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1、中 国 骨 伤 2 0 0 8 年 8 月 第 2 1 卷 第 8 期 C h i n a J O r t h o p & T r a u m a , A u g . 2 0 0 8 , V o l . 2 1 , N o . 8脊 柱 的 稳 定 是 一 个 倍 受 关 注的 话 题 , 由 此 引 出 的 种 种 学 说 、 疗法 、 技 术 层 出 不 穷 。 尤 其 是 近 年 来随 着 脊 柱 微 创 外 科 技 术 的 不 断 成熟 , 高 科 技 材 料 向 生 物 医 学 领 域的 渗 透 , 各 种 有 关 脊 柱 稳 定 的 手术 方 法 屡 见 报 道 , 可 以 说 我
2、 们 迎来 了 一 个 学 术 繁 荣 、 技 术 多 样 、 百花 齐 放 的 脊 柱 外 科 新 时 代 。 但 是 ,面 对 这 些 热 门 技 术 也 需 要 我 们 冷静 地 思 考 一 些 问 题 : 内 置 的 器 具 和 外 在 的 支 撑 究 竟 能 为 脊 柱提 供 多 大 的 稳 定 程 度 ? 在 考 虑 脊 柱 稳 定 的 同 时 是 否 注 意 了 相应 的 功 能 替 代 和 应 力 遮 挡 ? 材 料 疲 劳 和 结 构 失 效 如 何 克 服 ? 我们 的 努 力 是 否 达 到 了 预 期 目 标 ? 为 了 探 讨 这 些 问 题 , 有 必 要 回顾 一
3、 下 有 关 脊 柱 的 稳 定 及 失 稳 因 素 。1 脊 柱 的 稳 定 因 素1 . 1 脊 柱 的 静 态 稳 定 脊 柱 是 靠 椎 体 、 关 节 突 、 椎 间 盘 、 韧 带和 关 节 囊 等 组 织 来 维 持 其 稳 定 的 。 上 述 组 织 的 弹 性 模 量 较 肌肉 高 , 承 受 外 力 时 变 形 小 , 所 以 又 称 为 脊 柱 的 静 态 稳 定 系 统 。近 年 来 , 模 拟 上 述 组 织 的 人 工 材 料 很 多 , 有 些 已 经 大 量 投 放 市场 , 有 些 正 在 研 发 过 程 中 , 核 心 技 术 是 解 决 材 料 的 生 物
4、 相 容 性和 应 力 适 应 性 。1 . 2 脊 柱 的 动 态 稳 定 肌 肉 既 是 维 持 脊 柱 稳 定 的 因 素 , 也 是脊 柱 活 动 的 原 动 力 。 在 静 态 下 靠 自 身 张 力 维 持 脊 柱 的 姿 态 , 受力 时 则 以 主 动 收 缩 来 增 强 脊 柱 的 稳 定 , 所 以 又 称 脊 柱 的 动 态稳 定 系 统 。这 一 系 统 由 两 类 肌 肉 组 成 。 一 类 是 速 度 杠 杆 , 这 类 肌 肉 的纤 维 是 平 行 排 列 , 肌 纤 维 与 肌 肉 的 长 轴 平 行 或 近 似 平 行 , 肌 肉的 外 形 多 呈 带 状 和
5、 梭 状 , 如 胸 锁 乳 突 肌 、 菱 形 肌 和 腹 直 肌 等 ,这 类 肌 肉 一 般 都 跨 过 两 个 关 节 , 肌 纤 维 较 长 但 数 目 较 少 , 主 要参 与 一 些 动 作 的 启 动 , 起 速 度 杠 杆 的 作 用 , 常 发 生 急 性 牵 拉 性损 伤 。 另 一 类 是 力 量 杠 杆 , 肌 肉 的 纤 维 是 倾 斜 排 列 , 肌 纤 维 与肌 肉 的 长 轴 倾 斜 , 状 如 羽 毛 , 故 称 羽 状 肌 或 半 羽 状 肌 , 或 呈 扇形 而 称 为 扇 形 肌 ( 如 臀 大 肌 ) 。 这 类 肌 肉 主 要 功 能 是 负 重
