功能解剖学
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脊柱区
第一节 概 述
一、境界与分区
(一)境界
脊柱区 vertebral region 又称背区,是指脊柱及其后方和两侧的软组织所共同配布的
区域。其范围是:上界自枕外隆凸和上项线,下至尾骨尖;两侧界为上自斜方肌前缘、三角
肌后缘上份、腋后襞与胸壁交界处、腋后线、髂嵴后份、髂后上棘至尾骨尖的连线。
(二)分区
脊柱区可分为项区、胸背区、腰区和骶尾区。项区上界即脊柱区的上界,下界为第 7
颈椎棘突至两侧肩峰的连线;胸背区上界即项区下界, 下界为第 12胸椎棘突、 第 12 肋下缘、
第 11 肋前份的连线;腰区上界即胸背区下界,下界为两髂嵴后份及两髂后上棘的连线;骶尾
区为两髂后上棘与尾骨尖三点间所围成的三角区。
二、表面解剖
(一)体表标志
1.棘突 在后正中线上可摸到大部分椎骨棘突。第 7 颈椎棘突较长,常作为辨认椎骨
序数的标志;胸椎棘突斜向后下,呈叠瓦状;腰椎棘突呈水平位,第 4 腰椎棘突平两侧髂嵴
的最高点;骶椎棘突融合成骶正中嵴。
2.骶管裂孔和骶角 见盆会阴部。
3.尾骨 由 4 块退化的尾椎融合而成,位于骶骨下方,肛门后方,有肛尾韧带附着。
4.髂嵴和髂后上棘 髂嵴为髂骨翼的上缘,是计数椎骨的标志。两侧髂嵴最高点的连
线平对第 4腰椎棘突。髂后上棘是髂嵴后端的突起,两侧髂后上棘的连线平第 2 骶椎棘突。
左、右髂后上棘与第 5 腰椎棘突和尾骨尖的连线,构成一菱形区(图 14-1)。当腰椎或骶、
尾椎骨折或骨盆畸形时,菱形区会变形。菱形区上、下角连线的深部为骶正中嵴,其外侧的
隆嵴为骶外侧嵴,后者是经骶后孔作骶神经阻滞麻醉的标志。
图 14-1 背部体表标志
5.肩胛冈 为肩胛骨背面高耸的骨嵴。两侧肩胛冈内侧端的连线,平第 3 胸椎棘突。
外侧端为肩峰,是肩部的最高点。
6.肩胛骨下角 当上肢下垂时易于触及。两肩胛骨下角的连线,平对第 7 胸椎棘突。
7.第 12 肋 是背与腰的分界标志。在竖脊肌外侧可触及此肋,但应注意有时甚短,易
将第 11 肋误认为第 12 肋,以致腰部的切口过高,有损伤胸膜的可能。
8.竖脊肌 在棘突两侧可触及的纵行隆起。该肌外侧缘与第 12肋的交角,称脊肋角。
肾位于该角深部,是肾囊封闭常用的进针部位。
(二)体表投影
在枕外隆凸外侧约 2.5cm 处可寻找枕大神经和枕动脉; 在髂嵴上方距正中线 4~5cm 处可
寻找臀上皮神经。
骨纤维孔又称脊神经后支骨纤维孔。 其体表投影相当于同序数腰椎棘突外侧的下述两点
连线上:上位点在第 l 腰椎平面后正中线外侧 2.3cm,下位点在第 5 腰椎平面后正中线外侧
3.2cm。骨纤维孔有腰神经后支通过。
骨纤维管又称腰神经后内侧支骨纤维管。 其体表投影在同序数腰椎棘突下外的两点连线
上:上位点在第 l腰椎平面后正中线外侧约 2.1cm,下位点在第 5 腰椎平面后正中线外侧约
2.5cm。管内有腰神经后内侧支通过。
(三)背部常用穴位
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主要有:风池、天柱、肩井、肺俞、脾俞、肾俞、环跳、秩边等(图绪论-6)。
第二节 脊柱区肌肉及功能分析
一、脊柱区层次结构特点
脊柱区由浅入深有皮肤、浅筋膜、深筋膜、肌层、血管神经等软组织和脊柱、椎管及其
内容物等结构。在脊柱区,康复治疗手段较多,如推拿、按摩、针炙治疗等,因此,熟悉脊
柱区层次结构特点有临床实际意义。
(一)浅层结构特点
项背部皮肤厚而致密,移动性小,有较丰富的毛囊和皮脂腺;浅筋膜致密而厚实,含有
较多脂肪,并通过许多结缔组织纤维束与深筋膜相连,移动性小。项区上部的浅筋膜特别坚
韧,腰区的浅筋膜可分为两层,其间有丰富的脂肪组织。
脊柱区皮神经均来自脊神经后支, 呈段性配布(图 14-2):①项区:来自颈神经后支,
主要由枕大神经和第三枕神经分布。枕大神经 greater occipital nerve 是第 2 项神经后
支的皮支,较粗大,在上项线高度穿斜方肌及深筋膜浅出,分支分布于枕部皮肤;第三枕神
经是第 3 颈神经后支的皮支,穿斜方肌浅出,分布于项部和枕外隆凸附近的皮肤。②胸背区
和腰区:来自胸、腰神经后支的分支。背部的皮神经为胸神经后支的皮支,上半部者在靠近
正中线的两侧穿出斜方肌至皮下,几乎呈水平位向外侧走行;下半部者则距正中线 4~5cm
处穿出,分支斜向外下, 分布至胸背区和腰区的皮肤。 第 12 胸神经后支的分支可分布至臀区。
腰部的皮神经来自第 1~3 腰神经后支,它们从骶棘肌外侧缘穿胸腰筋膜浅出,除分支布于
腰部外,其外侧支组成臀上皮神经,越过髂嵴,分布分布至臀区上部。③骶尾区:来自骶、尾
