第九章脊柱韧带的变形

摘要机体受到异常载荷，如损伤和不正确姿势的影响时，可导致人体正常组织结构的领拐，由此造成机体的疼痛和功能障碍，因而脊柱的异常载荷与奋柱局部病变的病理学改变密切相关。因此脊柱的生物力学知识在脊柱病变的诊疗中显得尤为重要。近年来，有关推管、推间盘以及脊徒的生物力学研究日益增多，但是有关脊柱初带变形的生物力学研究甚少。临床上脊柱推拿疗法常利用一些按压体表的刺激手法，使机体的机械压力感受器兴奋，来治疗脊柱疾患，从而达到治疗的目的。因此，有关按压和牵引的生物力学研究引起脊柱推拿专业者的兴趣。脊柱韧带变形的研究内容逐新被世人所关注，因为脊柱推拿专业希望能了解并证明脊柱病变的确切病因和脊柱推拿手法的作用机制，进而对春柱病变采取正确的眷柱推拿手法。

几乎所有的医学院校的解剖学教材都将韧带组织描述成非常简单的组织结构。然而，事实上韧带的组织结构极其复杂，以此完成韧带的复杂生理功能。可以将韧带组织分为两大类：0 运动系统中的骨连结韧带；② 内脏器官的支持韧带。通常，韧带的命名是根据以下特点之一决定的：韧带在骨骼处的附着点、形态、功能、所连结的关节、连结关节的表面特征，或是相互结构间的关系来命名。大部分骨连接韧带呈条索状、片状或囊状结构。显微镜下观察显示，韧带是由单个纤维构成，纤维间相互平行延续，大量的纤维在一起聚合成为更大的纤维束。这些纤维束由众多的胶原和呈长细扁平状的成纤维细胞或纤维细胞紧密排列所构成。组织切片显示韧带为规则的、由波浪状细胞和基质所构成组织结构，组织学将其称之为“皱褶”的矩形结构（图9 一1 ）。这种呈皱褶状的组织结构在韧带拉伸和收缩时充当减压器的作用，与韧带的机械力学功能关系密切。然而，当皱褶被拉伸超过其生理限度时，将发生不可逆性损伤，此时，韧带的力学结构受到破坏。
骨连接韧带中大约2 乃的重量是水，剩下重量中的3 / 4 是胶原，其中90 ％以上的胶原组织为n 型胶原，nI 型胶原只占很小的比例。这些胶原纤维和纤维束被横向的链状胶原和弹性蛋白束缚在一起。尽管胶原的性质很稳定，但也会逐渐发生退变，可被其它组织所取代。除了弹性蛋白外，大约05 ％的韧带干重部分是葡糖胺聚糖（以前称为粘多糖）。葡糖胺聚糖可以与水分子结合，以维持韧带的粘弹特征（图9 一2 ）。
本章，我们将介绍和讨论脊柱韧带的解剖形态学及其生物力学特性。根据以往的文献报告．脊柱韧带主要有两个基本功能：① 机械力学作用；② 疼痛发生中的刺激神经作用。尽管脊柱韧带与脊柱的退行性变、脊柱不稳及脊背疼痛有关，但目前对其所知甚少。脊柱韧带的机械特征与体位姿势的变化有关。

第一节韧带总的力学特征

在讨论有关脊柱韧带的机械力学特征时，需要掌握和理解以下力学概念：应力、应变、弹性、粘性、可塑性、变形、刚度、疲劳、加压和松弛、迟滞现象等等。在第二章，已经介绍过变形、应力和应变的定义。简要地说，变形可以看作是大小和形状上发生的变化。应力则是表示作用在单位面积上的内在作用力；而应变是用来测量物体的变形，即物体在长度百分比上的变化或平面几何角度上的改变。虽然不同的韧带因其组成和附着点各不相同而具有各自不同的生物学特点，但在研究中通常使用的分析方法包括应力一应变曲线或者是载荷变形曲线（图9 一3 ）。从体外实验研究得知，图9 一3 表明韧带的变化具有非线性特点。这幅应力一应变曲线图的起始段开口向上，表明随着应变的增加，曲线的坡度也增大，而后曲线渐成直线。最后如图所示在韧带的力学结构破坏后，其应力一应变曲线的开口向下。韧带断裂或撕裂表明韧带已经损伤。韧带的基本生物学特性是它的粘弹性，而其粘弹性又取决于损伤时间和病史，韧带的这一生物学特性已可用数学模型来表达。所有韧带的机械力学特性均由以下3 点所决定：① 胶原纤维和弹性纤维的各种机械力学特性；② 胶原纤维与弹性纤维在韧带中的相对比例；③ 纤一208 一