6、、 维 持姿 势 和 稳 定 肢 体 , 一 般 跨 过 一 个 关 节 , 起 力 量 杠 杆 的 作 用 , 常发 生 慢 性 疲 劳 性 损 伤 或 静 力 性 损 伤 。 目 前 , 这 一 系 统 存 在 的 问题 比 较 多 , 比 较 突 出 的 是 由 于 人 们 生 产 生 活 方 式 的 变 革 , 长 时间 的 低 头 及 坐 位 引 起 的 维 持 姿 势 肌 群 的 疲 劳 和 劳 损 , 正 在 改变 着 运 动 系 统 的 发 病 年 龄 及 疾 病 谱 。1 . 3 脊 柱 稳 定 的 辅 助 因 素 脊 柱 功 能 的 多 样 性 决 定 了 结 构的 复 杂
7、 性 , 这 点 在 举 重 运 动 员 的 力 量 和 技 巧 运 动 员 的 活 动 范围 得 到 了 充 分 体 现 , 完 成 上 述 运 动 不 但 需 要 健 康 的 骨 、 关 节 、韧 带 和 肌 肉 , 胸 廓 、 腹 压 、 骨 盆 及 四 肢 姿 势 与 功 能 也 是 非 常 重要 的 因 素 。 可 以 这 样 认 为 , 上 述 因 素 是 影 响 脊 柱 稳 定 的 充 分 条件 。 在 多 数 文 献 里 将 这 些 因 素 归 结 为 脊 柱 失 稳 的 相 关 症 状 或体 征 , 而 忽 略 了 作 为 原 始 病 因 而 应 该 给 予 的 关 注 和
8、处 理 1 。2 脊 柱 失 稳 的 因 素脊 柱 由 稳 定 到 失 稳 是 一 个 动 态 的 渐 进 过 程 , 有 一 个 由 量的 积 累 到 质 的 变 化 过 程 。 其 间 经 历 了 比 较 复 杂 的 代 偿 过 程 , 功能 、 结 构 及 代 谢 的 代 偿 同 时 存 在 , 互 相 影 响 。 一 般 来 讲 , 功 能 代偿 发 生 得 快 , 结 构 代 偿 出 现 比 较 晚 。 长 期 功 能 代 偿 会 引 起 结 构的 变 化 , 结 构 代 偿 能 使 功 能 持 久 增 强 , 而 代 谢 代 偿 则 是 功 能 与结 构 代 偿 的 基 础 。 下
9、 列 因 素 对 这 一 过 程 的 影 响 比 较 密 切 。2 . 1 应 力 集 中 应 力 是 物 体 抵 抗 外 力 造 成 变 形 的 内 力 , 它 的大 小 与 外 力 相 等 而 方 向 相 反 。 人 体 各 种 组 织 器 官 在 承 受 外 力时 同 样 也 产 生 应 力 , 根 据 应 力 的 方 向 可 归 纳 为 压 应 力 、 拉 应 力和 剪 应 力 。 当 某 个 方 向 的 应 力 远 远 大 于 其 他 方 向 或 其 他 方 向为 零 应 力 时 , 称 为 应 力 集 中 。 应 力 集 中 在 工 程 方 面 可 以 引 起 材料 或 结 构 的
10、 破 坏 , 在 人 体 则 由 于 应 力 适 应 性 而 引 起 一 系 列 复杂 的 生 理 和 病 理 反 应 。稳 定 脊 柱 的 结 构 受 3 种 因 素 控 制 : 遗 传 、 激 素 活 性 及 载 荷 。1 8 9 2 年 德 国 的 医 学 博 士 W o l f f 提 出 了 关 于 骨 变 化 的 定 律 : 骨功 能 的 每 一 改 变 , 都 有 与 数 学 法 则 一 致 的 内 部 结 构 和 外 部 形态 的 变 化 。 这 一 定 律 同 样 适 用 于 脊 柱 。 1 9 6 4 年 F r o s t 提 出 了 代谢 途 径 、 生 长 因 子 和
11、 空 间 极 化 效 应 三 者 对 骨 细 胞 活 性 的 调 节作 用 2 , 尤 其 是 后 者 虽 然 没 有 引 起 广 泛 的 关 注 , 但 大 量 的 事 实足 以 让 我 们 深 思 。 空 间 极 化 效 应 是 一 切 生 命 物 质 的 基 本 属 性 。骨 的 空 间 极 化 效 应 是 指 骨 细 胞 的 活 性 在 应 力 作 用 下 的 方 向 专 论 脊 柱 失 稳 的 因 素 及 其 对 策董 福 慧( 中 国 中 医 科 学 院 骨 伤 科 研 究 所 , 北 京 1 0 0 7 0 0 )关 键 词 脊 柱 ; 关 节 不 稳 定 性 ; 治 疗S p