神经后支的分支。自髂后上棘至尾骨尖连线上的不同高度分别穿臀大肌起始部浅出, 分布至
骶尾区的皮肤。其中第 1~3 骶神经后支的外侧支组成臀中皮神经。
臀上皮神经在髂嵴上方浅出处比较集中,此部位在竖脊肌外侧缘附近。当腰部急剧扭
转时,该神经易被拉伤,是导致腰腿痛的常见原因之一。
图 14-2 背肌和皮神经
项区的浅动脉主要来自枕动脉、颈浅动脉和肩胛背动脉等的分支。胸背区则来自肋间后
动脉、肩胛背动脉和胸背动脉等的分支。腰区来自腰动脉的分支。骶尾部来自臀上、下动脉
等的分支。各动脉均有伴行静脉。
(二)深筋膜层结构特点
项区的深筋膜分为浅、深两层,包裹斜方肌,是封套筋膜的一部分。浅层覆盖在斜方
肌表面,深层在该肌的深面,称项筋膜。胸背区和腰区的深筋膜也分浅、深两层。浅层薄弱,
位于斜方肌和背阔肌的表面;深层较厚,称胸腰筋膜 thoracolumbar fascia。骶尾区的深
筋膜较薄弱,与骶骨背面的骨膜相愈着。
图 14-3 胸腰筋膜(水平面)
1.项筋膜 位于斜方肌深面,包裹夹肌和半棘肌,内侧附于项韧带,上方附于上项线,
向下移行为胸腰筋膜后层。
2.胸腰筋膜 在胸背区较为薄弱,覆于竖脊肌表面,向上续项筋膜,内侧附于胸椎棘
突和棘上韧带,外侧附于肋角,向下至腰区增厚,并分为前、中、后三层(图 14-3)。后层
覆于竖脊肌的后面,与背阔肌和下后锯肌腱膜愈着,向下附于髂嵴,内侧附于腰椎棘突和棘
上韧带,外侧在竖脊肌外侧缘与中层愈合,形成竖脊肌鞘;中层位于竖脊肌与腰方肌之间,
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内侧附于腰椎横突尖和横突间韧带,外侧在腰方肌外侧缘与前层愈合,形成腰方肌鞘,并作
为腹横肌起始部的腱膜,向上附于第 12 肋下缘,向下附于髂嵴。中层上部张于第 12 肋与第
1 腰椎横突之间的部分增厚,形成腰肋韧带,肾手术时,切断此韧带可加大第 12 肋的活动
度,便于显露肾;前层位于腰方肌前面,称腰方肌筋膜,内侧附于腰椎横突尖,向下附于髂
腰韧带和髂嵴后份,上部增厚形成内、外侧弓状韧带。
由于项、腰部活动度大,在剧烈活动中,项筋膜和胸腰筋膜均可被扭伤,尤以腰部的
胸腰筋膜损伤更为多见,是腰腿痛的原因之一。
腰脊柱周围有许多韧带和肌肉等软组织,对维持体位、增强脊柱稳定性、平衡性和灵活
性均起着重要作用,如某些原因引起这些韧带、筋膜、肌肉、脊柱关节突间关节滑膜等软组
织发生病变时,则可发生腰痛,临床上统称软组织性腰痛(劳损性腰痛)。引起腰部软组织
疼痛的原因很多,也很复杂,临床上最常见的是以局部疾患(外伤、扭伤、劳损、退行性病
变、炎症等) 及体位姿势不良为主。另外, 远处非腰部组织的疾患也可导致腰部软组织疼痛,
如腹腔肿瘤、内脏疾患、代谢病、心血管病与急性传染病等。
二、脊柱区肌肉及功能分析
脊柱区肌肉由背肌和部分腹肌组成(图 14-2)。
(一)脊柱区肌肉的层次
脊柱区肌肉分浅层和深层肌。浅层肌由浅至深大致分为 2 层:第 1 层有背阔肌、斜方肌
和腹外斜肌后部;第 2 层有夹肌、肩胛提肌、菱形肌、上后锯肌、下后锯肌和腹内斜肌后部;
深层肌又分为 3 层:第 1 层有夹肌(头夹肌和项夹肌)、竖脊肌(髂肋肌、最长肌和棘肌)和
腹横肌后部;第 2 层有横突棘肌(半棘肌、多裂肌和回旋肌);第 3 层有枕下肌(头前直肌、
头外侧直肌、头后大直肌、头后小直肌、头下斜肌和头上斜肌)、横突间肌和棘间肌等。
1.背阔肌 latissimus dorsi 是位于胸背区下部和腰区浅层宽大的扁肌,由胸背神经
支配。起自下部胸椎、全部腰椎棘突、骶中嵴和髂嵴, 止于肱骨小结节嵴, 使肩关节后伸、
旋内和内收。其血液供应主要来自胸背动脉、肋间后动脉和腰动脉的分支。以肩胛线为界,
线的外侧主要由胸背动脉的分支供血,线的内侧则由节段性的肋间后动脉和腰动脉供血。
2.斜方肌 trapezius 是位于项区和胸背区上部的扁肌,宽大且血供丰富,由副神经
支配。血液供应主要来自颈浅动脉和肩胛背动脉,其次来自枕动脉和肋间后动脉。此肌可供
肌瓣或肌皮瓣移植。
3.竖脊肌 erector spinae 是背肌中最长、最大的肌,纵列于脊柱全部棘突两侧的沟
内。下起自骶骨背面、骶结节韧带、腰椎棘突和骼嵴后部腰背筋膜,向上分 3 群肌束沿途止
于椎骨、肋骨的横突和棘突,并达枕骨和颞骨乳突。一侧竖脊肌收缩,使脊柱向同侧屈;两
侧同时收缩,使脊柱后伸,竖直躯干。
竖脊肌深部为短肌,有明显的节段性, 连于相邻两个椎骨或数个椎骨间,加强椎骨间的
连结和脊柱运动的灵活性。 由脊神经后支支配。 在腰区, 该肌两侧有腰上三角和腰下三角 (图
14-4)。
图 14-4 腰上三角和腰下三角
