從脊柱的運動及肌肉分佈特點看常見腰疾患病因
一、脊柱
脊柱外觀特點：
脊柱由全部椎骨、骶骨和尾骨以及它們之間的骨連接構成，形成頭顱的支柱、軀幹的中軸，並參與胸腔、腹腔及盆腔後壁的構成。脊柱長度可因姿勢不同而略有差異。由於站立時椎間盤受壓縮可變薄，所以長期臥床與長期站立者相比，一般可相差2~3cm。
脊柱的正面觀：
椎體由上向下逐漸加大，至骶骨底最寬闊，這是與人體直立時脊柱下部負重較上部大而相適應的。耳狀面以下，由於重力驟減，骶骨和尾骨的形態也隨之迅速變小。
脊柱的側面觀：
棘突在背部正中形成縱脊，兩側有縱行的背側溝。容納背部的肌肉。頸部棘突短接近水準位。胸部棘突向後下方傾斜呈覆瓦狀。至腰部棘突又趨於水準位。側面可見頸、胸、腰、骶4個生理彎曲，其中頸曲和腰曲向前凸，而胸曲及骶曲向後凸。脊柱的彎曲使脊柱具有良好的彈性，可緩解震盪並與人體的重心維持有關。它和其他部位配合進行各種複雜動作如飄動彩帶。形成人體多姿多彩體姿。
二、脊柱運動形式：
脊柱可進行屈、伸、側屈、旋轉和環轉運動及其它複雜組合動作。
1、屈：
屈是指脊柱繞冠狀軸(額狀軸)(左右方向)在矢狀面內向前的運動。
當脊柱向前屈曲時。胸部後凸加大，頸部和腰部的前凸減小。同時。棘突可稍微分開，比較容易在腰背部的正中體表捫及。各椎體之間以關節突為軸，使椎體和椎間盤受壓。鏈結後部結構的棘上韌帶、棘間韌帶、黃韌帶等受拉。背腰深淺肌肉受拉。
使脊柱(軀幹和頸部)前屈的肌主要有：胸鎖乳突肌、斜角肌、頸長肌、頭長肌、腹直肌、腹內斜肌、腹外斜肌、腰方肌、腰大肌等。
2、伸：
脊柱由解剖學位置向後彎曲或由前屈狀態返回解剖學位置並繼續向後彎曲的運動，均稱為伸。
脊柱向後伸展時。頸部和腰部的前凸增大而胸部後凸減小。脊柱整個後部結構的應力水準顯著提高。尤其在椎弓根部、椎弓峽部和關節突關節等處更為明顯，在近椎弓根處的椎體密質骨表現出比較明顯的應力集中，椎間盤纖維環的後外側的應力水準比前屈時升高。
使脊柱後伸的肌主要有：斜方肌、上後鋸肌、下後鋸肌、頭夾肌、頸夾肌、骶棘肌、橫突棘肌、背短肌等。
3、側屈：
脊柱繞矢狀軸(前後方向)在冠狀面(額狀面)內的運動稱為側屈，其中脊柱彎向左側的運動稱為左側屈。脊柱彎向右側的運動稱為右側屈。
脊柱的側屈運動有兩種類型：
一種是脊柱側屈時，各部的運動幅度比較一致，椎骨棘突在背部形成一平滑的曲線：
一種是運動部位主要集中在頸部和上腰部。胸部脊柱幾乎不改變形狀或只有較小的改變。脊柱側屈時，曲側壓力增大，對側剪刀增大。
使脊柱側屈的肌有：肩胛提肌、腰方肌、肋間肌、橫突間肌等。
4、旋轉：
脊柱旋轉是指繞垂直軸在水平面內的運動，也稱迴旋，又可分為左旋和右旋。骨盆固定不動、頭部和肩部向左旋轉。或頭部和肩部固定不動、骨盆向左旋轉。都稱為左旋。
與脊柱旋轉有關的肌有：胸鎖乳突肌、斜方肌上部、斜角肌、腹內斜肌、腹外斜肌、夾肌、髂肋肌、脊柱固有的迴旋肌、髂腰肌等。
5、環轉：
脊柱的下部固定不動，上端做圓周運動動。稱之為環轉。環轉運動也可在懸垂狀態下，上部脊柱較為固定時由脊柱下部完成。它是上述幾種運動連續進行的結果。
