通过椎体,经胸椎之前下降,再于胸腰结合部越过椎体,经腰椎后方并穿过第4腰椎至骶骨岬再经骶骨前方、骶髂关节而传至下肢。脊柱的弯曲,特别是颈曲与腰曲,随重力的变化而改变其曲度。