4.夹肌和半棘肌 位于斜方肌深面。半棘肌在颈椎棘突的两侧,夹肌在半棘肌的后外
方。两肌上部的深面为枕下三角(图 14-5)。
图 14-5 枕下三角
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5. 上、下后锯肌 上后锯肌起自第 6~7颈椎和第 1~2 胸椎棘突,止于第 2~5 肋骨的
肋角外侧面; 下后锯肌起自第 11~12 胸椎、第 1~2腰椎棘突,止于第 9~12 肋骨外侧面。
两肌分别有上提肋骨助吸气和下降肋骨助呼气之作用。
其他肌肉见颈肌和腹肌节。
(二)脊柱区肌肉的功能分析
脊柱区肌肉数目众多, 且呈分层排列。从脊柱区肌肉的配布上看可分为 3类:一类为
背部上肢肌,起于项背部,止于上肢带骨或肱骨,参与上肢的运动,当上肢固定时,则可运
动躯干;另一类为背部肋骨肌,起于背部,止于肋骨,参与呼吸运动;第 3类为项背部固有
肌。这 3类肌肉的位置也依次由浅向深分为浅层的背部上肢肌的斜方肌 (上)和背阔肌(下)
及在项部的头颈夹肌和属于背部上肢肌的提肩胛肌和菱形肌、在背部为上后锯肌和下后锯
肌,属于背部肋骨肌;深层的为背部固有肌-竖脊肌及在项部位于环椎、枢锥和枕骨之间的
椎枕肌,为运动环枕、环枢关节的肌肉。
一般来说,构成脊柱区浅层肌群的主要为阔肌;深层肌群主要位于棘突两侧的脊柱沟内,
有夹肌和节段性较明显的短肌,能运动相邻的椎骨和加强椎骨间的连结。这些肌肉均直接作
用于脊柱引起不同的运动形式。
躯干肌功能小结 (1)屈脊柱(躯干)的肌肉主要有腹直肌、 腹内、 外斜肌和髂腰肌;(2)
伸脊柱 (躯干) 的肌肉主要有竖脊肌、斜方肌和臀大肌;(3)侧屈脊柱 (躯干)的肌肉主要有
同侧的腹直肌,腹内、外斜肌和竖脊肌;(4)回旋脊柱 (躯干)的肌肉主要有同侧的腹内斜肌
和对侧的腹外斜肌
第三节 脊柱区的三角
脊柱区各肌间形成一些相对薄弱区,为项背部的局部特区。
一、枕下三角
枕下三角 suboccipital triangle 位于枕下、 项区上部深层, 是由枕下肌围成的三角 (图
14-5)。其内上界为头后大直肌,外上界为头上斜肌,外下界为头下斜肌。三角的底为寰枕
后膜和寰椎后弓,浅面借致密结缔组织与夹肌和半棘肌相贴,枕大神经行于其间。三角内有
枕下神经和椎动脉经过。 椎动脉穿寰椎横突孔后转向内侧, 行于寰椎后弓上面的椎动脉沟内,
再穿寰枕后膜进入椎管,最后经枕骨大孔入颅。颈椎的椎体钩骨质增生、头部过分旋转或枕
下肌痉挛都可压迫椎动脉,使脑供血不足。枕下神经是第 1 颈神经的后支,在椎动脉与寰椎
后弓间穿出,行经枕下三角,支配枕下肌。
二、肩胛旁三角
在斜方肌的外下方,肩胛骨下角的内侧有一肌间隙,临床称肩胛旁三角或听诊三角。其
内上界为斜方肌的外下缘,外侧界为肩胛骨脊柱缘,下界为背阔肌上缘,三角的底为薄层脂
肪组织、 深筋膜和第 6肋间隙, 表面覆以皮肤和浅筋膜, 是背部听诊呼吸音最清楚的部位 (图
14-2)。当肩胛骨向前外移位时,该三角的范围会扩大。
三、腰上三角
腰上三角 superior lumbar triangle 位于背阔肌深面,第 12 肋的下方。三角的内侧界
为竖脊肌外侧缘,外下界为腹内斜肌后缘,上界为第 12 肋(图 14-4)。有时,由于下后锯
肌在第 12 肋的附着处与腹内斜肌后缘相距较近,则下后锯肌亦参与构成一个边,共同围成
一个不等四边形的间隙。三角的底为腹横肌起始部的腱膜,腱膜深面有 3 条与第 12 肋平行
排列的神经。 自上而下为肋下神经、 髂腹下神经和髂腹股沟神经。 腱膜的前方有肾和腰方肌。
肾手术的腹膜外人路必经此三角。当切开腱膜时,应注意保护上述 3 神经。第 12 肋前方与
胸膜腔相邻,为扩大手术野,常需切断腰肋韧带,将第 12 肋上提,此时,应注意保护胸膜,
以免损伤造成气胸。肾周围脓肿时,可在此处切开引流。
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四、腰下三角
腰下三角 inferior lumbar triangle 位于腰区下部,腰上三角的外下方(图 14-4)。
由髂嵴、腹外斜肌后缘和背阔肌前下缘围成。三角的底为腹内斜肌,表面仅覆以皮肤和浅筋
膜。
腰上、下三角均是腹后壁的薄弱区之一,腹腔器官可经此三角向后突出,形成腰疝。在
右侧,腰上三角前方与阑尾和盲肠相对应,故盲肠后位阑尾炎时,此三角区会有明显压痛。
腰区深部脓肿也可经腰下三角出现于皮下。
第四节 脊柱区深层血管和神经
一、动脉
项区主要由枕动脉、颈浅动脉,肩胛背动脉和椎动脉等供血;胸背区由肋间后动脉、胸
背动脉和肩胛背动脉等供血;腰区由腰动脉和肋下动脉等供血;骶尾区由臀上、下动脉等供
血。
