脊柱:人體結構-中文百科頻道

外形

前面觀

椎體自上而下漸加寬，第2骶椎最寬，與椎體的負重有關。自骶骨耳狀面以下，重力傳至下肢骨,體積漸縮小。

後面觀

椎骨棘突連貫成縱嵴，位于背部正中線。頸椎棘突短而分叉。近水平位;胸椎棘突細長，斜後下方。呈疊瓦狀排列；腰椎棘突呈闆狀水平向後。

側面觀

可見頸、胸、腰、骶四個生理性彎曲，頸和腰曲凸向前，胸和骶曲凸向後。

在正常情況下，脊柱有4個彎曲，從側面看呈S形，即頸椎前凸、胸椎後凸、腰椎前凸和骶椎後凸。長期姿勢不正和某些疾病（如胸椎結核、類濕性脊柱炎等）可使脊柱形成異常彎曲，如駝背。

組成

概述

脊柱是身體的支柱，位于背部正中，上端接顱骨，下端達尾骨尖。

脊柱分頸、胸、腰、骶及尾五段，上部長，能活動，好似支架，懸挂着胸壁和腹壁；下部短，比較固定。身體的重量和所受的震蕩即由此傳達至下肢。

脊柱由脊椎骨及椎間盤構成，是一相當柔軟又能活動的結構。随着身體的運動載荷，脊柱的形狀可有相當大的改變。脊柱的活動取決于椎間盤的完整，相關脊椎骨關節突間的和諧。

脊柱的長度，3/4是由椎體構成，1/4由椎間盤構成。

結構

脊柱由26塊脊椎骨合成，即24塊椎骨（頸椎7塊、胸椎12塊、腰椎5塊）、骶骨1塊、尾骨1塊，由于骶骨系由5塊，尾骨由4塊組成，正常脊柱也可以由33塊組成。（如圖：脊柱側面||脊柱後面）

這樣衆多的脊椎骨，由于周圍有堅強的韌帶相連系，能維持相當穩定，又因彼此之間有椎骨間關節相連，具有相當程度的活動，每個椎骨的活動範圍雖然很少，但如全部一起活動，範圍就增加很多。

脊柱的前面由椎體堆積而成，其前與胸腹内髒鄰近，非但保護髒器本身，同時尚保護至髒器的神經、血管，其間僅隔有一層較薄的疏松組織。椎體破壞時，在頸部，膿液可聚集于咽後，或沿頸部下降至鎖骨下窩，亦可沿臂叢至腋窩；在胸部可沿肋間神經至胸壁，亦可波及縱隔；在腰部可沿腰大肌筋膜下降，形成腰大肌膿腫，可流注至腹股溝下方，亦可繞過股骨小轉子至臀部。

脊柱的後面由各椎骨的椎弓、椎闆、橫突及棘突組成。彼此借韌帶互相聯系，其淺面僅覆蓋肌肉，比較接近體表，易于扪觸。脊柱後部的病變易穿破皮膚。

在脊柱前後兩面之間為椎管，内藏脊髓，其周圍骨性結構如椎體、椎弓、椎闆，因骨折或其他病變而侵入椎管時，即可引起脊髓壓迫症，甚至僅小量出血及肉芽組織即可引起截癱。

椎間短韌帶

很多,在相鄰椎骨的椎弓之間的叫椎弓間韌帶，由彈性結締組織構成，呈黃色，故又稱黃韌帶。黃韌帶有很大的彈性，連接着相鄰的椎闆，協助椎闆保護椎管内的脊髓，并限制脊柱的過度前屈。此外在各棘突之間、各橫突之間，分别生有棘間韌帶和橫突間韌帶。

脊柱的長韌帶

主要有三條：

在椎骨前面的是前縱韌帶，上連枕骨大孔前緣，下達骶骨前面，緊貼椎體和椎間盤前面，厚實而堅韌，對脊柱穩定有重要作用。椎體後面的後縱韌帶長度與前縱韌帶相當，與椎體相貼部分比較狹細，但在椎間盤處較寬，後縱韌帶可限制脊柱過分前屈及防止椎間盤向後脫出的作用。在棘突尖上還有一條上下連續的棘上韌帶，在胸、腰、骶部緊貼棘突末端，至頸部則呈闆片狀，将兩側肌肉分開，且由彈性結締組織構成，特名之為項韌帶ligamentumnuchae。

