解剖学脊柱的组成

解剖学脊柱的组成脊柱作为人体中轴骨骼，由24块可动椎骨、1块骶骨和1块尾骨借椎间盘、韧带及关节紧密连接而成，构成支撑躯干、保护脊髓、传递负荷的核心结构。其总长度约占人体身高的40%至45%，在成年男性平均约70厘米，女性约65厘米，具有独特的生理性弯曲和复杂的内部构造。一、椎骨系统的分段特征与形态变异椎骨总数在成年个体通常为26块，包括7块颈椎、12块胸椎、5块腰椎、5块融合的骶椎形成的骶骨以及3至5块尾椎形成的尾骨。各段椎骨在形态上呈现明显的区域分化，以适应不同的生物力学需求。颈椎段椎体较小，横径大于矢状径，椎体上面在横径上凹陷，下面在纵径上凹陷。第3至第6颈椎具有典型的椎体钩结构，与上位椎体形成钩椎关节。横突根部有横突孔，内有椎动静脉通过。棘突短而分叉，呈水平位。第1颈椎（寰椎）呈环状，无椎体和棘突，由前弓、后弓及侧块组成。第2颈椎（枢椎）椎体向上伸出齿突，与寰椎前弓形成寰枢关节。第7颈椎棘突特长，末端不分叉，形成项韧带附着点，是临床计数椎骨的重要标志。胸椎段椎体呈心形，横径与前后径大致相等，椎体两侧上下缘有肋凹，与肋骨头形成关节。横突末端有横突肋凹，与肋结节相关节。椎孔相对较小，呈圆形。棘突长而伸向后下方，呈叠瓦状排列，这种结构显著增强了胸廓的稳定性。腰椎段椎体体积最大，呈肾形，横径大于前后径。椎孔呈三角形，较大。上关节突关节面凹陷，呈矢状位；下关节突关节面凸隆，呈冠状位。棘突宽而短，呈板状，水平伸向后方，棘突间隙较宽，为腰椎穿刺提供了解剖学便利。骶骨由5块骶椎融合而成，呈三角形，底朝上，尖朝下。前面凹陷光滑，有4对骶前孔；后面粗糙隆凸，有4对骶后孔，均为骶神经前支和后支的通道。骶管由骶椎椎孔连接而成，上通椎管，下口为骶管裂孔，是硬膜外麻醉的常用入路。二、椎间盘系统的分层结构与生物力学特性椎间盘位于相邻椎体之间，由中央部的髓核和周围的纤维环构成，厚度约占脊柱全长的四分之一。椎间盘总数为23个，其厚度在各段存在显著差异，颈椎间盘较薄，胸椎间盘最薄，腰椎间盘最厚，这种厚度梯度与脊柱的生理性弯曲和负荷分布密切相关。髓核位于椎间盘中央偏后，呈胶冻状，含水量丰富，约占椎间盘横断面积的40%至60%。在青年个体，髓核含水量可达85%至90%，随着年龄增长，水分逐渐丢失，至老年降至70%左右。髓核富含蛋白多糖和Ⅱ型胶原，具有极强的亲水性和抗压能力，能够有效分散轴向压力，将垂直负荷转化为环形张力。纤维环由12至20层同心圆排列的纤维软骨板组成，纤维走向与椎体平面呈30至60度角交叉排列，这种结构赋予纤维环极强的抗张强度，可承受高达300牛顿每平方毫米的压力。纤维环前部较厚，后部较薄，后部还有后纵韧带加强，这种不对称结构是椎间盘后外侧突出的解剖学基础。椎间盘的血液供应在成年期极为有限，仅纤维环外层有少量血管分布，髓核和纤维环内层主要依靠椎体终板的渗透作用获取营养。这种特殊的营养供应方式使得椎间盘损伤后自我修复能力极差，退行性改变往往呈进行性发展。三、韧带装置的立体网络与稳定功能脊柱的韧带系统构成一个三维立体网络，从前向后依次为前纵韧带、后纵韧带、黄韧带、棘间韧带和棘上韧带，各韧带在维持脊柱稳定性和限制过度运动方面发挥协同作用。前纵韧带位于椎体和椎间盘前方，是人体最长的韧带，上起枕骨大孔前缘，下达第1或第2骶椎前面，宽约20至30毫米，厚度约1至2毫米。该韧带与椎体边缘紧密连接，但与椎间盘连接疏松，具有限制脊柱过度后伸的作用，其抗张强度可达200至350牛顿每毫米。后纵韧带位于椎体和椎间盘后方，上起枢椎，下达骶骨，较前纵韧带窄而薄，在椎间盘处较宽，在椎体处较窄，呈菱形分布。