腰部的骨性结构由5个腰椎骨、骶骨和两侧髂骨组成。在两椎体之间的有椎间盘。椎间盘由软骨板、纤维环和髓核构成。软骨板是薄层透明软骨,上下各一,是椎间盘的上下壁,它与椎体骨紧密相连,是无血液供应的椎间盘与椎体血氧间物质交换的场所。纤维环由同心层排列的胶原纤维,弹力纤维和纤维软骨构成,各层纤维的方向彼此交错,牢固地附着在上下软骨和椎体骨质上,它允许椎体间有摇滚式运动,却限制过度的扭转和滑移活动,并能缓冲外力,吸收震荡。髓核由疏松网状胶原纤维、少量的软骨细胞和成纤维细胞构成,呈半胶状,主要成分为粘多糖复合物和大量水分。它被限制在纤维环和软骨板之间,随外力作用而改变位置和形状,并将外力均匀地传递到纤维环和软骨板上。
(一)腰段脊柱骨性结构
腰段脊柱由腰椎5个、相互融合的骶椎5节和尾椎3-4个,后者在成人合为一起。一个典型的脊椎骨在前方是构造比较简单的椎体,后方是构造比较复杂的椎弓,椎体外面有一层很薄的致密骨,内部是大量的骨松质,椎弓由1对椎弓根、1对椎板、1对横突、2对关节突和1个棘突组成。椎弓外表是一层稍后的致密骨质,内由少量的松质骨组成。
1、椎骨
(1)椎体:腰椎椎体的横断面也呈长圆形,即横径大于前后径。腰椎前方有大血管覆盖,手术时应注意勿误伤大血管。
(2)椎弓根与椎间孔:椎弓与椎体相连部分称椎弓根,而椎间孔是在2个椎骨之间,左右各一,脊神经由此孔穿出。此孔的上下为椎弓根,前面为椎体、椎间盘和后纵韧带,锥孔的后界为关节突及其关节囊,若此神经根因关节突、椎板、椎弓根骨折或脱位而受挤压,即出现神经根的压迫症状。
(3)椎板:寰椎有后弓并无椎板,从C2-L5的椎板都呈叠瓦式排列,上位椎板下缘向后翘起,有覆盖下位椎板的趋势,椎板构成椎管的后壁。黄韧带附着于下位椎板的上缘及上位椎板下部的内面,骨上位椎板的下缘没有黄韧带附着。因此作椎板切除术应自椎板下缘开始,操作相对方便。
(4)横突:腰椎横突位于椎体的稍后方,从L1-3横突逐渐正常,L4横突相对短,远端向上翘起,L5横突短而髋,有时和骶椎侧块融合或形成假关节,腰椎横突附有肌肉及韧带。骶椎横突融合在一起形成骶骨侧块,外面有耳状面和髂骨形成骶髂关节。
(5)棘突:除第1颈椎及骶尾椎的棘突不明显外,其余各椎体均有一棘突,由椎体中央伸向后方或后下方,棘突有棘上韧带及棘间韧带相连接。腰椎棘突短而宽,骶椎棘突多退化呈结节状。
2、椎管:自枕骨大孔下延续至尾骨,前沿为椎体、椎间盘和后纵韧带,后沿为椎板和黄韧带,左右各有椎弓根。椎管实际上是由各个脊椎的锥孔连接而成。在新生儿时,下腰椎管与颈胸及腰上段相似,也呈卵圆形,伴随后天负荷运动和劳作等,以致使腰骶部椎管逐渐演变成三角形,而造成椎管和神经根管的矢状径明显狭小。
(二)脊柱的关节与韧带
除骶尾椎外,每两个相邻脊椎之间都有少量活动。这些活动都是通过椎间盘和关节突关节来实现的。腰椎间盘位于上下两个椎体之间,整个脊柱共有23个椎间盘,由于部位不同,各椎间盘的厚度也不同,以腰椎最厚,胸椎最薄。
1、关节 相邻两椎骨间有椎体间关节(即椎间盘)和关节突间关节,后者为椎间小关节。椎间小关节有软骨面、滑膜和关节囊,他的关节面呈弧形,近矢状面排列,利于屈伸和旋转活动。腰骶椎间小关节多呈额状面排列。
第5腰椎和第1骶椎构成腰骶关节,此关节负重较大,是活动的腰椎与关节周围固定的骶椎、腰前突和骶后突的交接点,活动时应力很大。骶1椎体上缘与水平线的交角称为腰骶角,正常者为40-50°。腰骶关节承受躯干重力,并通过骶髂关节传至两下肢。腰5、骶1髂骨之间有坚强的韧带连接,以防止腰椎体向前滑移。椎弓关节为摩动关节,只是允许滑动运动,上关节面轻度凹陷,而下关节面则轻度凸出。腰椎关节面为矢状面(前后向的),但腰骶关节多为冠状面。