12、i n e i n s t a b i l i t y a n d i t s m e a n s o f m a n a g e m e n t D O N G F u h u i . I n s t i t u t e o f O r t h o p a e d i c s a n d T r a u m a t o l o g y , C h i n aA c a d e m y o f C h i n e s e M e d i c a l S c i e n c e s , B e i j i n g 1 0 0 7 0 0 , C h i n aK e y w o r d s S
13、p i n e ; J o i n t i n s t a b i l i t y ; T h e r a p yZ h o n g g u o G u s h a n g / C h i n a J O r t h o p & T r a u m a , 2 0 0 8 , 2 1 ( 8 ) : 5 6 3 5 6 5 w w w . z g g s z z . c o m5 6 3 中 国 骨 伤 2 0 0 8 年 8 月 第 2 1 卷 第 8 期 C h i n a J O r t h o p & T r a u m a , A u g . 2 0 0 8 , V o l . 2
14、1 , N o . 8性 。 骨 所 承 受 的 大 部 分 生 理 载 荷 是 肌 肉 的 牵 拉 力 , 体 重 的 载 荷不 足 肌 力 载 荷 的 0 . 3 % , 这 两 种 力 不 仅 是 骨 发 生 畸 变 的 载 荷 ,而 且 也 间 接 控 制 着 骨 细 胞 活 性 的 空 间 极 化 、 骨 的 形 状 、 大 小 和定 位 。 在 人 体 颈 、 肩 、 腰 、 臀 、 四 肢 关 节 的 骨 突 部 位 , 这 些 应 力 集中 点 上 常 见 的 骨 质 增 生 、 筋 膜 肥 厚 、 肌 肉 肥 大 等 正 是 这 种 空 间极 化 效 应 的 佐 证 。 以
15、最 常 见 的 椎 体 唇 样 增 生 为 例 , 发 生 的 部 位都 在 负 重 和 活 动 范 围 相 对 较 大 的 颈 腰 段 脊 柱 , 而 且 增 生 的 骨质 呈 非 常 明 显 的 方 向 性 生 长 。 如 骨 骼 为 了 在 主 应 力 方 向 承 担更 大 的 载 荷 , 便 在 骨 的 质 量 和 结 构 两 个 方 面 得 到 加 强 , 结 果 便形 成 了 我 们 常 说 的 骨 质 增 生 , 骨 刺 形 成 。 在 软 组 织 方 面 , 应 力的 集 中 或 超 限 的 载 荷 使 筋 膜 和 肌 肉 产 生 代 偿 性 增 生 肥 大 , 这种 筋 膜
16、肥 厚 和 肌 肉 肥 大 的 改 变 不 仅 使 组 织 结 构 和 功 能 发 生 了改 变 , 也 是 造 成 脊 柱 失 稳 的 潜 在 因 素 或 直 接 因 素 。 应 力 集 中 给脊 柱 的 治 疗 系 统 带 来 的 影 响 也 是 灾 难 性 的 , 常 见 的 固 定 装 置断 裂 、 松 动 、 变 形 等 , 都 是 应 力 集 中 惹 的 祸 。脊 柱 的 应 力 集 中 部 位 在 颈 、 胸 、 腰 和 骶 曲 的 弧 顶 。 这 也 是为 什 么 脊 柱 矫 正 疗 法 把 大 量 的 注 意 力 放 在 这 里 的 一 个 重 要 原因 。 近 年 来 用 于 临 床 的 激 光 、 射 频 、 臭 氧 疗 法 的 “ 靶 点 ” 也 是 应力 集 中 点 。2 . 2 平 衡 失 调 脊 柱 是 人 体 的 支 柱 , 脊 柱 及 其 周 围 软 组 织 是一 个 人 体 内 的 平 衡 系 统 。 这 个 平 衡 系 统 相 互 协 调 , 相 互 为 用 ,保 持 了 人 体 正 常 的 生 命 活 动 。 脊 柱 的