1.枕动脉 occipital artery 起自颈外动脉,向后上经颞骨乳突内面进入项区,在夹
肌深面、 半棘肌外侧缘处越过枕下三角分出数支。 本干继续向上至上项线高度穿斜方肌浅出,
与枕大神经伴行分布至枕部。分支中有一较大的降支,向下分布至项区诸肌,并与椎动脉、
肩胛背动脉等分支吻合,形成动脉网。
2.肩胛背动脉 dorsal scapular artery 起自锁骨下动脉,向外侧穿过或越过臂丛,
经中斜角肌前方至肩胛提肌深面,与同名神经伴行转向内下,在菱形肌深面下行,分布至背
肌和肩带肌,并参与形成肩胛动脉网。有时肩胛背动脉与颈浅动脉共干起自甲状颈干,称颈
横动脉,颈浅动脉即颈横动脉的浅支,肩胛背动脉即其深支。
3. 椎动脉 vertebral artery 起自锁骨下动脉第一段,沿前斜角肌内侧上行,穿第 6~
1 颈椎横突孔,继而经枕下三角入颅。按其行程可分为 4 段:第一段自起始处至穿第 6 颈椎
横突孔以前;第二段穿经上 6 个颈椎横突孔;第三段经枕下三角入颅;第四段为颅内段。椎
动脉旁有丰富的交感神经丛。当颈椎骨质增生导致第二段椎动脉受压时,可引起颅内供血不
足,即所谓椎动脉型颈椎病。椎动脉周围有静脉丛,向下汇成椎静脉。
二、静脉
脊柱区的深部静脉与动脉伴行。项区的静脉汇入椎静脉、颈内静脉或锁骨下静脉。胸背
区者经肋间后静脉汇入奇静脉, 部分汇入锁骨下静脉或腋静脉。腰区者经腰静脉汇入下腔静
脉。骶尾区者经臀区的静脉汇入髂内静脉。脊柱区的深静脉可通过椎静脉丛,广泛与椎管内
外、颅内以及盆部等处的深部静脉相交通。
三、神 经
脊柱区的神经主要来自 31对脊神经后支、副神经、胸背神经和肩胛背神经。
(一)脊神经后支
1.行程 腰神经后支分出后向后行,经骨纤维孔至横突间肌内侧缘分为内侧支(后内侧
支)和外侧支(后外侧支)。后内侧支在下位椎骨上关节突根部的外侧斜向后下,经骨纤维管
至椎弓板后面转向下行,分布至背深肌和脊柱的关节突关节等。第 5 腰神经后内侧支经腰椎
下关节突的下方,向内下行;后外侧支在下位横突背面进入竖脊肌,然后在肌的不同部位穿
胸腰筋膜浅出,斜向外下行。第 1~3 腰神经的后外侧支参与组成臀上皮神经,跨越髂嵴后
部达臀区上部,有时由于外伤等因素,可引起腰腿痛。腰部横突间韧带较发达,呈膜状,内
下方有腰神经后支通过。该韧带增生肥厚时,可压迫该神经,是腰腿痛常见的椎管外病因之
一。
2.分布 脊神经后支自椎间孔处由脊神经分出后,绕上关节突外侧向后行,至相邻横
突间分为内侧支(后内侧支)和外侧支(后外侧支)。 颈神经后支分布至项区皮肤和深层肌;胸
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神经后支分布至胸背区皮肤和深层肌;腰神经后支分布至腰区、臀区的皮肤和深层肌;骶、
尾神经后支分布至骶骨背面和臀区的皮肤。脊神经后支呈明显的节段性分布,故手术中横断
背部深肌时,不会引起肌肉瘫痪。腰神经后支的损伤较为多见,是导致腰腿痛的常见原因之
一,这与该神经行程中所经过的结构有关。
3.骨纤维孔 又称脊神经后支骨纤维孔(图 14-6)。该孔位于椎间孔的后外方,开口
向后,与椎间孔的方向垂直。其上外侧界为横突间韧带的内侧缘,下界为下位椎骨横突的上
缘,内侧界为下位椎骨上关节突的外侧缘。 骨纤维孔的体表投影相当于同序数腰椎棘突外侧
的下述两点的连线上:上位点在第 1腰椎平面后正中线外侧 2.3cm,下位点在第 5 腰椎平面
后正中线外侧 3.2cm。骨纤维孔内有腰神经后支通过。
图 14-6 脊神经后支及其分支
4.骨纤维管 又称腰神经后内侧支骨纤维管(图 14-7)。该管位于腰椎乳突与副突间
的骨沟处,自外上斜向内下,由前、后、上、下四壁构成。前壁为乳突副突间沟,后壁为上
关节突副突韧带,上壁为乳突,下壁为副突。管的前、上、下壁为骨质,后壁为韧带,故称
为骨纤维管。但有时后壁韧带骨化,则形成完全的骨管。骨纤维管的体表投影在同序数腰椎
棘突下外方的两点连线上:上位点在第 1 腰椎平面后正中线外侧约 2.1cm,下位点在第 5腰
椎平面后正中线外侧约 2.5cm。骨纤维管内有腰神经后内侧支通过。
图 14-7 骨纤维孔、管和脊神经后支
腰神经后支及其分出的后内侧支和后外侧支在各自的行程中,都分别经过骨纤维孔、
骨纤维管或穿胸腰筋膜裂隙。在正常情况下,这些孔、管或裂隙有保护通过其内的血管和神
经的作用,但由于孔道细小,周围结构坚韧而缺乏弹性,且腰部活动度大, 故在病理情况下,
这些孔道会变形、变窄,压迫通过的血管和神经,而导致腰腿痛。
(二)副神经、胸背神经和肩胛背神经
1.副神经 accessory nerve 自胸锁乳突肌后缘中、上 1/3 交点处斜向外下,经枕三