维的走行。例如，在韧带变形达到6 ％一8 ％的时候．其胶原纤维的力学结构可发生破坏。而弹性纤维则可耐受最高达到200 ％的拉伸变形。但弹性纤维能耐受的应力仅为胶原纤维所能耐受应力的20 ％。同样，韧带的大小、形状以及载荷速度等都可影响到韧带的强度，这可以用在达到韧带力学结构损伤时的应力总和来表达。而韧带的弹性能力随年龄增加而减弱。

韧带的应力一应变线图或载荷一变形量曲线图（应力二载荷量J 作用部位的截面积）呈S 宇形。Frank 等将韧带的大体结构和微细结构变化与韧带的应力一应变的S 形应变曲线中的不同部分联系起来进行研究。在图9 一3 中的A 点到B 点之间，当韧带被逐渐拉伸时，越来越多的韧带纤维受到牵拉，而变得紧张。韧带中的纤维皱摺也被慢慢地拉伸变直，而以前较直的韧带纤维，此时在拉伸力的作用下，变的更直。由于韧带纤维皱摺变直的先后顺序不同，因而可出现韧带的应力一应变曲线的“S ' ’形起始段开口向上。随着更多的韧带纤维被拉伸紧张，韧带内应力逐渐增加到韧带纤维的满载荷量，也就是说，此时的韧带应力一应变（载荷变形）曲线成为直线形。这是图9 一3 中所示的点B 与点C 之间的一段直线。当显微镜下观察到韧带纤维开始撕裂时〔 此时，韧带纤维的力学结构受到破坏）, " S ' ，曲线升至最高点D 点。而后，当韧带纤维的力学结构受到完全破坏时，“应力一应变曲线的平均斜度与韧带材料的强度有关，其曲线的峰值所表示的是材料应力的指数。”韧带撕裂的部位随韧带的不同（如结构特点等）以及载荷量的差异而有所不同。
韧带于骨骼附着点处的组织结构较韧带本身要更加复杂和异源。骨骼韧带不是简单地通过Sha 柳y ’。纤维附着在骨骼之上。Sh 翻叮枪y ' s 纤维也叫夏皮纤维，是一种来自骨膜而包埋人骨膜板的纤维，亦称骨纤维、穿通性纤维。Sha 畔y ' s 纤维的带孔纤维只是整个韧带附着体的一小部分。大部分的骨骼韧带是逐渐穿过多层纤维软骨和钙化的纤维软骨后抵达并附着到骨骼组织当中的。韧带这种有组织的附着方式可防止因应力集中所造成的韧带纤维附着处软组织界面或骨界面被撕裂现象的发生。由于韧带纤维容易被撕裂拉断，将应力分散于较大面积上，可避免应力的集中，因而可有效地降低韧带损伤的发生率。有些附着纤维直接连接到骨膜上。应变率表达可阐明在快速载荷作用时，韧带中部纤维较其两端纤维容易被撕裂的原因。韧带在高载荷作用下会变得更加坚硬和有力。
当韧带在张力作用下达到一定长度时会出现应力松弛状态，一定时间后，韧带内的应力较作用初期明显地降低。同样，如果韧带被循环（反复）载荷至某一长度时，其最大应力值会明显地减少。
韧带引导着脊柱关节面的正常运动，使关节在其运动极限范围内活动，可防止关节的非生理性脱位。然而，韧带还有着其它的生理功能。韧带在活体内起到固定和稳定关节的作用，使关节面保持一定的压力并具有维持关节本体感受器的反馈作用。韧带的这些功能在关节的发育和生长过程中起着非常重要的作用，如对关节软骨的保护作用、控制关节液的分泌和中枢神经系统所需的关节位置的信息反馈等。由于脊柱韧带具有这些重要的生物力学性质和特殊解剖学特征，使得脊柱能够完成复杂的运动生理功能。

第二节脊柱韧带的解剖学

一、概述
在探讨脊柱颈、胸、腰各段韧带的特点之前，先要了解脊柱的一个重要概念，即脊柱的功能单位。脊柱的功能单位是由两个相邻的稚体、稚间盘和连接韧带所构成。通常1 个脊柱功能单位有7 条韧带附着：① 前纵韧带；② 后纵韧带；③ 黄韧带；④ 小关节囊韧带；⑤ 横突间韧带；⑥ 棘上韧带；⑦ 棘间韧带（图9 一4 ）。图9 一4 是一般解剖学教科书所描述的这些脊柱韧带的附着情况，但书中很少比较脊柱各段韧带间的差异。
自一般情况下，前纵韧带起自枕骨底部的寰枕