三、脊柱不同姿勢下的受力
人體姿勢不同對脊柱及其各部的受力情況有著不同的影響，在這裏主要從形態學的角度分析脊柱在不同體位時的力學特性，即身體處於某種姿勢時，脊柱的形態特性和受力情況。我們可以把每種體位看作是身體複雜運動中的各個單獨的位相或完成了動作，以能從中理解在脊柱運動過程中的力學變化。
1、站立位：
正常人在直立位時。從側身看脊柱身體上部的重心位於脊柱的前方，軀幹的重力線一般是通過第4腰椎中心的腹側，即脊柱各節段承受著恒定的前屈力矩。因此使脊柱所受到的壓力並不只是人體本身的重量，還包括為了平衡重力的背部肌肉的收縮力。人體垂直站立時，由椎體和椎間盤承受了幾乎全部的壓力，脊柱各段所受的壓力從上而下逐漸增加，但在脊柱稍向後伸展時，一部分壓力側由關節突關節承受且由於骶棘肌和髂腰肌的收縮以及髂股韌帶的緊張，使骨盆向前的傾斜程度增大，脊柱腰段的彎曲也隨之增大。
兩腿的長度或兩腳所站的高度不同。可使骨盆不完全處於水準位而稍微向一側傾斜。並同時使脊柱發生向對側的代償性彎曲。脊柱的彎曲可增加脊柱的彈性，長時間站立時兩隻腳不站在同一高度，如將一隻腳放在腳凳上。可在一定程度內減小腰椎間盤上的壓力。
此外，在人體處於站立姿勢時，也並非絕對地平衡。由於肌緊張原因各個肌群的作用和反作用的結果使身體有輕微的前後擺動。擺動幅度的大小隨著人體疲勞程度的增加而增大。
2、坐位：
人處於坐位時，脊柱除要受到垂直方向的重力作用和它的偏心力矩。還要受到由下肢傳來的與偏心力矩方面相反的集中力矩。此外，由於坐位時骨盆向後的傾斜度增加，脊柱腰曲減小或消失。使重力線向腹側移動，力矩增大，因此腰部椎間盤的負荷要比直立時為大。在坐位時如果軀幹向前彎曲，則力矩會進一步增大。如果採取向後斜靠的坐位時。則軀幹重力可分為兩部分。一部分是沿著軀幹軸的作用分量，它使脊柱受到壓縮應變，一部分是與軀幹軸垂直的作用分量，該力可由靠背(如椅背)上的反作用力平衡，由於各部分的重力方面與脊柱不共線，所以還有一部分偏心力矩作用在脊柱上。此外也有從下肢傳來的集中力矩。如果靠背的傾斜角比較大。則重力在脊柱軸向的分量以及它所產生的力矩均減小，但下肢傳來的力矩方向卻與重力的偏心力矩相一致，使脊柱的應力增大。
3、臥位
Ａ、仰臥位：
仰臥時的脊柱像一個平放著的彈性曲梁，要受到頭部和下肢傳來的彎矩和剪力，兩端的彎矩使脊柱的前面受拉而後面受壓，腰肌的作用也可產生對腰椎的負荷。如果升高頭部、下肢彎曲。則由頭部傳到頸椎、由下肢傳到髖部的軸力增加。而使脊柱所受的彎矩減小。同時由髖關節和膝關節的彎曲使腰肌放鬆減弱了對腰椎的牽拉，從而使腰部脊柱的受力得到部分改善。
在床板較硬的情況下，在腰椎以下的部分的床板不會產生支援應力，只有該部分的軀幹重量形成彎矩。此彎矩能減低兩端彎矩的作用。如果創過於鬆軟，在身體下陷後，將有床的反力作用在腰部脊柱。與端部傳來的彎矩疊加起來而造成腰部脊柱比較大的應力。因此，軟床雖然使身體表面的載荷分散，但增加了腰段脊柱的應力，故患有腰部疾患時應以硬床板最佳。