角至斜方肌前缘中、下 1/3 交点处(或斜方肌前缘附着锁骨处以上 2 横指)深面进入该肌,
分支支配胸锁乳突肌和斜方肌。
2.胸背神经 thoracodorsal nerve 起自臂丛后束,与同名动脉伴行,沿肩胛骨外侧
缘下行,支配背阔肌。
3.肩胛背神经 dorsal scapular nerve 起自臂丛锁骨上部,穿中斜角肌斜向外下至
肩胛提肌深面,再沿肩胛骨内侧缘下行,与肩胛背动脉伴行,支配肩胛提肌和菱形肌。
第五节 椎管及其内容物
一、椎 管
椎管vertebral canal是由游离椎骨的椎孔和骶骨的骶管与椎骨之间的骨连结共同连成
的骨纤维性管道,上通过枕骨大孔与颅腔相通,下达骶管裂孔而终。其内容物有脊髓、脊髓
被膜、脊神经根、血管及结缔组织等。
(一)椎管壁的构成
椎管是一骨纤维性管道,其前壁由椎体后面、椎间盘后缘和后纵韧带构成;后壁为椎弓
板、黄韧带和关节突关节;两侧壁为椎弓根和椎间孔。椎管骶段由融合的骶椎椎孔连成,所
以是骨性管道。构成椎管壁的任何结构发生病变,如椎骨骨质增生、椎间盘突出以及黄韧带
肥厚等因素,均可使椎管腔变形或变狭窄,压迫其内容物而引起一系列症状。
1.寰枢关节 atlantoaxial joint 包括寰枢外侧关节和寰枢正中关节。前者由寰椎
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下关节面与枢椎上关节面组成, 关节囊和周围韧带松弛,在一定限度内允许有较大范围的运
动;后者位于齿突前后,前方者由齿突与前弓的关节面组成,后方者为齿突与寰椎横韧带间
的滑膜囊。寰椎横韧带张于寰椎侧块的内侧面,将寰椎的椎孔分为前、后两部。前部容纳齿
突,后部容纳脊髓及其被膜。寰椎横韧带中部向上、向下各发出一纵行纤维束,分别附着于
枕骨大孔的前缘和枢椎体的后面, 纵横纤维共同构成寰椎十字韧带, 有限制齿突后移的作用。
一旦寰椎十字韧带损伤,齿突向后移位,压迫脊髓,有致命的危险(图 14-8)。
图 14-8 寰椎十字韧带(后面观)
2. 钩椎关节 第 3~7颈椎的椎体上面侧缘有明显向上的嵴样突起,称椎体钩 uncus of
vertebral body;下面侧缘的相应部位有呈斜坡样的唇缘,二者共同参与组成钩椎关节(图
14-9)。钩椎关节又称 Luschka 关节,椎体钩可限制上一椎体向两侧移位,增加颈椎椎体间
的稳定性,并防止椎间盘向外后方脱出。在正常情况下,位于下颈段的第 5~7 颈椎的椎体
钩受力最大。椎体钩外侧为椎动、静脉及其周围的交感神经丛,后方有颈脊髓,后外侧部参
与构成颈椎间孔的前壁。故椎体钩发生不同方向的骨质增生可分别压迫上述结构,引起椎动
脉型、脊髓型、神经根型和混合型等颈椎病的不同表现。
颈椎病是一种常见病,其根源大家公认是颈椎间盘发生退行变性后,椎体间松动,椎体
缘产生骨赘(骨刺或骨嵴),或椎间盘破裂脱出等压迫神经根、脊髓或椎动脉而引起的各种
症状。一般认为椎间盘是人体最早最易随年龄而发生退行改变的组织,与劳损和外伤有重大
关系。根据颈椎病的不同类型可选用非手术治疗或手术治疗。
椎动脉行程长而曲折, 颈椎的锥体钩骨质增生、头部过分旋转或枕下肌痉挛都可压迫椎
动脉引起脑供血不足。
图 14-9 颈部钩椎关节
相邻颈椎椎弓根的上、下切迹围成颈椎间孔,是骨纤维性管道。其前内侧壁为椎体钩、
椎间盘和椎体的下部,后外侧壁为颈部椎间关节突关节。
颈椎的椎体钩、横突和关节突构成一复合体,有颈脊神经和椎动脉等在此通过。复合体
的任何组成结构的病变均可压迫颈脊神经和血管。
颈椎横突根部有横突孔,孔内有椎动、静脉和交感神经丛(图 14-10)。横突末端分为
横突前、后结节,结节间有颈脊神经前支通过。第 6颈椎前结节前方有颈总动脉。前结节是
肋骨的遗迹,有时第 7 颈椎前结节长而肥大,形成颈肋,可伸达斜角肌间隙或第 1肋上面,
压迫臂丛、锁骨下动脉和锁骨下静脉,产生严重的临床症状。
图 14-10 颈椎间孔及脊神经分支
3.关节突关节 zygapophyseal joints 由相邻上、下关节突的关节面组成,也称椎间
关节,为平面关节,只能作轻微滑动。其关节囊松紧不一,颈部松弛易于脱位,胸部较紧张,
腰部又紧又厚。前方有黄韧带,后方有棘间韧带加强。关节突关节参与构成椎管和椎间孔的
后壁,前方与脊髓和脊神经相邻,关节突关节的退变可压迫脊髓或脊神经根。关节突关节由
脊神经后支分支支配,神经受压或被牵拉损伤,也可引起腰背痛。
关节突关节在维持脊柱稳定性和运动方面起重要作用, 椎管手术时应尽量保存或植骨融
合。
4.后纵韧带 posterior longitudinal ligament 位于椎体和椎间盘后方正中线,上
自枢椎、下至骶骨、窄细而坚韧,与椎体上、下缘和椎间盘纤维环连结紧密,而在椎体后面
