脊柱為人體的中軸支柱,是軀干的活動中心和力的傳遞樞紐,能夠承受擠壓、牽拉、彎曲、旋轉(zhuǎn)應力。作為人體的垂直中軸,脊柱必須協(xié)調(diào)兩個呈對立關系的力學要求,即剛性和可塑性之間的力學協(xié)調(diào)。盡管脊柱由不穩(wěn)定的椎體疊加而成,但其特殊的解剖結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)這一力學要求。我們時常習慣于把脊柱運動方向按照前屈、后伸、旋轉(zhuǎn)單一的方向評估與測量,殊不知脊椎各部分關節(jié)的旋轉(zhuǎn)以及各區(qū)域部分之間互相調(diào)動是多么的復雜以及難以預測。今天給大家分享一下Fryette費式定律,同時也會在生物力學的視角下解釋這一定律。
法則 1
當脊椎處在中立位時,如果側(cè)向彎曲到一邊,
脊椎同時會水平向相反的一側(cè)旋轉(zhuǎn)。
通過一個簡單的力學模型,便可容易地演示椎間盤的壓縮作用,用楔形的軟木和軟橡膠分別代表椎體和椎間盤。將它們粘在一起,在椎體前方中央,畫一條線以表示處于休息體位下的椎體對稱性。將模型向側(cè)方彎曲,由穿過整個椎體的中心線所展示的不同節(jié)段椎體的移位,你將觀察到椎體向?qū)?cè)旋轉(zhuǎn)情況。側(cè)屈運動增大了位于屈曲側(cè)椎間盤的內(nèi)壓。當椎間盤變成楔形形狀時,其間被壓縮部分具有往相對呈開放側(cè)的方向,即凸側(cè)移動的趨勢,這就引起了脊柱的旋轉(zhuǎn)。
這種情況下極度的功能障礙類似脊柱側(cè)彎的現(xiàn)象
法則 2
當脊椎被彎曲或者延長時(不處于中立位),
如果側(cè)向彎曲到一邊,脊椎同時會水平向相同的一側(cè)旋轉(zhuǎn)。
脊椎若是處于軀體功能障礙狀態(tài),如果只有一個椎骨跑偏并且在彎曲或者拉伸的情況下會惡化時,法則2闡述的現(xiàn)象就會發(fā)生。處于這種功能障礙狀態(tài),脊椎會同時像一個方向旋轉(zhuǎn)或彎曲。
以上兩個法則只適用于胸椎和腰椎,很多的資料也都“精確”的避開頸椎,不過,各位看官有福氣了,下面介紹頸椎的耦合運動
寰枕關節(jié):
在向一側(cè)彎曲時,枕骨向?qū)?cè)旋轉(zhuǎn)
(于枕骨是否處于中立位無關)
枕骨在寰椎上的旋轉(zhuǎn),枕骨髁在寰椎上向左旋轉(zhuǎn)時,可觀察到右側(cè)枕骨髁在寰椎右側(cè)塊上向前滑動(紅箭頭1)。但與此同時,翼狀韌帶纏繞于齒突之上,并張緊,把右側(cè)枕骨髁牽向左側(cè)(白箭頭2)。因此,寰枕關節(jié)枕關節(jié)的向左旋轉(zhuǎn)(藍箭頭)同時伴有枕骨的向右側(cè)屈(紅箭)和向左2~3mm的橫向移位。結(jié)果是,寰枕關節(jié)沒有單純的旋轉(zhuǎn),而是旋轉(zhuǎn)和橫向移位以及屈曲相聯(lián)合。
寰樞關節(jié):
在向一側(cè)彎曲時,寰椎能向任意側(cè)旋轉(zhuǎn)
(于是否處于中立位無關)
寰椎和樞椎通過3個在力學上互相聯(lián)系的關節(jié)連接在一起,一個車軸關節(jié),即寰樞正中關節(jié),其中齒突作為旋轉(zhuǎn)軸。它的長軸前后走行,在前后方向上沿著由Xx代表的曲線呈凸起樣,而在橫向上較平直。因此,樞椎上關節(jié)面可以看作是z軸向外并略向下的圓柱形表面的一部分,其方向是向上并略向外。其表面切割后形成樞椎上關節(jié)面的圓柱形(此處以透明體顯示)構(gòu)成了懸于橫突末端之上的樞椎兩側(cè)方部。寰椎在樞椎上旋轉(zhuǎn)時以螺旋運動的方式垂直降低2~3mm,此螺旋的各匝間排列緊密。另外,寰樞關節(jié)有兩個方向相反的螺旋運動,分別與左、右旋轉(zhuǎn)運動相適應。
C2—C6:側(cè)彎和旋轉(zhuǎn)耦合到同一側(cè)
(于是否處于中立位無關)
頸椎的運動除了發(fā)生在關節(jié)突關節(jié)和椎間盤外,還發(fā)生于另外兩個小的關節(jié)突,即鉤椎關節(jié)。實際上鉤椎關節(jié)的運動很復雜復雜,單純的側(cè)屈是不會發(fā)生的,而總是伴有旋轉(zhuǎn)和后伸。下頸椎的側(cè)屈和旋轉(zhuǎn)由關節(jié)突的關節(jié)面方向控制,所以,在此聯(lián)合運動中,由于上位脊椎向后移動,鉤椎關節(jié)的關節(jié)間隙不僅在上方或下方張開,而且其前方也張開。此方向可以防止任何的單獨旋轉(zhuǎn)和側(cè)屈運動。C7:具有和胸椎類似的小關節(jié),于胸椎一樣。
END
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