Ｂ、側臥位：
側臥位時由於重力作用使脊柱的下胸段和上腰段向下彎曲，使該部脊柱上面受壓而下面受拉，而頸段脊柱由於頭部的重力作用使頭端向下產生彎矩。頭端的彎矩使頸部脊柱的上面受拉而下面受壓。因此，使用高度適宜的枕頭可減輕或消除頸部脊柱受到的彎矩，使側臥時脊柱大致在同一水平線上。
4、其他：
當人彎腰抬重物時，脊柱實際上是一個機械效率(負荷重力與所需施加的外力之比)很小的槓桿。在這種情況下，可以把脊柱看作是固定在骨盆上的一根帶有樞軸的懸樑。骶骨相當於樞軸。此時第5腰椎及其與骶骨相連結的椎間盤(L／S)位於懸樑的根部。所以最容易受到損傷。當彎腰並維持在平衡狀態時。骶骨上所受的壓力與背部肌肉的作用力是基本相等的。此時背腰部肌肉處於受拉伸狀態。當背部呈水準狀態時。軀幹、上肢和頭部的重力(約為整個身體重量的65％)的方向與脊柱呈直角，並且其力臂很長，而背部肌肉的作用力的方向與水平線所成的夾角約為12°，即肌肉的作用線非常靠近樞軸，所以它的力臂很短。如果不考慮其他因素的影響，—個體重為60kg的人，彎腰使背部呈水準狀態時，其骶骨所受的壓力大約為180kg如果要撿起一個重20kg的物體，則骶骨所受的壓力約為250kg，如此大的力作用於肌肉和椎間盤上是有很大危險的。因此，在彎腰撿東西時，即使所撿的東西不重，也會在腰椎的椎間盤尤其是最下面的一個椎間盤上產生非常大的力。所以應儘量避免採取這種姿勢。
四、脊柱運動特點在自然情況下。
活體上兩上相鄰椎骨之間的運動幅度很小，並且不可能出現彼此單獨運動現象。因此脊柱的所有運動均是椎骨和椎間盤、關節突關節、韌帶等結構所構成的多個運動節段聯合運動漸變的結果。蛇的各類運動形式充分說明了這一點。
由於脊柱結構及功能上的原因。如
1、脊柱整體結構上的生理性彎曲。椎體彼此相鄰的上下兩面實際上並非真正的水平面也非互相平行的。
2、脊椎椎體間的椎間盤及其後方兩側的關節突關節構成的關節三聯體，使脊柱象—個底面向後的等腰三棱柱，而成人脊柱的旋轉軸卻又位於椎體中心：
3、人體直立的結果，使身體的重心位於脊柱的前面，同時脊柱背面的肌肉也比較發達等，因此在脊柱側屈時，椎體必然會伴隨著—定程度的旋轉運動。由於脊柱是軀幹的軸心，脊柱的任何運動都伴隨著身體重心的移動，所以脊柱的運動還有賴於下肢各關節及骨盆的協同作用。
五、脊柱肌肉分佈
脊柱周圍的肌肉從位置上看分別位於脊柱的背側和前外側。它們可直接或間接作用於脊柱。
1、背側組：
主要包括頸、背部的淺層及深層肌。另有作用於骨盆的臀肌和股後肌。
淺層：均起自棘突，止於肱骨上端及肋骨，以運動上肢及肋骨。在項部及背上部有斜方肌、背下部有背闊肌。其前方有肩胛提肌、菱形肌和上後鋸肌。在腰部還有下後鋸肌。