環枕關節和環樞關節是脊柱上端與顱骨之間的連接，又合稱為環枕樞關節。

功能

脊柱為人體的中軸骨骼，是身體的支柱，有負重、減震、保護和運動等功能。

支持和保護功能

人體直立時，重心在上部通過齒突，至骨盆則位于第2骶椎前左方約7cm處，相當于髋關節額狀軸平面的後方，膝、踝關節的前方。脊柱上端承托頭顱，胸部與肋骨結成胸廓。上肢借助肱骨、鎖骨和胸骨以及肌肉與脊柱相連，下肢借骨盆與脊柱相連。上下肢的各種活動，均通過脊柱調節，保持身體平衡。脊柱的四個生理彎曲，使脊柱如同一個彈簧，能增加緩沖震蕩的能力，加強姿勢的穩定性，椎間盤也可吸收震蕩，在劇烈運動或跳躍時，可防止顱骨、大腦受損傷，脊柱與肋、胸骨和髋骨分别組成胸廓和骨盆，對保護胸腔和盆腔髒器起到重要作用。另外，脊柱具有很大的運動功能。

運動功能

脊柱除支持和保護功能外，有靈活的運動功能。雖然在相鄰兩椎骨間運動範圍很小，但多數椎骨間的運動累計在一起，就可進行較大幅度的運動，其運動方式包括屈伸、側屈、旋轉和環轉等項。脊柱各段的運動度不同，這與椎間盤的厚度、椎間關節的方向等制約因素有關。骶部完全不動，胸部運動很少，頸部和腰部則比較靈活。人在立正姿勢時，通過身體所引的垂直重力線經過頸椎體的後方，在第7頸椎和第1胸椎處通過椎體，經胸椎之前下降，再于胸腰結合部越過椎體，經腰椎後方并穿過第4腰椎至骶骨岬再經骶骨前方、骶髂關節而傳至下肢。脊柱的彎曲，特别是頸曲與腰曲，随重力的變化而改變其曲度。

脊柱背側主要為肌肉，脊柱周圍的肌肉可以發動和承受作用于軀幹的外力作用。直接作用于腰背部脊柱的肌肉有背肌、腰肌。背肌分淺層和深層：淺層包括背闊肌、下後鋸肌，深層包括骶棘肌、橫突棘肌、橫突間肌、棘突間肌；腰肌包括腰方肌和腰大肌。

間接作用于腰脊部脊柱的肌肉有腰前外側壁肌、臀大肌、臀中肌、臀小肌、股二頭肌、半腱肌及半膜肌等。

形成

生理發育

脊柱的發育是由中胚層的生骨節細胞圍繞脊髓和脊索形成的。胚胎早期，每側體節腹内側面分出一團間充質細胞，為生骨節。生骨節逐漸移向中線脊索周圍。起初生骨節組織的節段包繞脊索與體節對應，當進一步發展時，每個生骨節的尾端部分變緻密，并和下位生骨節的頭端連接起來，形成新的節段稱椎骨原基，即後來的椎體。椎體形成後不久，在其背面伸出密集的間充質，形成神經弓，包圍脊髓。腹面形成肋突，肋突在胸椎形成肋骨，在頸、腰椎與橫突相合。椎骨原基形成軟骨，後骨化為椎體。椎體中的脊索完全退化，但在椎間隙中央的脊索，卻保留下來，增長并經過粘液樣變性，形成髓核。髓核周圍的纖維組織分化成纖維軟骨環，與髓核共同構成椎間盤。臨床上偶遇到骶尾部的脊索組織殘留并異常生長而形成腫瘤，壓迫周圍組織産生腰骶痛及盆腔髒器功能障礙。

生骨節旁的生肌節組織，原來與生骨節位于同一節段，當生骨節重新組合之後，則處于兩相鄰椎骨間，并逐漸發育成脊旁肌肉。原位于生骨節間的動脈，此時處于椎體腰部，形成脊間動脈，即以後的肋間動脈及腰動脈。神經則位于兩椎骨間，通過後來形成的椎間孔與脊髓相接，成脊神經。

出生時的椎骨在椎體和兩側椎弓各有一個骨化中心。生後一年，胸、腰椎兩側椎弓完全融合。頸椎第2年初融合。骶骨較晚，約在7～10歲融合，且常融合不良，形成脊柱裂。椎弓與椎體的融合，在頸椎為3歲，胸椎為4～5歲，腰椎6歲，骶椎7歲或更晚。次發骨化中心在青春期才出現。

脊柱的分節和包繞神經管，是一個複雜的演化發育過程，在發育過程中脊椎的發育缺陷可形成半椎、楔椎、蝶椎、融合椎、移行椎,是常見的脊椎畸形之一,更常見的發育障礙是兩側椎弓對合障礙形成的脊柱裂。較輕的脊柱裂多為腰骶椎骨的後弓沒有合并，但脊神經正常，表面皮膚正常或僅有小凹，或有色素沉着及毛發，因臨床無症狀,常在X線片中發現，稱隐性脊柱裂；重者可同時有脊神經、脊膜或脊髓的膨出，産生相應的脊神經功能障礙。

