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维持脊柱姿势稳定性的相关因素

 医路守候 2019-07-10

    脊柱稳定性可从被动(非收缩性结构/骨骼及韧带)、主动(肌肉)及神经控制3个系统描述,这3个系统间彼此相关,可以想象成一个三脚凳。如果任何一只脚不提供支撑,就会影响整体的稳定性。肌力或耐力不足及神经控制不良等原因共同造成脊柱节段的不稳定。

非收缩性结构对稳定性的影响

       任何一节段的关节活动度分为弹性区域和正中区域。当脊柱节段处于正中区域时,非收缩性的关节囊及韧带对于动作提供极微小的阻力,因此所提供的稳定度也极小。当一个节段移动到弹性区域时,非收缩性构造对动作的发生会产生被动阻力提供限制。当一构造限制特定方向上的运动时,关节囊及韧带内的感受器会感知动作的位置及位置的改变,反馈到中枢神经,因而影响神经控制系统。

肌肉对稳定性的影响

        颈椎及躯干肌肉不只扮演动态活动中由重力造成的动作的主动肌和拮抗肌,还是脊柱重要的稳定肌。若是没有躯干肌,脊柱在直立姿势下会崩塌。浅层和深层肌肉共同维持身体的直立姿势。

       附着在每一节段的深层核心肌肉提供脊柱每一节段动态的支撑并协助维持每一节段在稳定的位置上,提供椎间盘的稳定性。

      腹横肌和多裂肌扮演核心稳定肌的功能角色。这些深层肌肉与腰椎的每一节段都有连接,因此可以提供个别椎体间的控制及稳定程度。肢体快速动作造成姿势性干扰时,腹横肌及多裂肌等深层肌肉纤维最先产生运动。

       胸腰椎筋膜的后方排列方向及附着点由外侧缝开始。浅层纤维角度向下向内深层纤维角度向上向内;筋膜后方这些呈角度的纤维由相反方向将张力以相反方向传递到棘突,对抗棘突间的分离;外侧纤维承受向外的拉力,形成腰椎棘突间对抗分离的张力,因而提供脊柱的稳定性。

       腰背筋膜是一条广泛而多层的筋膜系统,包绕着竖脊肌、多裂肌及腰方肌,在这些肌肉收缩时提供支撑,这些肌肉体积的增加会增加筋膜的张力。背阔肌的筋膜及下距肌、腹内斜肌及腹横肌的纤维在胸腰椎筋膜的外侧相交,因此这些肌肉的收缩会增加这条有角度的金末的张力,从而提供稳定腰椎的外力。

        颈部在脊柱上的支点是寰枕关节。头的重心落在关节前方,因而有屈曲力矩。颈椎后侧肌肉对抗头部的重量(斜方肌及头半棘肌);下颌提举肌(嚼肌、颞肌、内侧翼状肌)对抗下颌受重力下压及喉前肌(舌上及舌下肌群)的张力将下颌提举起;斜角肌与提肩胛肌共同对抗颈椎所受前侧及后侧平移的外力。

        颈前直肌、颈外侧直肌、最长肌、头长肌及斜角肌,深层头颈屈肌在椎节间附着并提供颈椎及颈部的动态支撑。最长肌对于轴心伸直(后伸)动作而言是很重要的,并于胸锁乳突肌共同作用,产生颈部屈曲。如果没有最长肌在椎间的作用,胸锁乳突肌(SCM)尝试做出颈椎屈曲时会导致颈椎前凸。

神经控制对稳定性的影响

      颈部及躯干的肌肉是由神经系统活化及控制的,受外力及活动的改变所产生的周边及中枢机制影响。神经系统在正确的时机下协调肌肉对于可预期及不可预期的外力产生反应并根据外力的改变以正确的量调整硬度及动作。即前馈控制,中枢神经根据可预期的肢体动作所造成的躯干负荷活化躯干肌肉维持脊柱的稳定。在肢体活动前的所有躯干肌肉姿势反应也是由前馈机制活化,而腹横肌及多裂肌深层肌肉的预期性活化与姿势干扰的方向和速度无关。较浅层的躯干肌肉反应随手臂及下肢动作方向改变而反应,反应出姿势性铰链功能,控制身体改变时的重心位移。研究报告显示下背痛患者的腹横肌在所有动作方向上的激活较延迟,而腹直肌、竖脊肌及腹斜肌根据特定动作方向的肌肉激活也有延迟现象。

肢体活动对脊柱稳定性的影响

       如果脊柱缺乏足够的稳定,肢体-关节带肌群的收缩力量传导至身体近端使脊柱产生动作,对脊柱上的结构及支撑性软组织形成压力。举例:腹肌对抗髋关节主动屈曲髂腰肌产生拉力稳定骨盆及腰椎的作用可以避免腰椎前凸,对锥体产生向前的剪力。肋间肌及腹肌对于肋骨对抗胸大肌及前锯肌拉力的稳定性是必要的。

       重复性的活动或力量活动会造成脊柱肌群局部的疲劳。当稳定肌疲劳时,支撑脊柱的结构受伤的机率就会增加。研究显示一段时间的重复抬举动作,会造成脊柱及下肢关节动作模式明显的改变,同时肌肉的激活模式也明显改变,造成脊柱受压迫减少,但是腰椎遭受的前/后向剪力增加。髋关节、肩关节及颈部肌群的弹性及肌力失衡对脊柱会造成不对称的外力并影响姿势。

呼吸对姿势稳定性的影响

       吸气及胸椎的伸直会将肋骨提举起,肋间肌作为姿势肌的功能是稳定并移动肋骨。他们也扮演肋骨间的动态膜避免呼吸时的压力改变造成软组织被吸进或吹出肋骨。腹横肌在手臂快速动作时以前馈反应与横膈膜共同作用达到稳定功能。横膈膜的收缩及腹压的增加都发生在手臂快速动作前,完全与呼吸属于哪一期或手臂动作方向无关。在吸气与呼气的同时,腹横肌与横膈膜的张力性活动会有所调整以达呼吸的需求,当有重复性肢体动作时也提供稳定性。

腹横肌、横膈膜和盆底肌群协调收缩,增加腹内压,减轻脊柱的负荷,并提供稳定度

A:腹内压(IAP)增加,将腹横肌及腹内斜肌向外推,使胸腰椎筋膜张力增加,脊柱稳定性进而改善;

B:压力减少将降低稳定效应。


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