深層：深層肌主要維持脊柱的挺伸，分為長肌和短肌。長肌有夾肌和骶棘肌(夾肌包括頸夾肌等)，前者自項韌帶和上位胸椎棘突向外下斜行。止於枕骨及頸椎橫突。可使頸後伸、側屈及向對側轉頭；骶棘肌亦稱豎脊肌，起自骶骨和髂脊，向上分為多肌齒，可止於椎骨、肋骨，最長者可達枕骨。全肌可分為外側的髂肋肌、中間的最長肌及內側的棘肌。一側骶棘肌收縮，使脊柱側屈；雙側同時收縮，使：脊柱後伸、仰頭。短肌有橫突棘肌，位於骶棘肌深層，起自橫突。向內上止於棘突。自淺入深有半棘肌、多裂肌、迴旋肌及橫突肌、棘間肌等。它們可使脊柱挺伸、側旋、側屈。在枕部深層有枕下肌，包括頭上斜肌、頭下斜肌、頭後大直肌及頭後小直肌。它們可使頭迴旋和後仰。
臀部和股後部肌：如臀大、中、小肌及半腱肌、半膜肌、股二頭肌等。可維持骨盆後仰。
2、前外側組：在頸部。
淺層：胸鎖乳突肌可間接作用於脊柱。進行仰頭、屈項及向對側轉頭等運動。有頭長肌和頸長肌。參與頭的前俯和頸前屈。
深層：位於脊柱的前方和兩外側。包括前、中、後3對斜角肌。它們起自頸椎橫突止於第1和第2肋。前斜角肌可起於第3~6頸椎前結節或後結節。故而第3~6頸神經根一穿過前斜角肌起點外行。當該肌緊張時可牽拉相應的脊神經根。反之，脊神經根處病變時亦可引起前斜角肌緊張甚至痙攣。
在腹部：腹前外側群肌如腹直肌、腹外斜肌、腹內斜肌和腹橫肌，除容納保護臟器、增加腹壓外，還能使脊柱前屈、側屈和旋轉。腹後壁的腰方肌亦可側屈脊柱。
另外。起自腰椎體、橫突等的髂腰肌向外下走行，止於股骨小轉子，能使脊柱和骨盆前屈。
六、腰部疾患
1、腰部軟組織勞損
腰部軟組織勞損屬中醫學「腰痛」、「腰脊痛」範疇。常見原因是：
A、長期彎腰工作或工作姿勢不良。腰肌長時間處於牽伸狀態，形成了積累性的勞損變性。
B、急性腰肌損傷治療不及時或治療不當。損傷組織未得到充分修復而遺留慢性腰痛。
C、腰椎先天或後天畸形、腰部外傷、腰肌過度疲勞或下肢畸形等也易發生腰肌勞損。
腰部慢性勞損是以上諸原因作用下，首先引起創傷性軟組織炎性反應。到後期則因創傷性炎性反應程度不同而導致軟組織粘連、纖維化或瘢痕化。其結果可以刺激或壓迫感覺神經及營養血管而導致腰痛及放射痛。在臨床上。腰部軟組織勞損實際上包括腰肌、筋膜、韌帶、髖關節等多種複合組織的損傷。
2、腰部肌筋膜炎
肌筋膜炎又稱纖維織炎，為身體富有白色纖維組織如筋膜、肌腱、腱鞘、肌膜、韌帶、骨膜和皮下組織的一種非特異性炎症。
多因風、寒、濕所引起，亦可因損傷、感染、風濕熱或寄生蟲感染而發生，前者稱原發性，後者稱為繼發性。腰背部、骶髂部為好發部位。
3、棘上韌帶和棘間韌帶損傷
棘上、棘間和黃韌帶都是由稠密的膠原結締組織構成。是纖維關節的重要結構。它們將相鄰的骨體連接在一起。它帶有柔性、屈折性，以便於關節活動。另一方面，它有足夠的強力和牢靠性。可以耐受強大的拉力但不能伸長。因此，在急性扭傷時，韌帶易被斷裂；在持續或間斷牽拉時韌帶將鬆弛。一旦韌帶失去彈性就不易，陝復原有的力量。
A、棘上韌帶損傷：