田9 一4 单个许柱功能单位中的韧带结构1 个脊柱功能单位是由相邻两个脊栓及其中间的推间盘和韧带所构成。一般认为人体脊柱韧带有左右的横突间韧带（ITL ）、小关节囊切带（FC ）和黄韧带（FL ）。所以在一个典型的脊住功能单位中，总共有10 条韧带结构：前纵韧带（A 毛L ｝、后纵韧带（PLL ）、左侧横突间韧带( ITIJ 、右侧横突间韧带（ITR ）、左侧黄韧带（LFI · ）、右侧黄韧带（1 · FR ）、左侧小关节囊韧带（R 二L ）、右侧小关节囊韧带（FCR ）、棘间韧带（IsL ｝和就上韧带（SSL ）。除个别研究人员外，绝大多数的研究人员在研究时都将这些韧带从附着点处切除

膜（bas1OCciput ）止于第1 或第2 髓骨体的前方，为全身最长的韧带，很坚韧。前纵韧带与椎间盘前缘连接紧密，在椎体前方的凹陷处相对厚一些，与椎体呈疏松相连。前纵韧带在颈椎处较厚，向下止于第1 能椎，其横断面逐渐减小。后纵韧带在颈椎处最宽，向下逐渐缩小。它在腰部很窄且呈扇形附着于腰椎间盘的后缘，整个韧带起于枕骨大孔止于孤骨，位于椎管内。在枢椎和枕骨之间，称为覆膜＜? b ? tectoria ）。后纵韧带的深层向外延伸与深部组织紧密结合，而在后纵韧带中央存在一个潜在性的菱形筋膜裂隙区。当椎间盘向后外侧突出或膨出时，椎间盘可向两侧的潜在性的菱形筋膜裂隙区突出或膨出，造成椎间盘突出症的病理解剖学基础。
黄韧带起于椎弓上缘的前面，止于上位椎弓的下缘。黄韧带向外与脊柱小关节囊韧带汇合，向后与棘间韧带汇合，在寰椎和枕骨之间的黄韧带又敏称为寰枕后膜。
双侧的横突间韧带连接上位脊椎横突的下部和下位横突的上部。胸段的横突间韧带最宽和最

厚，在腰段变窄，而在颈段常常缺如。- 210 一

棘间韧带附着于上位棘突的下缘和下位棘突的上缘。棘上韧带连结于整条脊柱的各棘突的尖部。人体的棘上韧带在颈段的中线处与项韧带汇合。
双侧的脊柱小关节囊韧带在椎弓根的后外侧包绕着小关节突的后部。
总的来说，由于以前对脊柱韧带的解剖学描述过于地简单，因而有可能误导读者。本章节对人体的脊柱韧带进行了细致地描述，并介绍在以往解剖学教科书中被忽略的细节。由于脊柱各段的结构和功能不尽相同，因此各段脊柱韧带的生物学特性有别于身体其它部位的韧带。二、上颈段脊柱韧带
从胚胎学可知，齿状突是由寰椎的椎体发育而成的。上部颈椎滑动关节的独特解剖学结构要求相应的韧带也要具有与之相配的组织结构。齿突尖韧带和翼状韧带由同一类细胞衍生而来，这类细胞通常发育成椎间盘的髓核和终板。寰椎十字韧带是由横向和纵向韧带和寰枢椎的附着韧带组成，形状象一个倒置的箭头。十字韧带位于后纵韧带（覆膜）的前方，附着于寰椎、枢椎及枕骨（图9 一5 ）。
对翼状韧带和十字韧带的寰枕横韧带组织学研究分析显示，这些韧带是主要是由胶原纤维组成。其组成纤维的方向与韧带的方向平行。在其边缘部还发现了少量的弹性纤维。然而，在横韧带胶原纤维的中间部分，其纤维经常是以30 度角相互交叉走行。但横韧带腹侧面近齿状突的部分是由纤维软骨组成。组织切片显示这些韧带的骨骼附着部有4 个不同的组织带。1970 年COO 拌，对此进行过较为深人的研究，并对此进行了描述。

图，一5 上颐段的特殊韧带图，一6 斑枢椎轴心部韧带的垂直观在本图中，后纵韧带（PLL ）已被切除，以暴绍上颈段的图中显示了与齿状突关系密切的韧带。两条具状韧带，特殊韧带。上面的十字韧带已被切除以便显示两侧的前方的两条翼状韧带附着在炭椎，而侧方的两条翼状韧X 状韧带和齿状突到枕骨的尖韧带。韧带的横向部分带附着在枕骨部。横韧带位于冀状韧带的下方或十字韧带限制了衰推在枢椎向前的平移运动二翼状
韧带限制安枕联合体在枢推上向对侧旋转这4 个带是：① 胶原纤维移行带；② 纤维软骨带；③ 纤维软骨钙化带（这在骨板上可见）；④ 骨化带。韧带力学结构的破坏常常发生在移行带，多数发生在钙化和非钙化的纤维软骨之间。只观察到极少数的病变是在韧带的骨性附着处被拉断或被撕裂。
有2 乃人群，其翼状韧带是由4 条韧带组成。其中两条韧带起于齿突尖止于枕骨的底部，另两条起于齿突尖止于寰椎侧块的内侧；而在10 ％的人群中，可以观察到1 条前裹一齿韧带；另10 ％的可有1 条横枕韧带，有研究描述了这些韧带特征及其走行。Ludw 馆和Ca 爬也发现翼状韧带前面的组织绘构（图9 一6 、9 一7 、9 一8 、9 一9 ）。
倒dillger 等也进行了翼状韧带和横韧带的组织学研究，得出的结论是：这些韧带的胶原纤维方向是相互平行的，起始部的交叉角为加度，纤维被拉伸的长度不超过其总长度的3 侃。211

