第三节　脊柱的运动和动力学

脊柱的运动是指脊柱的运动幅度和运动功能。而脊柱的运动是神经和肌肉协同作用的结果，不同的部位（颈、胸、腰段）有着不同的活动幅度，并由多个节段合作才能完成功能要求。

一、脊柱运动的特点

脊柱的运动非常复杂，它是在主动肌和拮抗肌的协同作用下产生的，尽管就一个活动节段而言，活动幅度并不很大，但其总和却使脊柱获得了较大的活动范围。

脊柱的运动有6个自由度，即沿以下三个方向的平移与旋转。

冠状轴（X轴）：屈曲、伸展和左、右平移。

纵轴（Y轴）：轴向压缩，轴向牵拉和顺、逆时针旋转。

矢状轴（Z轴）：左、右侧曲段前、后平移。

脊柱的屈曲和伸展运动，在颈、胸、腰段各有特点，就整体脊柱屈曲运动，在最初的50°～60°是腰椎来完成的，并且以下运动节段为主，通过骨盆的前倾还可使向前屈度更为增大。胸段的屈曲作用很小，颈段的屈曲和伸展活动，在下颈段可达100°～110°，全颈段可达120°，而在上颈段只有20°～30°，腰段活动的幅度，随年龄增加而减少。

脊柱的侧弯运动主要活动节段为颈椎和腰椎，胸椎则由于胸廓的影响，活动受到限制。

二、脊柱的运动与脊髓的适应

脊柱的伸屈运动是十分复杂的，椎管的形态和容量随脊柱的伸屈运动而改变，在椎管内被硬膜囊包绕的脊髓，亦将随之而有所适应。

脊柱从正直到屈曲时，椎管的容积和长度均增加，此时旋转瞬时轴位于椎管的前缘和后缘被增加到最长位置。反之，脊柱从正直到伸展位时，椎管的容积和长度是下降的，此时，旋转瞬时轴位于椎管的前、后缘被缩减到最短位置。

在正常生理活动范围以内，脊柱的弹性结构和脊髓的弹性能力，使脊髓在椎管内随椎管的长短变化而有所适应。

三、脊柱的动力学

脊柱的载荷主要由体重、肌肉活动、韧带产生的预载与外加载荷等因素产生。腰椎在整个脊柱中承载最大，并且是疼痛最易发生的部位，脊柱的动力学主要涉及到运动过程中作用于脊柱的载荷。

提物和携物是外界对脊柱施加载荷的最常见方式，完成这些动作时，影响脊柱载荷的因素主要有：①物体至脊柱运动中心的距离，即重物力臂的长度；②身体上部重量的力臂长度；③物体的重量。减少腰椎载荷的最有效方法就是将所要提起的物体尽量靠近身体，使物体和体重的力臂尽量缩短。

在卧位时，脊柱的负荷最小，椎间盘的负荷也最小，因为此时已不受体重的影响。生物力学研究发现体位与椎间盘尤其是下腰椎椎间盘所受负荷密切相关，假设成人直立位所受负荷为100，则仰卧自然位约为25，侧卧位约为75，坐位约为150，坐位前倾约为250；可见体位的变化对椎间盘所受负荷影响巨大（图2-3-1）。

在站立位时，脊柱因椎间盘、纵向韧带和黄韧带等连接结构，使其具有一定的弹性。矢状面生理性曲线也给脊柱带来弹性，所以，脊柱能承受较大载荷的能力。脊柱的任何活动都产生重力的位移，因此也产生力矩的变化，为了保持平衡，肌肉活动是主要抗衡力量，其中骶棘肌、髂腰肌和腹肌为主要的调节肌，骨盆的位置对脊柱的稳定性起重要作用。

在坐位时，腰椎间盘的载荷要比直立位时大，原因是坐位时，骨盆处于向后倾斜的位置，此时腰椎的前凹弧形消失，原在腹侧的重力线则更向前移，增加了力矩。若采用正直的坐位，骨盆前倾，腰椎前凹增加，力矩减少，腰椎的载荷将减少。

（曲林涛　高波　纪立杰）