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脊柱的功能單位就是活動階段,它由相鄰的兩節(jié)脊椎及其間軟組織構成,能顯示與整個脊柱相似的生物力學特性的最小功能單位。椎體、椎間盤和前、后縱韌帶組成活動階段的前部,相應的椎弓、推小關節(jié)、橫突、棘突和韌帶則構成其后部。在權弓相椎體之間則為椎管。
(1)活動階段的前部:椎體主要是承受壓縮載荷,隨著上部軀干重量的逐步增加,椎體變得越來越大。腰段脊杜的椎體高度和截面積均大于上方椎體,因此,可使這部分脊柱承受較大的毅椎間盤可分隔椎體,并能在環(huán)狀纖維和縱形的前后韌帶內形成張力。因此椎間盤可提供活動階段中的液壓靜力功能,在椎間起緩沖墊作用,以貯存能量和分布載荷。
(2)活動階段的后部:后部結構控制活動階段的運動。其活動方向取決于椎小關節(jié)面的方向。在腰段,椎小關節(jié)面與橫截面呈直角,與冠狀面呈45°角。這樣的排列允許作屈、伸和側屈活動,但幾乎不能作旋轉活動。腰骶關節(jié)與腰段的其他關節(jié)不同其關節(jié)面的方向和外形允許作一些旋轉活動。以前認為關節(jié)面主要是控制活動階段的運動,僅有一般的承載功能。但近年研究表關節(jié)面和椎間盤之間的載荷分配因脊柱的姿勢而不同,關節(jié)承載從0%~30%左右。脊柱在過伸位時,關節(jié)面的承載功能特別明顯,說明椎弓和椎間關節(jié)抵抗剪切力的重要性橫突和棘突是脊柱肌肉的附著部位,這些肌肉的活動引起脊柱運動,并提供脊柱的外源性穩(wěn)定。
(3)脊柱的韌帶:韌帶是使脊柱保持內源性穩(wěn)定不可缺少的結構,它們既對脊柱提供內源性支持,又將拉伸載荷一個椎體傳遞到另一個椎體,使脊柱在生理范圍內作平順的活動而阻力極脊柱運動通常是每個活動階段的聯(lián)合動作,包括沿橫軸、矢狀軸和縱軸的旋轉,限制任何部分的活動,即可增加其他部分的活動。