. ．一O 〔 Ng

圈9 一7 又状韧带的走行方向侧方典状韧带是从下至上，即从齿状突到枕骨部的侧向走行。从齿状突至安椎前方的两条月状韧带相互交叉呈150 ’的角度

圈，一名侧方班状韧带的变异双侧侧方冀状韧带的变异主要有：( A ）从下至上的走行；〔 B ）水平走行江C ）齿状突相对枕骨大孔的岛度．从上至下的走行

圈，一，枕搜韧带
偶尔冀状韧带可伴有l 条领外的枕横韧带，枕横韧带位于左右的枕碟之间。通常，它松散地附着于齿状突的尖部

横韧带的平均长度为25 ? ，而在屈曲时，寰椎到齿状突有3 ～的位移。公mrak 等认为：横韧带可限制头和颈推的屈曲，因此，诊断横韧带撕裂可以通过测量屈曲位X 线片上的裹齿间隙来确定。头部旋转和屈曲时，翼状韧带承受最大应力，例如冀状韧带在挥鞭伤中可能被损伤。当头颈向对侧过度旋转时，同侧的翼状韧带可发生断裂。如果在侧曲位X 线片上观察到寰椎的位移增大，则表明翼状韧带损伤或断裂。而一般认为横韧带比翼状韧带更坚韧。Pintar 等发现除横韧带外，十字韧带比其它的颈推韧带都要坚韧，而颈椎的黄韧带则是最薄弱的。
Y 馆anandan 等对不同载荷量下

的颈椎诸韧带进行了研究。发现韧带的张力载荷随着载荷量的衰减、刚度和对能量的吸收能力的增大而增加。然而，对有关前纵韧带和黄韧带长度的二项研究表明：这两条韧带力学结构的损坏与载荷量完全相同。他们认为绝大多数有关骨骼和软组织生物力学性质的研究都是在负载荷状态下完成的，这无法模拟创伤或工伤时骨骼韧带的确切损伤过程。另外一个影响测量软组织生物学性质的不确定因素是年龄。研究表明随着年龄的增加，韧带的强度、长度和生物力学性质也随之降低。
三、胸段脊柱韧带
Ch 欲川等研究了包括颈椎、胸推和腰椎在内的所有部分的脊柱韧带。他们发现横突间韧带的应力水平比其它韧带高很多，而其应变却比其它韧带小。有意思的是，他们发现在胸椎只一212 一

有横突间韧带，而却没有横突间肌，因此相对颈椎和腰椎来讲，胸椎的侧屈功能较颈椎和腰椎弱。
由于胸椎有胸廓和肋骨的附着，所以胸椎有脊柱其它节段所没有的独有韧带（图9 一10 ）。

它们是：肋头关节囊韧带、肋横突关节囊韧带、辐状韧带、骨间韧带、肋横突间韧带、后肋横突间韧带、上肪横突间韧带等。但尚未见有关这些韧带生物力学性质的研究报道。然而，Pening 和Wi 如ink 认为肋头后外侧的方向与颈椎的钩突关节相似，这不是一种巧合。这些与钩椎关节功能和形态相似的肋头，在脊柱侧曲时直接将椎体后部所受到的力转移至对侧。
四、下腰段脊柱韧带
组织学观察显示，腰推棘上韧带的组织结构复杂，为一连续，纵向的胶原组织结构，竖脊肌健与韧带混合成为一体。R ? -

圈，一1 侈连接肋骨的特殊胸帷韧带借助儿个特殊韧带，肋骨被固定在脚椎间盘、椎体的上下缘和横突的上下缘等处。在助横突关节和肋头关节处还有关节鑫韧带。辐状韧带起于肋头，止于上位椎体、椎间盘和下位椎休

