脊柱的功能單位就是活動(dòng)階段,它由相鄰的兩節脊椎及其間軟組織構成,能顯示與整個(gè)脊柱相似的生物力學(xué)特性的最小功能單位。椎體、椎間盤(pán)和前、后縱韌帶組成活動(dòng)階段的前部,相應的椎弓、推小關(guān)節、橫突、棘突和韌帶則構成其后部。在權弓相椎體之間則為椎管。
(1)活動(dòng)階段的前部:椎體主要是承受壓縮載荷,隨著(zhù)上部軀干重量的逐步增加,椎體變得越來(lái)越大。腰段脊杜的椎體高度和截面積均大于上方椎體,因此,可使這部分脊柱承受較大的毅椎間盤(pán)可分隔椎體,并能在環(huán)狀纖維和縱形的前后韌帶內形成張力。因此椎間盤(pán)可提供活動(dòng)階段中的液壓靜力功能,在椎間起緩沖墊作用,以貯存能量和分布載荷。
(2)活動(dòng)階段的后部:后部結構控制活動(dòng)階段的運動(dòng)。其活動(dòng)方向取決于椎小關(guān)節面的方向。在腰段,椎小關(guān)節面與橫截面呈直角,與冠狀面呈45°角。這樣的排列允許作屈、伸和側屈活動(dòng),但幾乎不能作旋轉活動(dòng)。腰骶關(guān)節與腰段的其他關(guān)節不同其關(guān)節面的方向和外形允許作一些旋轉活動(dòng)。以前認為關(guān)節面主要是控制活動(dòng)階段的運動(dòng),僅有一般的承載功能。但近年研究表關(guān)節面和椎間盤(pán)之間的載荷分配因脊柱的姿勢而不同,關(guān)節承載從0%~30%左右。脊柱在過(guò)伸位時(shí),關(guān)節面的承載功能特別明顯,說(shuō)明椎弓和椎間關(guān)節抵抗剪切力的重要性橫突和棘突是脊柱肌肉的附著(zhù)部位,這些肌肉的活動(dòng)引起脊柱運動(dòng),并提供脊柱的外源性穩定。
(3)脊柱的韌帶:韌帶是使脊柱保持內源性穩定不可缺少的結構,它們既對脊柱提供內源性支持,又將拉伸載荷一個(gè)椎體傳遞到另一個(gè)椎體,使脊柱在生理范圍內作平順的活動(dòng)而阻力極脊柱運動(dòng)通常是每個(gè)活動(dòng)階段的聯(lián)合動(dòng)作,包括沿橫軸、矢狀軸和縱軸的旋轉,限制任何部分的活動(dòng),即可增加其他部分的活動(dòng)。