在胚胎1～3個月時，脊髓和脊柱的長度一緻，在以後的發育過程中，脊柱的生長迅速超過了脊髓，緻脊髓末端在椎管内上升。在出生時其末端位于腰3（第3腰椎，下同）水平，至成人末端在腰1下緣，腰2以下的脊膜稱為終絲，仍連于尾骨水平。随着這種生長不相稱的結果，腰骶脊神經就從脊髓的發出處，斜行到相應的脊柱節段出椎間孔處，脊髓以下的神經呈馬尾狀，稱為馬尾神經。腰椎穿刺，碘水造影，均在此水平以下進行，以免刺傷脊髓。

彎曲形成

新生兒的脊柱是由胸椎後凸和骶骨後凸形成的向前彎曲，這兩個彎曲可以最大限度地擴大胸腔、盆腔對髒器的容量。嬰兒出生時，頸部始呈稍凸向前的彎曲，當生後3個月，嬰兒擡頭向前看時，即形成了永久性向前凸的頸曲以保持頭在軀幹上的平衡。在生後的18個月幼兒學習走路時，又出現了前凸的腰曲，使身體在骶部以上直立。

這樣的脊柱出現了人類所特有的4個矢狀面彎曲：兩個原發後凸和兩個繼發前凸。胸椎的後凸是由于胸椎椎體前窄後寬的結果，而頸部的繼發前凸主要是由椎間盤的前寬後窄來構成的，其椎體則前後等高或前方稍矮。腰椎的前凸則除了椎間盤的前高後矮外，腰4及腰5椎體亦變得前高後矮；腰3椎體不定，仍多為方形，而腰1、腰2椎體仍适應胸腰段的後凸而呈後高前矮的形态。

完成四個彎曲的人類脊柱在站立位時，重力線應通過每個彎曲的交接處，然後向下以髋關節稍後方，膝踝關節稍前方而達地面。腰椎前凸在每個人并不一緻，女性前凸較大。青年性圓背患者，或老年性駝背患者，為保持直立位，腰椎前凸亦增加。老年人椎間盤退變後頸椎及腰椎前凸可減少。脊柱的彎曲可協助椎間盤減少振蕩，但卻使支撐力減少，在彎曲交界處容易損傷（如胸12，腰1）及慢性勞損（如腰4、腰5）成為腰痛的易發病處。

脊柱的前凸增加稱前凸，常見于腰椎及骶骨水平位的人。過大的弧形後凸常見于胸部，如為驟彎則稱為成角畸形，常見于骨折、結核。向側方的脊柱彎曲稱為側凸。這些都影響脊柱的承重和傳遞功能，故為病理狀态，可導緻腰痛。

人類直立運動已有約300萬～500萬年的曆史，但直立後的脊柱仍不能完全适應功能的需要，特别是腰骶交界處的慢性勞損，常為腰痛發病的基礎。

脊柱的四個生理彎曲：即頸曲、胸曲、腰曲及骶曲，頸曲凸向前、胸曲凸向後、腰曲凸向前、骶曲凸向後.

負荷

脊柱的負荷為某段以上的體重、肌肉張力和外在負重的總和。不同的部位的脊柱節段承擔着不同的負荷。由于腰椎處于脊柱的最低位，負荷相當大，又是活動段與固定段的交界處，因而損傷機會多，成為腰背痛最常發生的部位。

脊柱的負荷有靜态和動态兩種。靜态是指站立、坐位或卧位時脊柱所承受的負荷及内在平衡，動态則指身體在活動狀态下所施于脊柱的力。這些負荷需要相應的關節、韌帶和肌肉來維持。

活動度

正常人脊柱有一定的活動度，但各部位活動度不同，頸、腰段活動度較大，胸段活動度極小，骶段幾乎無活動性。一般情況下頸段可前屈、後伸各35°~45°，左右側彎各45°，旋轉60°~80°。腰段在臀部固定的條件下可前屈75°~90°，後伸30°，左右側彎各30°~35°，旋轉30°~35°。檢查時醫師固定患者肩部，囑被檢者做前弓、後仰、側彎、旋轉等運動；檢查胸椎活動度可先固定骨盆再旋轉肩部，注意觀察有無異常改變。