～发现第5 腰椎至第1 能椎的棘上韧带常常缺如。Hukins 等人利用X 一线衍射图发现腰椎棘间韧带的胶原纤维走向与棘突平行，而不是垂直走向。这与一般公认的有关棘间韧带走行的知识正好相反。事实上，棘间韧带并不限制脊柱的屈曲运动。脊柱在屈曲时，由于刺激作用，胶原纤维呈扇形松弛状态。这些从前至后水平走向的韧带纤维说明棘间韧带的主要功能是抵抗举重时对腰背筋膜的拉力。
上身的重力经过脊柱的传导，在进入盆腔前集中作用于第5 腰椎。为加强第5 腰椎的强度和稳定性，下腰椎部的韧带较脊柱其它部位的更为独特。骼腰韧带是3 对椎盆韧带中的一对，另外2 对椎骨盆韧带是能结节韧带和能棘韧带。Luk 及b 泊明等人的研究证实：新生儿的骼腰韧带缺如，到20 多岁时才逐渐形成。铭腰韧带是由腰方肌肌纤维组织化生而成，起于第5 腰椎的横突。骼腰韧带是由有两部分组成，即前部韧带和后部韧带。前部韧带起于第5 腰椎的横突，止于骼晴前缘；后部韧带起于第5 腰椎横突，止于铭岭后缘（图9 一11 ）。夹在前后韧带之间的肌组织为腰方肌。40 岁左右，骼腰韧带中仍然含有部分肌纤维。由于骼腰韧带能加强人体直立姿势的稳定性，所以这就解释了在铭腰韧带形成之前，如果发生意外或摔倒可能导致儿童腰椎附件骨折及推体滑脱。Chew 等已经证明骼腰韧带限制妈在既骨上的屈曲、伸展、轴向旋转和侧弯运动。除正常的解剖起止外，许多骼腰韧带可有另外有两条附属韧带结构。一是起于第4 腰椎横突，止于止于骼蜡前缘的上部附属韧带；二是起于第五腰横突，止于能骨冀膜前部的下部附属韧带。
一213 一

弧翩

第4 腰推

麟腰韧带

" ’韧臀

甲li ' ' ．伽已魂

散貂前韧带

鹭馨黑

艺洲：林

鹦骼二

坐骨大

鬓

散棘韧带

坐骨小孔

瞿

能结节韧带

图9 一11 偏腰韧带
铭腰韧带具有稳定能额关节的功能。铭腰韧带是由起于第5 腰椎横突至偏蜡的前后两京韧带所构成。铭腰韧带的前束止于姑峪的前缘、而后束止于始骨的后面。铭腰韧带有两种变异：① 起于第四膜椎的横突；② 起于腰椎，止于能骨

第三节脊柱韧带的大体解剖及功能

脊柱韧带的机械力学性质取决于韧带大分子物质的构成。这些大分子物质使得脊柱在三维空间6 个自由度上，完成各种生理运动功能。特别是脊柱韧带的强度取决于韧带胶原纤维排列的方向。如果脊柱要在运动中保持稳定，脊柱的关节强度必须与其分散压力的能力相匹配。由于前纵韧带和后纵韧带所承受的应力较黄韧带大得多，所以前纵、后纵韧带的强度较黄韧带大，因此它们主要是由纵向排列的胶原纤维组成，几乎没有弹性蛋白纤维。例如，在脊柱的屈曲位置，按照几何学所表示脊柱韧带在屈曲过程中的变形程度，依次是：① 后纵韧带；② 黄韧带；③ 棘间韧带；④ 棘．上韧带。脊柱各韧带的大体形态和纤维走行决定了脊柱在三维空间中的旋转和位移运动。下面将讨论附着于脊柱功能单位上的各个韧带。
一、前纵韧带和后纵韧带
前面已经对人体前纵、后纵韧带的结构和功能进行过较为深人的介绍和探讨。脊柱的纵行韧带中．前纵韧带和后纵韧带几乎不含任何弹性纤维蛋白。Hukins 指出较硬的韧带中含少量弹性纤维蛋白能使韧带承受一个突然的应力作用（载荷）。Hukins 等人研究了前纵韧带和后纵韧带上波纹的间隔规律。发现：前纵韧带和后纵韧带的波纹间隔距离分别为价和27 拌nl ，前、后纵韧带中的胶原纤维并非完全平行。然而，随着应变的增加，韧带纤维逐渐呈直线状，纹理变直。他们认为前纵、后纵韧带的机械力学特性取决于载荷量的大小，这些韧带具- 214 -

