|
脊椎承受的负荷首先是自身的体重，其次才是不同情况下的肌肉活动和外加负荷。腰椎是脊柱的主要负重区域，提出的临床的问题也较多，因此对这部位的研究工作也较为集中。研究工作分两个方面，其一，从静态分析研究腰椎的负荷及负荷情况下的平衡；其二，从动态分析研究腰椎在活动情况下的负荷及活动情况下的负荷的平衡。脊柱因有椎间盘、纵向韧带和黄韧带等连接结构，使其具有一定的弹性。矢状面上的生理性曲线也给脊柱带来弹性，所以，脊柱具有承受较大负荷的能力。另外，躯干肌肉在活动时能稳定脊柱，在任何位置情况下都能起到稳定脊柱的功能。站立位时维持其姿势的肌肉只需最小的工作量，但从肌电图观察，其活动情况仍是十分活跃的。 
关于重力中心与脊柱的关系，在躯干的上部的重力中心处于脊柱的前面，到腰部，其重力中心线位于第4腰椎中心的腹侧，即在脊柱运动线的腹侧，使运动节段处于前屈力距。维持这一力距依靠韧带的力量和背肌的力量。脊柱的任何活动都产生重力的移动，因此也产生力距的变动。 为了保持平衡，肌肉活动是主要抗衡力量，其中有骶棘肌、髂腰肌和腹肌为主要的调节肌。研究脊柱的运动要避免把脊柱孤立起来看待，而要把骨盆的位置对脊柱的稳定性的重要作用联系起来研究。骶椎向前向下倾斜，倾斜的角度是有临床意义的，当站立位时，其倾斜的角度成90°，为了适应这种倾斜，要骶椎间盘的楔形改变起着明显的代偿作用。 如果骨盆向后倾斜，腰椎的前凸将消失，角度就减少，同时还将影响胸椎，胸椎将出现轻度的后伸，以调整重力中心，整个脊柱的弧度也将变浅。骨盆向前倾斜时，骶角增大，为适应骨盆的前倾，腰椎向前凸和胸椎向后凸，这种姿势改变同时有肌肉参加活动。
当人处于坐位时，腰椎间盘的负荷要比直立位时为大，原因是，当坐位时，骨盆处于向后倾斜的位置，这时，腰椎的前凸弧形消失，原在腹侧的重力线则更向前移动，增加了力距，若躯干向前屈，力距将更进一步增加。若采用正直的坐位，骨盆前倾，腰椎前凸增加，力矩减少，腰椎的负荷也将减少。
卧位时，脊柱负荷最小，椎间盘的负荷也最小，因为此时已不受体重的影响。只因肌肉、韧带仍牵连着脊柱，使脊柱仍有负荷。例如，髋关节伸直时，腰肌将牵拉着椎体，可产生对腰椎的负荷；当髋关节屈曲和膝关节也处在屈曲位时，腰椎因腰肌放松而成平直，这时腰椎的负荷当然就小。
因此，放松腰肌是减少腰椎负荷的重要方法。重物是一种外来负荷，提物的重量和提物的方式，如物体的位置与脊椎活动中心的关系，脊椎屈曲和旋转的角度，物体的特征，其形状、大小、重量和密度等，均会影响脊柱的负荷。提重物时，椎体所承受的压缩负荷是有一定限量的，若椎体承受超过所能负荷的量值时，压缩力将导致病理改变，如发生骨折等，曾有人报道，椎体负荷达5000~8000牛顿时，将会发生骨折。另外，年龄因素和椎间盘退行性改变等因素，都会影响压缩力的作用。骨结构对压缩力的抗力作用比椎间盘对压缩力的抗力作用小，所以，骨结构破坏常常在先，椎间盘破坏在后。骨结构遭受到压缩力以后所形成的骨折有两种形式，一种为肉眼清楚可见的骨折，另一种是显微骨折，显微骨折的发生说明脊椎的应力和应变是疲劳骨折的原因。脊椎被极度弯曲和旋转时造成的过度张力，也可造成纤维环后侧的放射状撕裂，并因此发生椎间盘的破坏。因此，在提重物这一特定劳动条件下，在贴近身体提重物时，腰椎的屈曲力距比远离身体提重物时要小，越是贴近身体的物体重力，越与脊椎活动的中心之间的距离近，所以力臂也越短，弯腰力距的量值越小，腰椎的负荷也越低。物体的大小、重力、密度等因素都会影响脊柱的负荷。同等重量、密度的情况下，若物体的体积大小不同，也会因力臂长，腰椎弯曲时力距大的特点，而使负荷增加。另外，从体位来看，如果脊椎前屈提重物时，因椎间盘上既有体重的力量，又有弯曲力距。所以负荷将因之而增加。
假如采用屈曲膝关节的情况下提重物，则可以减轻脊椎的负荷，因为，屈曲膝关节时可使物体靠近身体，接近脊椎的活动中心，力距缩短，所以省力。在弯腰情况下提重物，韧带、肌肉将因其不同姿势而作出不同的反应，例如，有人观察到从地上提重物时，有靠腰肌为主要力量的腰提法，和有腰直立而靠腿的伸直的腿提法，两者相比，因腰提法时腰段躯干要屈曲超过60°，这时背肌活动到反而小于腿提法。因此，在屈曲60°的情况下，韧带所承受的强力将大大增加。
|