動物脊柱

脊椎動物身體背部中央的脊梁骨，由多節的脊椎骨連接組成，成為支持身體的中軸和保護脊髓的器官。脊索是脊柱的原始結構，在胚胎發育和系統發育中均如此。脊索動物門的動物在早期發育階段都具有脊索，但隻有低等脊索動物才終生保留。脊椎動物（脊索動物門中的一個亞門）隻在胚胎時期有脊索，以後即由脊椎骨連接而成的脊柱所代替。

脊椎骨典型脊椎骨的中央部分是椎體，椎體背面是椎弓，椎體和椎弓之間的大孔，叫椎孔。各椎骨的椎孔相連形成椎管，内容脊髓。椎體的腹面有脈弓，各椎骨的脈弓相連形成脈管，内有血管。椎弓與脈弓都有延伸的棘，分别稱為椎棘和血管棘。魚的尾椎就有這種結構。在軀幹部有體腔和肋骨，無脈弓，椎體以橫突與肋骨相連。

魚類、有尾兩栖類的尾椎都有脈弓，爬行綱、鳥綱和哺乳綱動物的脈弓一般已消失，有些還保留着，叫人字骨。

陸生脊椎動物，除以上各部外，脊椎骨還有以下幾種突起：自椎弓向前伸出一對前關節突，向後伸出一對後關節突，向兩側與椎體連結處伸出一對橫突。前關節突的關節面朝上或朝内，後關節突的關節面向下或向外，兩者形成關節。

椎體的類型順次排列的脊椎骨是以椎體的兩端相互關節銜接的，根據椎體兩端的形狀，椎體可分為以下5種類型（見圖）。

雙凹型椎體

椎體前後端有凹陷，椎體間保存着退化的脊索，并呈細線狀穿過椎體。魚類、有尾兩栖動物和少數古老的爬行動物（如楔齒蜥）的椎體屬于這一類型。椎體間的關節活動範圍較小，所以缺乏局部的運動。

前凹型椎體

椎體前端凹入，後端凸出，兩椎體間的關節比較靈活，脊索雖然仍殘留一部，但不成為連續的索狀。多數無尾兩栖動物、多數爬行動物屬于這一類型。

後凹型椎體

椎體前端凸出而後端凹入，椎體相接形成活動關節。兩栖動物(多數蝾螈及無尾類的一部分)及少數爬行動物屬于此類型。

馬鞍型或複凹型椎體

椎體兩端成橫放的馬鞍形，椎間關節活動範圍很大，脊索已不存在。鳥類頸椎屬于此型。鳥頭可轉動180°,能用喙啄尾脂腺，将尾脂腺所分泌的油脂塗在羽毛上，就是因為有這種馬鞍型椎體的關系。

雙平型椎體

椎體前後兩端扁平，椎體之間墊以纖維軟骨的椎間盤以減少活動時的摩擦。哺乳動物的椎體屬此類型。

各類脊椎動物脊柱的比較脊椎動物在進化過程中，脊柱的演變一方面是增加其堅固性，另一方面是增加其靈活性。低等脊椎動物的脊柱分化少，如魚類的脊柱隻包括軀椎和尾椎兩部。陸生脊椎動物的脊柱，由于生活環境變化很大，運動和支持身體的情況顯然與水生動物不同。執行不同功能的脊柱。就出現了适應陸地生活在形态上的顯著分化，脊柱逐漸分化為5區：頸椎、胸椎、腰椎、薦椎和尾椎。

圓口綱

脊索終生保留，外包以厚的脊索鞘，在脊索背面每一體節内有兩對小軟骨弓片，相當于椎弓的始基，它們雖然不起任何的支持作用，但這些弓片代表着原始脊柱的萌芽。而在脊索則全長一緻，沒有任何分化。

軟骨魚綱和硬骨魚

适應水中生活，脊柱分化少，僅分為軀椎及尾椎,兩者的差别在于尾椎有脈弓,軀椎有肋骨相連。在不同魚類中，可以看到脊柱逐漸代替脊索的過程，反映出在系統發生中脊柱的不同發展階段。鲟（軟骨硬鱗魚類）的脊柱已較圓口類進步,除椎弓外,還形成了血管（脈）弓，但缺少椎體。脊索終生存在，仍為支持身體的主要結構。鲨魚（軟骨魚類）的脊柱雖仍為軟骨，但已是完整椎骨的結構,椎弓與血管弓之外,椎體已經形成，脊索已退化，僅殘留于椎體之間。硬骨魚的脊柱已完全骨化，形成強有力的支柱，在椎體及椎弓上開始有關節突和橫突等突起。