有应力松弛的特性，即前纵、后纵韧带属于粘弹性的生物材料。

二、小关节囊韧带

目前，对脊柱小关节囊韧带的研究较其它脊柱韧带要少得多。Hedtnlann 等人描述了两种类型的小关节囊韧带。通过对正常和稚间隙狭窄所致的小关节囊韧带变形研究，他们发现：根据关节囊韧带纤维的走行，小关节囊韧带可分成上、下两部分。上关节囊韧带又可分为I 型和n 型纤维。工型纤维的走行是从后下方到内上方，而且型纤维是水平方法走行。下部小关节囊韧带在正常椎间盘高度时，呈松弛状态。但是I 型上关节囊韧带是预先应激。轴向压缩（即椎间隙变窄）时，可导致上部小关节囊韧带中的两种纤维都处于紧张状态，而下部韧带纤维松弛。脊柱后伸位时，小关节囊下部韧带纤维更加松弛，而小关节囊上部纤维中的两型纤维的长度增加，即变形明显。在屈曲位，椎间隙狭窄时，脊柱小关节囊韧带的下部纤维较正常椎间隙情况下，被明显地拉伸。而小关节囊上部韧带的两种纤维在脊柱屈曲的初期因受到较小应力的作用，变的松弛，而后再次紧张。推间盘正常时，脊柱的侧弯，可造成同侧关节囊上部韧带的松弛。然而，在椎何盘退变变扁时，可改变脊柱小关节囊韧带纤维的走行方向，导致脊柱侧弯时同侧小关节囊韧带受到牵拉。研究表明：在正常状态下和椎间盘变窄时，侧弯脊柱标本可牵拉双侧的小关节囊下部韧带纤维。轴向的旋转拉伸（变形）可牵拉同侧的上、下小关节囊韧带，而对侧的小关节囊韧带则变的松弛。
三、黄韧带

有关黄韧带的研究论文众多。一般认为黄韧带、棘间韧带和棘上韧带是脊柱后部韧带。对这些韧带已经进行过许多光学显微镜下的解剖学和组织学研究，但超微结构的研究较少。黄韧带主要是由平行于黄韧带长轴排列的弹性纤维蛋白所构成。因其弹性纤维蛋白的颜色呈黄色所以称之为黄韧带。黄韧带中有丰富的胶原纤维与韧带的长轴构成不同的交叉角。黄韧带的中部纤维是从上位椎板伸至下位椎板，并附着于下关节突的内侧缘。黄韧带的外侧附着部起于上位椎弓根的下缘至下位椎弓根的上缘。黄韧带的前部附着于上关节突的中部。这样，尽管小关节囊韧带是纤维性的胶原组织，但在其中部和前方是从黄韧带延伸过来的弹性纤维蛋白组织。组织学研究表明：黄韧带中弹性蛋白的含量在50 ％一80 ％之间。X 线衍射研究表明，黄韧带中的胶原纤维的走行并非笔直，而是趋向于与脊柱的走行相一致。脊柱后伸时，黄韧带中的胶原纤维走行方向发生变化，这可以解释黄韧带在强拉力作用下表现出较大刚度的原因。Nach ～和肠ans 认为在应力作用于椎间盘之前，首先是作用在黄韧带上。事实上，大部分研究者认为人体在直立状态下的轴向载荷时，前纵韧带和后纵韧带呈松弛状态。Yong 一H 主ng 的研究结果与其他研究相反，他认为在脊椎病变时，黄韧带含有大量的弹性纤维，有很好的其弹性功能，所以在后伸位时，黄韧带不会形成皱褶压迫神经组织。在黄韧带的中间及两侧，其平均厚度为2 一3 ～。
四、棘上韧带和棘间韧带

棘间韧带主要是由胶原纤维组成，在棘间韧带腹侧有弹性纤维蛋白成分，并在此与黄韧带融合。在棘间韧带的胶原纤维间可观察到蛋白聚搪，蛋白聚糖形成纤维间连接。退行性改变表明棘间韧带和黄韧带组织化生转变为纤维软骨。其他作者也研究了棘间韧带，少数作者研一215 -

究了棘上韧带。正如以前所说的，对于棘间韧带纤维的走行，Huki ，等人的研究结论与其他研究结果相矛盾。他们发现棘间韧带纤维的走行与棘突平行，而不是与棘突垂直。因此，他们认为棘间韧带的结构功能是为了防止脊柱在屈曲活动时产生较大的阻力，这与以前的观点正好相反。Hukins 等人发现棘上韧带有许多的脂肪组织，并非是单一、连续的胶原组织结构，而且竖脊肌肌健可融人棘上韧带。这一点与其他作者的发现一致。
五、横突间韧带
Panjabi 等人对横突间韧带的变形进行了测量，而Chi 诩l 等人发现仅脊柱的胸段才有横突间韧带，而颈段与腰段常缺如。至今为止，未见有关于横突间韧带超微结构的研究论文。M 创山It 对腰段横突间韧带的变形进行过测量。但在测量横突间的距离时，有没有解剖出横突间韧带的起止点，以显示真正的韧带结构，对此尚不得而知。
六、脊柱韧带的应力与应变关系
为了将载荷一变形曲线转变为应力一应变曲线，须将脊柱各韧带横断面的大小除以载荷量，即应力是韧带单位面积上所承受的力。另有研究证实，载荷量的大小影响着脊柱韧带的应变。Cha " 1 和Myklebust 等人在应力一应变图上汇总了脊柱各韧带不同区域的应变情况。Ch 扭习等人的研究结果如表9 一l 。