该韧带与椎间盘纤维环后部紧密连接，主要限制脊柱过度前屈，同时防止椎间盘向后突出。黄韧带位于相邻椎弓板之间，由弹性纤维构成，呈黄色，厚约2至3毫米。该韧带在脊柱中立位时呈褶皱状态，在脊柱后伸时可缩短变厚，在前屈时可伸长变薄，具有维持脊柱直立姿势和限制过度前屈的作用。黄韧带的弹性特性使其在脊柱运动中能够储存和释放能量，减少肌肉做功。棘间韧带连接相邻棘突，前接黄韧带，后接棘上韧带。棘上韧带连接各椎骨棘突尖端，上起第7颈椎棘突，下达骶正中嵴，在颈部扩展为项韧带。这些后部韧带主要限制脊柱过度前屈，其张力在脊柱前屈时显著增加。四、椎管与脊髓保护系统的空间构型椎管由各椎骨的椎孔连接而成，上接枕骨大孔，下通骶管，内容脊髓、脊膜、脑脊液及血管神经结构。椎管在横断面上呈三角形，前后径平均约15至17毫米，横径约20至25毫米，容积约120至150毫升。脊髓位于椎管内，上端在枕骨大孔处与延髓相连，下端在成人约平第1腰椎下缘，在新生儿约平第3腰椎。脊髓全长42至45厘米，重约30克，分为31个节段，包括颈髓8节、胸髓12节、腰髓5节、骶髓5节和尾髓1节。脊髓节段与椎骨平面存在对应关系，上颈髓节段与相应椎骨平面一致，下颈髓和上胸髓节段较相应椎骨高1个椎体，中胸髓高2个椎体，下胸髓高3个椎体，腰髓平对第10至12胸椎，骶尾髓平对第1腰椎。脊膜自外向内依次为硬脊膜、蛛网膜和软脊膜。硬脊膜与椎管内骨膜之间的间隙为硬膜外隙，内含脂肪组织和静脉丛，是硬膜外麻醉的作用部位。蛛网膜与软脊膜之间的间隙为蛛网膜下隙，内含脑脊液，是腰椎穿刺的靶区。脑脊液总量约150毫升，其中椎管内约30至40毫升，压力在侧卧位时为70至180毫米水柱。五、脊柱的血管神经供应与代谢特点脊柱的血液供应主要来自椎动脉和节段性动脉。椎动脉起自锁骨下动脉，向上穿行第6至第1颈椎横突孔，经枕骨大孔入颅，供应颈椎、颈髓及脑干、小脑。节段性动脉包括肋间后动脉、腰动脉和骶外侧动脉，每对动脉分为前支和后支，供应椎体、椎弓、韧带及脊髓。椎内静脉丛位于椎管内，无瓣膜，与椎外静脉丛广泛吻合，并通过椎间静脉与胸腹腔静脉交通。这种静脉系统结构是肿瘤转移和感染扩散的解剖学途径，也是硬膜外麻醉时药物误入血管的风险所在。脊神经共31对，包括颈神经8对、胸神经12对、腰神经5对、骶神经5对和尾神经1对。每对脊神经由前根和后根在椎间孔处汇合而成，前根为运动性，后根为感觉性。椎间孔上下界为椎弓根，前界为椎体和椎间盘，后界为关节突关节，孔径约5至8毫米，是神经根受压的常见部位。六、临床关联要点与功能评估方法脊柱的解剖结构异常与多种临床疾病密切相关。椎间盘突出好发于腰4/5和腰5/骶1间隙，与该部位负荷大、活动度大、纤维环后部薄弱的解剖特点有关。颈椎病多见于颈5/6和颈6/7间隙，与颈椎曲度改变、钩椎关节增生相关。脊柱骨折易发生在胸腰段交界区，此处为活动度较小的胸椎与活动度较大的腰椎的转换区，应力集中明显。脊柱稳定性评估需综合考虑骨性结构、椎间盘、韧带及肌肉功能。临床常用的评估指标包括椎体高度、椎间隙宽度、椎管前后径、脊柱曲度指数等。影像学检查中，X线片可观察骨性结构和整体曲度，CT能清晰显示骨性椎管和钙化结构，MRI对软组织、椎间盘和脊髓病变的诊断价值最高。脊柱功能评估应包括活动度测量、肌力测试、神经功能检查和疼痛评分。正常颈椎前屈可达45度，后伸55度，侧屈40度，旋转70度；腰椎前屈可达80度，后伸30度，侧屈35度，旋转45度。任何活动度的显著受限或不对称均提示相应节段存在结构