-GRID-MODE: char">位。结构的变形和（或）应力的作用能诱导某些生物材料的电荷分离。骨骼还具有压电性和电位流。因为骨骼能将所受到的力学信号转化电信号，因此骨骼又是一～个换能器。当骨骼发生变形时，它是一种各向异性的晶体材料。此时，骨骼内的氢键和共价键会发生扭转。这种键的扭转会导致骨骼表面的电极化。
一些研究者已经讨论了胶原的走行（材料的方向）和所施加应力与压电现象之间的关系。当轴向作用力的角度为零度时，在胶原纤维之间没有剪力的存在，因而也就没有极化现象的产生（图16 一13 ）。另一方面，如果应力的方向和多数胶原走行的方向不平行，则续发性应力起主导作用。极化电荷的量取决于作用力与被作用骨骼轴线（或材料方向）间角度的大小。极化量随着异常载荷角的大小而发生变化的情况。注意在45 度角时，极化效应至最大，此时，骨骼的再塑形也达到最大。骨的极化直接导致骨的再塑形。
压撒tt 在1968 年提出，几十年来不同研究人员对骨的再塑形和压电实验进行了研究，现在来考虑一下这些实验的结果。应力作用在终板上的角度直接与极化量相关，因而直接影响着骨的再塑形。并证明前后位上脊柱弧线的顶部是弯矩和椎体再塑形最大明显的区域（图16 一14 ）。
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图16 一13 原发和继发应力系统
从推休前后位上看轴向应力的作用方向与胶原方向的关系。在原发性轴向应力系统（的中，胶原的方向〔 c ）与原发性轴向应力的方向平行。半脱位脊椎出现的继发性应力〔曰，不平衡的作用力《功会导致骨骼出现极化（SGP )
机械载荷
条
椎｝体
产生不平衡应力作用于
/ ／杏＼＼、
稚体中的矿物质胶原细胞外基质
一？沐
钙离子浓度降低H 【 E
\ / / /
骨密度的减少― 影响细胞的复制和功能― 骨密度的增加
图16 一14 椎体的负反协系统
从肠】 f 定津叙述了在异常应力作用下骨结构的改变。骨的负反该控制系统是由信号、将机械信号转化为电信号的换能器．对电信号应答的细胞和一个使由于持续载两导致骨质变化所产生的初始信号停止的信号等组成。图中，3GP 一应力所致的电位拿H 一磁场‘I 一电流；E 一电场。
以往有综述指出图16 一7 和16 一8 中所提出的例子是伴随有在异常脊柱（颈椎、胸椎和腰推）弧度的凹侧面上有椎体的再塑形。不仅仅是椎体可发生再塑形，如椎体上的唇状样变、骨刺形成和骨赘等，而且脊椎的其他部位也可以发生再塑形。1973 年Farf 。讨论了轴转动过程中的腰椎弓根的偏转角。如果维持该姿势，则椎弓根将会发生再塑形以对抗应力。在有关异常脊柱躯体姿势的文献中，已经证实在颈椎、胸椎和腰椎小关节中可发生相似的再塑形改变。这些资料足够断定Joh ? n 的‘℃ 形脊柱”不够全面。然而，通过肌肉起止一嵌人角来继续探讨图16 一7 和16 一8 所列出的脊柱正常和异常运动。
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第四节图16 一7 和16 一8 中肌肉的起止一嵌入角
如同以前讨论过的，图拓一7 和16 一8 中的躯体姿势伴有精确的推体侧屈和棘突旋转。这些椎体在三维空间的躯体姿势肯定需要靠肌肉的作用来维持。然而，在力学当中将称为相对转角（即相邻两个刚体间的旋转）的这些单个脊椎的位置与头颅和胸廓的绝对转角或球形运动加以比较。在力学当中，为了便于计算通常将载荷描述成作用于刚体的质心。一个体重160 磅的人，头颅占整个体重的7 % ，胸廓约占25 % ，即分别为11 . 2 磅和40 磅。如果图16 一7 中的侧屈和图16 一8 中沿X 轴的平移其结果只是使头颅和胸廓的质心发生不超过一英寸的位移，那么为了维持这种体位姿势，则分别需要11 . 2 英寸一磅和40 英寸一磅的不对称肌力的作用。由于脊柱处于静态平衡，那么每个方向上的合力总和一定为零。与图16 一8 的平移姿势相比，图16 一7 侧屈时机体受到各肌群的不对称性作用。由于在医学文献中己经对侧屈进行过广泛的研究，所以对椎体的躯体姿势和导致这些姿势的肌肉加以介绍。所有的解剖书都对胸侧屈肌群和颈侧屈肌群作了介绍。图16 一9 图示了在脊柱侧弯时腰椎、胸椎及颈椎的旋转和侧弯藕合运动。为了介绍脊柱每一段肌肉的牵拉角，本章节以枕下小肌群为例来做一介绍。枕下小肌群是由头后大直肌、头后小直肌、头上斜肌和头下斜肌所组成的。头下斜肌和头后大直肌起于第二颈推的棘突上，止于枕骨。这些肌肉使头和寰椎绕着齿状突做旋转动作。头轴转动的大约50 ％是依靠这些肌肉完成的。如果头质心侧屈位移一英寸，而颈部长为6 英寸，那么侧屈角是Tane 二1 / 6 或e = 10 度（近似值）。图16 一15 例举了头相对于胸廓向左侧屈的例子。这个左侧屈的躯体姿势伴随着包括第二颈椎棘突在内的颈椎棘突往右旋转。由于头后大直肌附着于第二颈椎棘突，该棘突往右旋转时伴随着右侧的头后大直肌和头下斜肌的缩短，而对侧的这些肌肉拉伸（实际上这种躯体姿势对称性地影响所有的颈椎和枕下小肌群）二这些肌肉的牵拉角由正常变为异常。因此，不对称的作用从一侧到另一侧，以维持这种侧屈的躯体姿势。
这种侧弯躯体姿势的另一种异常是原始起动位置上允许的运动。由于第二颈椎棘突已经向右旋转，所以头部两侧绕Y 轴等同旋转是不可能的。肌肉生理学决定了左侧和右侧肌肉在生理和组织变化上是不对称的。
这种屈姿势所伴随的不对称性肌肉作用、肌肉的生理学变化、不对称性运动、不对称性应力作用于椎体终板和双侧小关节，造成运动受限。这样看来Joh ～的“C 形脊柱”似乎不是一个最佳的躯体功能姿势。对此，将对前后位上的Joh ～的‘℃ 形脊柱”和垂直脊柱在阻力、强度和弹性等方面做一比较。
第五节Johnson " C 形脊柱”的强度、抗外力和弹性
图16 一7 和16 一8 可能是前后位上John 阳n 的“C 形脊柱”两个的例子。Re , 1 指出前后位上的」oh ? n 的‘℃ 形脊柱”比垂直脊柱更抗阻力、更有弹性。这个论述是机械的、不恰当的。以下争论将证明前后位上的垂直脊柱比其他任何垂直前后位上的脊柱模型，包括Joh ? n 的“C 形脊柱”更具有抗阻力、更富有弹性以及功能性更强。
在第一次评论Dr . R ～林的论文时，有人提到了垂直脊柱的强度。由于没有怀疑那篇文一333 一
章中所提出的数学和力学问题，还是接受了在前后位上I 形脊柱比Joh ～的“C 形脊柱”具有更