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的中部附着较松,它跨过椎骨的后面,骨表面凹陷使血管结构得以进出。该韧带有防止椎间
盘向后突出和限制脊柱过度前屈的作用。
由于此韧带窄细,椎间盘纤维环的后外侧部又相对较为薄弱,故后外侧是椎间盘突出
的好发部位。有时后纵韧带可骨化肥厚,向后压迫脊髓。
5.椎间盘 随年龄的增长,椎间盘易发生退行性变,过度负重或剧烈运动可导致纤维
环破裂,髓核脱出,称椎间盘突出症,以第 4~5 腰椎间者多见。由于椎间盘前方有宽的前
纵韧带,后方中部有窄的后纵韧带加强,后外侧薄弱并对向椎间孔,因此髓核常向后外侧脱
出,压迫脊神经。颈椎间盘的后外方有椎体钩加固,胸段脊柱活动幅度小,故颈、胸段的椎
间盘突出症较腰段少见。
腰椎间盘突出症是骨科的常见病和多发病,是腰腿痛最常见的原因。一般认为腰椎间盘
突出症是在椎间盘退变的基础上发生的, 而外伤则常为其发病的重要原因。 变性的髓核组织
由纤维环薄弱处或破裂处突出, 纤维环损伤本身可引起腰痛,而突出物压迫神经根或马尾神
经,引起放射性痛,故有腰痛和放射性下肢痛,以及神经功能损害的症状和体征。
6.黄韧带 ligamenta flava 又称弓间韧带,是连于相邻两椎弓板之间的节段性、主
要由弹性纤维组成的弹性结缔组织。黄韧带向前外侧延伸至关节突关节内侧,加固关节囊,
其外侧参与围成椎管的后壁和神经根管的后外侧壁。 黄韧带厚度和宽度在脊柱的不同部位有
所差异:颈段薄而宽,胸段窄而稍厚,腰段最厚。腰穿或硬膜外麻醉,需穿经此韧带才达椎
管。随年龄增长,黄韧带可出现退变,增生肥厚,以腰段为多见,常可导致腰椎椎管狭窄,
压迫马尾和腰脊神经根,引起腰腿痛。
黄韧带正常厚度 2~4mm,腰骶部稍厚 3~5mm。在水平断面上,黄韧带位于椎板内侧,呈
“V”形,在 CT 扫描图像上,CT 值与肌肉相似,在 MRI 图像上,其信号强度与周围脂肪的
信号易于区别。
(二)椎管腔横断面形态
1.椎管腔的形态 在横断面观,各段椎管的形态和大小不完全相同。颈段上部近枕骨
大孔处近似圆形,往下逐渐演变为三角形,矢径短,横径长;胸段大致呈椭圆形:腰段上、
中部由椭圆形逐渐演变为三角形; 腰段下部椎管的外侧部逐渐出现侧隐窝, 使椎管呈三叶形;
骶段呈扁三角形。
2.侧隐窝 是椎管两侧的延伸部,其内有从硬膜囊穿出的神经根通过,并向外进入椎
间孔。腰椎有无侧隐窝及侧隐窝的深浅,与椎管的形态有关。腰 1椎孔以椭圆形为主,基本
无侧隐窝;腰 2、3 椎孔以三角形为主,大部有不明显的侧隐窝;腰 4、5 椎孔以三叶草形为
主,大部有明显的侧隐窝。由于腰脊神经根走行于侧隐窝内,故腰椎间盘突出、关节突关节
退变和椎体后缘骨质增生等引起侧隐窝狭窄的因素,均可压迫腰脊神经,造成腰腿痛。
椎管以第 4~6 胸椎最为狭小,颈段以第 7 颈椎、腰段以第 4 腰椎较小。
腰椎管狭窄症 腰椎管因骨性或纤维性增生、移位导致一个或多个平面管腔狭窄,压迫
马尾或神经根而产生临床症状者为椎管狭窄症。按狭窄发生部位可分为中央椎管狭窄、侧隐
窝狭窄、神经根管狭窄及混合性狭窄四类,其临床表现和治疗方法不尽相同。引起椎管狭窄
的因素是多方面的,最主要的有椎体后缘骨质增生,后纵韧带肥厚、骨化,椎间盘后突,关
节突肥大增生,椎弓根缩短或内聚,黄韧带和椎板增厚。
二、脊膜腔
椎管内容有脊髓及其被膜等结构。脊髓上端平枕骨大孔连于脑,下端终于第 1 腰椎下缘
(小儿平第 3 腰椎),向下以终丝附于尾骨背面。脊髓表面被覆三层被膜,由外向内为硬脊
膜、脊髓蛛网膜和软脊膜(图 14-11)。各层膜间及硬脊膜与椎管骨膜间均存在腔隙,由外
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向内依次有硬膜外隙、硬膜下隙和蛛网膜下隙。
图 14-11 脊髓被膜和脊膜腔
三、脊神经根
(一)行程和分段
脊神经根丝离开脊髓后,即横行或斜行于蛛网膜下隙,汇成脊神经前根和后根,穿蛛网
膜囊和硬脊膜囊,行于硬膜外隙中。脊神经根在硬脊膜囊以内的一段,为蛛网膜下隙段;穿
出硬脊膜囊的一段,为硬膜外段。
(二)与脊髓被膜的关系
脊神经根离开脊髓时被覆以软脊膜,当穿脊髓蛛网膜和硬脊膜时,带出此二膜,形成蛛
网膜鞘和硬脊膜鞘。此三层被膜向外达椎间孔处,逐渐与脊神经外膜、神经束膜和神经内膜
相延续。蛛网膜下隙可在神经根周围向外侧延伸,至脊神经节近端附近,一般即逐步封闭消
失。有时可继续沿神经根延伸,如果此时进行脊柱旁注射,药液就可能由此进入蛛网膜下隙
的脑脊液内。
(三)与椎间孔和椎间盘的关系
脊神经根的硬膜外段较短,借硬脊膜鞘紧密连于椎间孔周围,以固定硬脊膜囊和保护鞘