七、脊柱韧带的神经分布

除了机械力学功能外，脊柱韧带的神经性功能正在逐步受到重视。这类研究大多集中在某一解剖部位或领域，如：椎间盘、小关节、筋膜、窦椎神经、下腰痛、胸背痛、颈项痛及常规的解剖学和神经学研究。19 咫年，压包duk 等提出一个综合性解剖学研究课题，即腰椎韧带的神经支配。他们认为第1 腰椎至第4 腰椎的腰神经后支与第5 腰椎不同，下面对其研究结果做一介绍凸
第1 腰椎至第4 腰推的腰神经后支大约长5 ? ，向后下走行通过横突间隙。在横突间隙内，每个腰神经后支分为2 一3 个分支，分别称为内侧支、外侧支和中间支（图9 一12 ）。外侧支一般说来，典型的樱神经后支在穿出椎间孔后，分为3 个分支，外侧支和中间支分布到肌肉，而内侧支分布到脊桂韧带

支配铭肋肌、胸腰筋膜和皮肤，而中间支分布于胸最长肌，后内侧支支配大多数脊柱韧带。在内侧支的起始部分，每个后支发出1 条细小的分支到横突间内侧。内侧支通过由横突和上关节突基底结合部所形成的骨纤维通道。内侧支在离开小关节后转向内侧，穿过乳突和副突所形成的沟管，经过椎板后进人深部的多裂肌。在这一部位，发出关节支至小关节，另外l 支上升分布至棘间韧带。其中关节支分为近端关节支和远端关节支。关节支由上下方向分别进人关节囊，而未分布至关节囊的腹侧及黄韧带的移行部。
脊柱结构由脊神经后支和窦椎神经支配。1976 年，Edgar 和Ghedially 对脊神经后支和窦椎神经的分支进行了研究。发现：每一条窦椎神经和脊神经后支重叠支配两个节段的脊椎。他们认为这部分解释了为什么腰背痛定位诊断困难以及腰背痛只有一个大概的神经放射痛方式。窦椎神经由脊膜支（或称为返神经）及交感神经纤维组成。它发自于脊神经前支，在刚刚离开脊神经节处发出。在发出2 一3 ～后，有从交通支发出的交感神经的并人《 图9 一13 ）。这一混合神经（直径小于1 ? ）穿过椎间孔返回进人椎管，在椎管内分成细小的分支。在靠近后纵韧带处，椎窦神经发出升支、降支和横支。这些小分支支配椎体、邻近的椎间盘、后纵韧带、硬膜外组织和硬膜。Pede ～等相信直径小于5 子血的纤维传导疼痛刺激，而较粗大的纤维与本体感觉器有关。
总之．窦椎神经支配椎间盘的外层和后纵韧带，交感神经纤维支配前纵韧带，脊神经的后内侧支支配黄韧带的外侧部，而脊柱小关节囊韧带、棘间韧带和棘上韧带则是由游离和复合的裸露神经末梢构成。
八、韧带的预应力和强度

Nache ? 11 和Ev ～注意到在正常体位时，黄韧带对椎间盘构成一定的压力。这种在韧一217 一

夕卜侧支

腰神经后支

圈9 一13 帷宾神经
椎窦神经在从脊神经发出后．重新进人椎间孔，有交感神经分支加入。推窦神经支配后纵韧带和椎间盘的外层

带纤维中固有的张力叫预应力。Hukins 等人认为前纵韧带和后纵韧带与其它韧带纤维相同，都具有保持正常体位的预应力，这与’1 , k 一k 的研究发现相一致。一般认为，这种预应力在椎间盘承受内部压力增大时起到稳定和平衡的作用。应用数学计算公式，可以计算出韧带的这种预应力。
但到目前为止，未见有关脊柱不同节段韧带的强度，如颈推、胸椎和腰椎韧带强度的研究报道。san 哪等注意到寰枕部和腰部的韧带最有力。1988 年，M 殊lebust 等认为前纵韧带和小关节囊韧带最坚韧。最薄弱的韧带是后纵韧带和棘间韧带。在韧带长度上，后纵韧带的变异较前纵韧带少。后纵韧带在腰段最有力；而黄韧带在中颈段最薄弱，在下胸段最坚韧。脊柱小关节囊韧带在胸腰交界和颈胸交界段，这两个载荷一变形曲线内的应力值最大，表现为两个峰值。棘间韧带是所有脊柱韧带中最薄弱的．只有第7 颈椎至第l 器稚段才有兢上韧带。