2、韧带 许多韧带能加强椎骨间关节的连接
(1)前纵韧带:纤维较髋而强壮,附着在椎体前面,由三层致密纤维组成,从枕骨大孔前缘直到骶骨的前上面。
(2)后纵韧带:在椎管内沿椎体后面从枢椎到髂骨。这个韧带由两层组成,比较狭窄,在椎体正中较厚,两侧较薄,后纵韧带可以限制脊柱的滑动,它包围椎间盘,加强了纤维环,但不减少椎间盘的弹性。从病理生理学方面来看,后纵韧带在脊柱的全长中并无间断,但自腰椎平面以下逐渐变窄。在腰椎与骶椎之间。宽度只等于原有的一半,腰骶间是承受动、静力最大的部位,故后纵韧带的变窄造成自然结构方面的弱点。椎体的前纵韧带和后纵韧带均与椎间盘相连。
(3)棘上韧带:此韧带含有弹力纤维,故坚韧有力。
(4)棘间韧带:连接二相邻棘突的深部,含有弹力纤维,在腰部特别发达。
(5)黄韧带:为一对坚强厚实的黄色弹力组织,含有弹力纤维,张于相邻二椎板之间,组成椎管软性后壁,其外侧部分形成椎间孔的后壁,腰部黄韧带厚约4mm。
(6)横突间韧带:位于腰椎横突之间,腰4、5横突间韧带参与构成髂腰韧带。
(7)髂腰韧带:位于腰、横突,骶骨和髂骨之间。有稳定腰骶关节的作用。棘上韧带、棘间韧带、后纵韧带和椎间小关节囊均有限制脊柱过屈的作用。
(三)腰部的肌肉与筋膜
脊柱借骶髂关节和整个顾鹏相连,当脊柱屈伸运动时,骨盆以髂关节为轴心上下转动。脊柱屈伸与骨盆的转动同时进行并相互协调,相互补充。躯干肌协调一致的收缩是脊柱活动的动力。作用于腰部的主要肌肉,按其解剖位置和作用可分为背侧组、前侧组和外侧组。
1、腰脊柱背侧肌大致可分为3层 为背阔肌及其下方腱部,骶棘肌,多裂肌,回旋肌等。骶棘肌位于棘突和横突之间,有伸直腰部的作用。一侧骶棘肌收缩可使脊柱侧屈、旋转。肌电研究表明:当脊柱开始前屈时,骶棘肌立即强度收缩,在腰部完全前屈后,肌肉变为松弛,当伸直脊柱时,骶棘肌重新收缩,直至脊柱恢复直立位置。
2、腰脊柱前侧肌为腹内、外斜肌和腹直肌,是脊柱的屈肌。
3、腰脊柱外侧肌为腰大肌和斜方肌 腰大肌起自T1-2和腰椎椎体的侧面、椎间盘和横突根部;向下延伸与髂肌会合成髂腰肌,止于股骨小转子。此肌为强力的屈髋肌;当下肢固定时,它可使脊柱前屈。髂腰肌是维持正常腰前突的重要因素。腰方肌起自髂嵴和髂腰韧带,向上止于12肋和腰椎横突,其作用为侧屈脊柱。腰背筋膜由前、中、后3层组成。当层最弱,起自腰椎体的基底,中层张于腰椎横突尖、第12肋和髂嵴之间;后层为髂嵴肌后面的坚强被膜。前、中、后3层相连形成腹横肌腱膜。背腰筋膜有保护肌肉和加强腰部支持力的作用。
(四)腰部的脊神经
脊神经自椎间孔穿出即分为前、后两支,后支又分为内、外侧支和棘膜支。外侧支大部分为运动纤维,支配骶棘肌。L1、2、3脊神经后支的外侧末梢组成臀上皮神经,分布于臀部皮肤。脊神经后的内侧支大部分为感觉纤维,分布在椎间小关节、椎板、棘突、棘间韧带和棘突两侧关节突连线以内的肌肉、筋膜以及脊柱两旁的皮肤。一脊膜支进去椎间孔,分布在硬脊膜、椎管内血管外膜、后纵韧带、纤维环边缘、椎体和椎弓内面。L2、3、4脊神经前支组成股神经和闭孔神经,其运动纤维支配髂腰肌、缝匠肌、耻骨肌、股四头肌和内收肌,而感觉纤维分布于大腿前内侧、小腿和足内侧皮肤。腰4、5至骶3脊神经前支组成坐骨神经,在梨状肌下面穿出坐骨大孔,沿大腿后侧下行,至腘窝分布为腓总神经和胫后神经,在下行至足部。坐骨神经运动纤维支配股后肌群、全部小腿和足部肌肉。感觉纤维分布于小腿和足外侧皮肤。T1-L3及S2-4的脊神经各分支中均包含自主神经末梢,通过自主神经通路传递冲动。