内的神经根不受牵拉。此段在椎间孔处最易受压。椎间孔的上、下壁为椎弓根上、下切迹,
前壁为椎间盘和椎体, 后壁为关节突关节和黄韧带。 颈部的椎间孔呈水平位, 较长, 约 1. 2cm;
下腰部的脊神经根需先在椎管的侧隐窝内斜向下方走行一段距离后, 才紧贴椎间孔的上半出
孔(图 14-12)。所以,临床上有时将包括椎间孔在内的脊神经根的通道称为椎间管或神经
根管。椎间盘向后外侧突出、黄韧带肥厚和椎体边缘及关节突骨质增生是压迫脊神经根的最
常见原因,临床手术减压主要针对这些因素。
腰椎管因骨性或纤维性增生、移位导致一个或多个平面管腔狭窄, 压迫马尾或神经根而
产生临床症状者为椎管狭窄症。 引起椎管狭窄的因素是多方面的, 最主要的有椎体后缘骨质
增生,后纵韧带肥厚、骨化,椎间盘后突,关节突肥大增生,椎弓根缩短或内聚,黄韧带和
椎板增厚。其临床表现和治疗方法不尽相同。
图 14-12 腰椎管侧隐窝狭窄压迫神经根
椎间盘突出时,为了减轻受压脊神经根的刺激,患者常常处于强迫的脊柱侧凸体位。此
时,脊柱侧凸的方向,取决于椎间盘突出的部位与受压脊神经根的关系。当椎间盘突出从内
侧压迫脊神经根时,脊柱将弯向患侧;如果椎间盘突出从外侧压迫脊神经根时,脊柱将可能
弯向健侧。有时,椎间盘突出患者会出现左右交替性脊柱侧凸现象,其原因可能是突出椎间
盘组织的顶点正巧压迫脊神经根。无论脊柱侧凸弯向何方后,均可缓解突出椎间盘对脊神经
根的压迫。
四、脊髓及其血管和窦椎神经
(一)脊髓 见神经系统。
(二) 动脉
有两个来源, 即起自椎动脉的脊髓前、后动脉和起自节段性动脉(如肋间后动脉等)的根
动脉(图 14-13)。
图 14-13 脊髓的血管
1.脊髓前动脉 anterior spinal artery 起自椎动脉颅内段,向内下行一小段距离即
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合为一干,沿脊髓前正中裂下行至脊髓下端,沿途发出分支营养脊髓灰质(后角后部除外)
和侧、前索的深部。行程中常有狭窄甚至中断,其供应范围主要是颈 1~4 节,颈 5 以下则
由节段性动脉加强和营养。脊髓前动脉在脊髓下端变细,于脊髓圆锥高度向侧方发出圆锥吻
合动脉,向后与脊髓后动脉吻合。 圆锥吻合动脉在脊髓动脉造影时是确定脊髓圆锥平面的标
志之一。
2.脊髓后动脉 posterior spinal artery 起自椎动脉颅内段,斜向后内下,沿脊髓
后外侧沟下行,有时在下行中两动脉合为一干走行一段,沿途发出分支,互相吻合成网,营
养脊髓后角的后部和后索。
3.根动脉 radicular artery 起自节段性动脉的脊支。颈段主要来自椎动脉和颈升动
脉等,胸段来自肋间后动脉和肋下动脉,腰段来自腰动脉,骶、尾段来自骶外侧动脉。根动
脉随脊神经穿椎间孔入椎管,分为前、后根动脉和脊膜支。
前根动脉沿脊神经前根至脊髓,发出分支与脊髓前动脉吻合,并分出升、降支与相邻的
前根动脉相连。前根动脉主要供应下颈节以下脊髓的腹侧 2/3 区域,其数量不等,少于后
根动脉,较多出现在下颈节、上胸节、下胸节和上腰节,其中有两支较粗大,称大前根动脉,
也称 Adamkiewicz 动脉。一支出现在颈 5~8 和胸 1~6 节,称颈膨大动脉,供应颈 1~胸 6
节的脊髓;另一支出现在胸 8~12 和腰 1 节,以胸 11 节为多见,称腰骶膨大动脉,主要营
养胸 7 节以下的脊髓。 在暴露肾动脉以上的降主动脉或行肋间后动脉起始部的手术时,应注
意保护这些血管,以免影响脊髓的血供。在行主动脉造影时,如造影剂进入腰骶膨大动脉,
可能阻断该部脊髓的血液循环,有导致截瘫的可能。
后根动脉沿脊神经后根至脊髓,与脊髓后动脉吻合,分支营养脊髓侧索的后部。在脊髓
表面有连接脊髓前、后动脉,前、后根动脉和两条脊髓后动脉的环状动脉血管,称动脉冠,
可发出分支营养脊髓的周边部。营养脊髓的动脉吻合,在胸 4 和腰 l 节常较缺乏,故此 2
段脊髓为乏血区,易发生血液循环障碍。
(三)静脉
脊髓表面有 6 条纵行静脉,行于前正中裂、后正中沟和前、后外侧沟内。纵行静脉之间
有许多交通支互相吻合,并穿硬脊膜与椎内静脉丛相交通。
(四)窦椎神经
硬脊膜的神经来自脊神经的脊膜支,也称窦椎神经或 Luschka 神经。窦椎神经自脊神经
干发出后,与来自椎旁交感干的交感神经纤维一起,经椎间孔返回椎管内,分布至硬脊膜、
脊神经根的外膜、后纵韧带,椎管内动、静脉表面和椎骨骨膜等结构。窦椎神经含有丰富的
感觉纤维和交感神经纤维。
第六节 脊柱的生物力学
脊柱构成人体的一个杆状支柱,不仅承载体重、保护脊髓和胸、腹腔内脏,还参与组成
胸廓和骨盆,而且还经常作各种类型的运动。脊柱在 3 个轴向做各种复杂的联合运动,需要