棘上韌帶損傷是體力勞動者的常見病、多發病。損傷後若得不到及時恰當的治療，常導致慢性韌帶勞損而不能勝任繁重勞動。棘上韌帶是架在各椎骨棘突頂上的索狀纖維組織。據統計，73％止於第4腰椎，22％止於第3腰椎，僅5％止於第5腰椎。由於該解剖特點使下腰較弱，其又是最活動區。另外中年人可有75％的人有棘間韌帶變性，加之局部外傷，故韌帶極易在該處撕裂。在正常情況下。這些韌帶皆受骶棘肌保護而免受損傷。在人體充分彎腰搬移重物時，骶棘肌處於鬆弛狀態，臀部肌肉和大腿後部肌肉收縮。以腰椎為槓桿將重物提起。支點常位於腰骶部，此時因無骶棘肌保護，所以重力全落在韌帶上。當脊柱突然屈時時，極易造成棘上韌帶從個別棘突上撕脫。此尤以下腰部和腰骶部多見。
棘上和棘間韌帶由脊神經後支神經末梢分佈，是極敏感的組織，一旦損傷，可通過脊神經後支傳人中樞，雖然範圍很小，卻會造成嚴重的腰痛或伴有腿痛。
B、棘間韌帶損傷：
棘間韌帶既有助於脊椎之間的活動。但也給予其一定的限制。它處於相鄰的棘突之間，呈長方形，其腹側與黃韌帶相連，其背側與背肌的筋膜和棘上韌帶融合在一起。這3條韌帶構成一個統一體。在日常生活中，背部的屈、伸動作經常使棘突分開和擠壓、相互摩擦。從而造成棘間韌帶牽伸和擠緊。日常機械性摩擦會引起變性。棘間韌帶只能在變性的基礎上外力作用下而發生不同類型的破裂和鬆弛。韌帶內含有神經纖維。對痛覺最為敏感，故韌帶破裂或鬆弛是下腰痛的主要原因之一。
4、第三腰椎橫突綜合征
第1、2腰椎後部厚度大於前面；第4、5腰椎與之相反，而第3腰椎的椎體前後厚度相等。第3腰椎的橫突比另外4個腰椎橫突長，因此背部肌肉的牽拉槓桿力最強，尤其是橫突左右不對稱或橫突向後偏斜時。當腰椎左右側彎及扭曲活動時牽拉更甚。附著在橫突上的有腰背筋膜之深層及腰方肌。當這些肌肉單側收縮時。可使腰部向同側前方彎曲。使橫突與肌肉筋膜附著處受傷從而造成多個小肌疝。同時也可因肌肉收縮牽拉而使腰神經感覺支受牽拉而產生疼痛。此病尤以青壯年多見，大多數患者都有損傷史，這與腰部活動範圍廣、負重多有關。特別是經常彎腰或突然扭轉、動作不協調時則更易發生。
七、討論
由於不同程度外力：打擊、扭傷、負荷過重等均可使腰、背部軟組織發生不同程度損傷。如下肢伸展性腰部損傷、急性腰扭傷、腰骶椎關節及骶髂關節扭傷等。可引起腰背部筋膜、韌帶、肌肉等撕裂或斷裂，同時，由此可引起急性腰背痛、脊柱側彎，放射性或牽扯性神經痛及骶髂關節鬆弛等。
不同姿勢：對脊柱負荷大小不同，站位元、坐位椎間盤受力量大。如站立儘量前傾或前屈坐位。
平時工作姿勢不良：如歪頸找物、低頭勞動、經常彎腰工作、下肢伸直位搬動貨物(正確姿勢為屈髖、屈膝、直腰提物)、長久站立、不正確坐位工作、看書等。均使腰部結構處於力學上的不良條件。此不僅易發生扭傷，而且易發生椎間盤退行性變及筋膜韌帶勞損。
下腰椎活動多、負重大則慢性勞損退行性變發生率高，所以腰椎間盤則多為突出為多見；腰骶部是活動椎與不活動椎交界處，而又常見腰椎骶化、骶椎腰化、骶椎裂等先天疇形。當搬重物、姿勢不正或突然彎腰時易造成腰骶、骶髂關節損傷。是造成腰背痛的常見原因。第3腰椎橫突較長。肌肉牽拉槓桿作用強，易使橫突與肌肉附著處受傷，此是發生腰痛的重要因素。因此活動度最大。所以損傷多。
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