兩栖綱

脊柱分化為頸椎、軀椎、薦椎和尾椎。比魚類多了頸椎和薦椎的分化，魚類無頸椎，頭部不能轉動，兩栖動物頸椎的分化使頭部稍能轉動，但還隻有一塊頸椎，是過渡階段。上陸的兩栖動物四肢需承受體重，與此相關，脊柱上有薦椎的分化，但還隻有一塊。魚類偶鳍不承受體重，腰帶不與脊柱相接，脊柱也沒有薦椎的分化。在早期的兩栖動物化石中，腰帶也有不連于脊柱者,因此沒有薦椎的分化。由此可見，薦椎的分化,是由于腰帶與脊柱直接相連，後肢對身體載重的直接後果。

爬行綱

具相當完全适應陸地生活的結構。脊柱分化為頸、胸、腰、薦及尾5個區域。頸椎數目比兩栖動物較多（蜥蜴8塊）,最前兩塊頸椎又分化為寰椎和樞椎，寰椎失去自身的椎體，與樞椎相合成為齒突，寰椎能與頭骨一起在樞椎的齒突上轉動，從而使頭部能仰俯及左右轉動，使頭部的感覺器官得到更充分的利用。胸椎極其明顯，與肋骨、胸骨相連成為胸廓，胸廓除有保護内髒的功能外，還和肺呼吸有關。薦椎的數目也加多，最少是兩塊，有寬闊的橫突與腰帶相連，後肢承受體重的能力比兩栖動物有所增強。

鳥綱

脊柱的分區與爬行動物相同，但由于适應飛翔生活變異較大。頸長，頸椎數目大大增多（雞13～14塊，天鵝多達25塊），椎體呈馬鞍形，使頸部轉動極為靈活。貓頭鷹頭部的轉動範圍可達270°。綜薦骨是鳥類特有的結構，它是由最後一個胸椎，全部腰椎和薦椎連同前面幾個尾椎愈合形成的。綜薦骨再與腰帶骨相愈合,形成很堅固的腰薦部。現代鳥類的尾椎數目減少,最後幾塊尾椎愈合成一塊尾綜骨，扇形的尾羽即着生在此骨上。

哺乳綱

頸椎總是7塊,這是哺乳動物特征之一。長頸鹿與鲸的頸長短相差雖很懸殊，但頸椎的數目卻相同，隻是每塊椎骨的長短不同。水生哺乳動物頸椎相接很緊。有的甚至愈合成為1塊，反映在水中生活頭部少活動的特點。地下穴居的種類（如鼹鼠）頸椎很短。跳鼠頸椎變短并有愈合的現象，這樣可防止在跳躍時頭部劇烈的擺動。

頸椎的共同特點是：椎弓短而扁平，棘突低矮，全無肋骨相連，橫突上有橫突孔，椎動脈由此通過。

胸椎數目變化較大，由9～25塊，例如，兔為12塊，馬為18塊，象為20塊。胸椎的共同特點是:棘突發達,強有力的舉頭肌群就附着在棘突的垂直面上，各胸椎全與肋骨相連，橫突短小，前後關節突也小而扁，彼此很靠近。

腰椎一般為4～7塊,鲸則多達21塊，單孔目少到2～4塊，兔、狗、貓均為7塊。腰椎的共同特點是：椎體粗，棘突寬而大，橫突長，伸向外側前方，無肋骨附着。

薦骨一般為3～5塊，狗及貓均為3塊，兔為4塊，人為5塊。薦椎的特點是：棘突較低矮，椎體及突出等部全愈合為一整塊，叫薦骨。薦骨是後肢腰帶與軀幹連接的部分，前面1～2塊薦椎兩側突出成翼，薦骨翼與髂骨翼形成薦髂關節。通過薦部，後肢可推動軀幹并承受體重。鲸的後肢及腰帶均退化，相應的薦椎分化不明顯。

尾椎數目變化很大，由3～50塊。人和猿的尾椎為3～5塊，已退化為痕迹器官。尾椎靠前面的部分還保持着一般脊椎骨的突起，後面的尾椎已失去完整的椎骨外形，僅具圓柱狀的椎體。

脊柱各部的數目可以(脊)椎（公）式(簡作椎式)表示，用C、T、L、S、Cy分别表示頸椎、胸椎、腰椎、薦椎和尾椎。

總起來看，脊椎動物在進化過程中，原始的支持結構脊索逐漸被更為完善的新的支持結構脊柱所代替。無論是從個體發育上還是從種系發育上都可以看出：脊索是脊柱的原始形式，脊柱是脊索的進化産物。脊柱進化的趨向是由分區不明顯到分為明顯的五個區域；在支持身體與保護内髒方面趨于更加堅固；在轉動方面由水生到陸生趨于更加靈活。