椎骨本身的几何形状,周围肌和韧带的共同协调,维持相对稳定。从生物力学角度看,脊柱
只用很少的材料,合理的配置,发挥最大的力学效益。
一、运动节段
脊柱的功能单元是运动节段(功能节段),分前、后两部,前部包括相邻的椎体及其间
的椎间盘;后部为椎间关节。
(一)前部运动节段
1.椎体 是椎骨受力的主体,各部椎体形状及大小不等,其横断面由上向下逐渐增大,
显然与负荷逐渐增加有关。体重既产生垂直方向的压应力,也产生水平方向的拉应力,因此
椎体内部就产生了纵横两种呈 90°交叉排列的骨小梁。压应力最大的部位,骨小梁呈垂直
方向走行,厚度大,能传递重力;拉应力最大的部位,骨小梁呈水平方向走行,能有效防止
功能解剖学
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因负荷而发生的变形。
2.椎间盘 为一密闭弹簧垫,相邻各层纤维相互交叉编织,髓核好似被纤维环密闭的
气囊,其内产生的液体静压力, 能均匀分布至椎体及整个脊柱。椎间盘退变后,椎间隙变窄,
这个节段与相邻节段的活动变少,活动只能在椎间关节进行,结果是椎体间出现不稳定,可
发生生滑脱。椎间盘失去功能时,其相邻运动节段必然要承担更大的弯应力和形变,而产生
应力集中,造成损伤。由于各椎间盘的截面由上向下逐渐增加,所以,椎间盘的承载能力由
上向下也逐渐增加,椎间盘一直处于由重力、肌张力及肌运动共同产生的压力之下。
椎间盘的强度 (弹性模数) 比椎体骨质小 100 倍, 当应力低于破坏骨质所需要的应力时,
椎间盘发生的压应变比椎体大 100 倍,几乎所有实际压缩位移都发生在椎间盘上,只有椎间
盘的形变达到最大应变,骨质才开始破坏。一个运动节段承受低负荷或中负荷时,椎间盘因
不如骨质硬,首先变形;在承受高负荷时,椎体骨质强度则比椎间盘低。在轴向负荷下,如
纤维环的弹性模数限度已超过而纤维环仍保持完整,软骨板首先受到损害,发生裂缝,其次
是椎体,可发生断裂或塌陷,而髓核及纤维环最后才受到损害。
(二)后部运动节段
脊柱运动节段的后部即椎间关节(关节突关节),不同部位椎骨关节突关节面的方向有
很大差异,决定了椎间关节的活动度。颈椎呈水平位,可作屈伸、侧屈和旋转运动;胸椎冠
状位,可作旋转、侧屈,少量屈伸;腰椎矢状位,可作屈伸、侧屈,几乎不能旋转。根据脊
柱结构特点和杠杆原理, 脊柱病变多发于活动度较大的节段与比较固定节段的交界处, C2~3、
C5~6、T11~L1 及 L4~S1 处。各种引起脊柱过度屈伸、侧屈和旋转的暴力可造成脊柱不同部位
和不同程度的损伤。
二、脊柱曲度的生物力学
脊柱的曲度受姿势的影响,并随年龄、体质、劳动和疾病等条件而改变。儿童站立时,
腰椎前凸增加,习惯性姿势不良可产生特发性脊柱侧凸。身体肥胖者,腹部前凸,腹壁肌因
重力影响张力减弱,此时腰背伸肌收缩增强,导致腰椎前凸增大,同时椎间关节相互挤压,
负荷增大,进而破坏腰椎间盘与椎间关节间的平衡。脊柱各曲度顶点,由于椎体彼此移动及
旋转应力较大,磨损较多,老年人易在此处形成椎体边缘骨唇。强直性脊柱炎及老年性骨质
疏松均可产生驼背,胸段脊柱后凸加大。
三、脊柱周围肌和韧带的生物力学
(一)脊柱周围的肌
脊柱周围肌很多,启动和控制脊柱运动,增强脊柱稳定性及承受作用于躯干的外力。脊
柱肌可分为直接作用于脊柱的肌和间接作用于脊柱的肌。脊柱肌运动形式有 2 种:一种肌收
缩时肌缩短,要做“功”,称等张收缩,可使脊柱屈伸,或将重物提起;另一种收缩时,肌
长度不变,只产生张力,不做功,称等长收缩,维持直立姿势或持物,以对抗重力。直接作
用于脊柱的肌中,最重要的是竖脊肌。
脊柱前后的屈伸肌及两侧的侧屈肌平时均维持一定的平衡,当腹直肌收缩使脊柱屈曲
时,竖脊肌同时有一定程度收缩,二者紧密配合,非常协调。脊柱深层短肌主要为协调及稳
定各椎骨间的运动,以利整个脊柱自下而上顺序作链状运动。
(二)脊柱周围的韧带
椎骨间由许多长短不等的韧带相互连接,作为肌的后备,维持肌肉静力位置,补充肌力
不足,并控制与防止不同方向的过度运动,调整重心,加强稳定。韧带本体感觉的神经传到
中枢神经,能反射性引起肌肉收缩,保持稳定,避免脊柱损伤。
四、腰骶部的生物力学
腰骶部位于腰椎前凸与骶骨后凸的连接处,下部有骨盆固定,恰好在脊柱的活动部位与
不活动部位之间,负荷最大。L5~S1椎间关节向前倾斜,屈伸范围较大,又可作少量侧屈和
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旋转。腰骶部虽有坚强的胸腰筋膜、髂腰韧带及腰骶韧带维持稳定,但下部腰椎的棘上韧带
很弱,甚至缺如。身体直立时,重力所产生的脱位分力有使其向前滑脱的趋势。
(初国良 曲怀刚)