九、韧带的应变
当Mykleb , t 等对所有脊柱韧带的力学结构进行破坏检测的时候，Panjabi 等首次利用三维的方法，检测了脊柱韧带在维持体位时的应变。从1982 年以来，一些研究人员在不同的体位姿势下对脊柱韧带的功能进行了测量。PanJ abi 等应用基础性的研究手段对人体所有的简单体位姿势进行了研究，介绍如下。
根据基本的物理学法则，任何物体的运动都可分解为旋转、位移和变形。几句abi 等研究了腰推韧带在三维空间6 个自由度上的变形，即在笛卡儿坐标系中X 、Y 、23 个轴上的旋转和位移。图9 一14 介绍了由Panjabi 等提出的腰椎脊柱功能单位中的上位椎体在三维坐标系统中6 个自由度上的旋转和平移情况。

圈，一14 笛卡儿坐标系上的6 个自由度P 训山等在不同的力和力矩作用于脊柱功能单位中的上位脊推相对下位脊椎在所有轴上作平移和旋转运动时，侧量了脊柱韧带的应变情况。结果发现；脊椎的平移运动非常小，只有士2 ～或更小。这个坐标系是巧两六等在1974 年提出的

将图钉固定在所有脊柱韧带的附着点上，较宽的韧带用多个图钉。采用计算机三维的计算方法测量出各图钉之间的距离。在脊柱功能单位中，上位椎体的运动可用推体中央的H 点沿着Tx 、几、几3 个轴的位移以及沿着R ：、凡、RZ3 个轴的旋转来表示。韧带的应变取决于韧带与原长度改变的百分比。由于韧带的位移很小（通常在任何方向上的位移小于士2 ? ) ，因而，他们提出力矩主要引起旋转，这种旋转更具有临床意义。图9 一15 介绍了一个典型的脊柱功能单位，在屈曲一后伸( Rx ）、轴向旋转（凡）、和侧屈（风）时的韧带应变情况。从这些图可以看出，轴向旋转可使小关节囊韧带产生明显的变形，而对其它韧带则无明显的影响。前纵韧带只有在脊柱后伸时才发生变形。

亏第四节结论

韧带组织至少有两个作用，即机械力学作用和神经性作用。在S 形载荷一变形曲线上，韧带表现出弹性、编变性和可塑性变形等生物学特性。除了黄韧带和棘上韧带外，其它所有脊柱韧带均有波纹皱摺，这些皱褶在变形时被拉伸展平。而前纵韧带和后纵韧带在生理运动时最富有弹性。然而，由于前纵韧带、后纵韧带和小关节囊韧带主要由胶原纤维蛋白构成，因此，一旦应变超过了其正常的弹性范围，韧带就有可能发生断裂。黄韧带的组织构成中，因其所含弹性纤维蛋白与胶原蛋白之比至少为2 : 1 ，因而是最富弹性的韧带。黄韧带可恢复到预应力状态的性质可以保护脊神经根及椎管内容物。
由于X 线平片对观察软组织的效果不佳，因而很难诊断脊柱韧带断裂。研究体位姿势和脊柱在X 线平片上的位置及其与韧带应变的关系，这对于确定韧带变形的正常与异常范围很重要。因此，理解和掌握Pa 句abi 等所提出的中轴骨屈曲一后伸、轴向旋转和侧弯的曲线图是十分重要的。在后伸时，只有前纵韧带和小关节囊韧带发生微小的变形；屈曲时，脊柱的背侧韧带如棘上韧带、棘间韧带、黄韧带、后纵韧带和小关节囊韧带都发生变形。在轴向旋转时，只有同侧的小关节囊韧带发生变形；当脊柱侧弯时，只有对侧的横突间韧带发生明显的应变，同时小关节囊韧带也出现一定程度的变形。这些结果均是在旋转角度为5 度或更小时得出的。Huki 姗等宣称第4 腰椎和第5 腰推间最大屈曲角度为6 . 5 度，而其它腰椎的屈曲幅度均小于第4 腰椎和第5 腰椎节段。si 而larly 认为在正常情况下，每节段腰椎的后伸幅度为3 度。虽然在此领域已有一些研究，但仍需要对脊柱的正常和异常活动范围做进一步的研究。脊柱小关节囊韧带在轴向旋转中的变形已经引起了脊柱推拿专业的重视，因为绝大多数的脊柱推拿手法都是旋转脊柱。根据wybe 的研究，在脊柱小关节囊里有丰富的l 型和n 型机械感受器。在做脊柱轴向旋转推拿付，可激发众多的神经反射活动。因此，脊柱推拿疗法的作用机制和缓解症状并不一定与推拿所引起的脊柱韧带变形以及体位姿势改变有关。

参考文献