蘇清泉醫師健康專欄

何謂腰椎間盤？其功能為何？

●腰椎的正常解剖結構

人體的腰椎位於身體的中段，是上連頸、胸椎，下連▲椎的那一部分脊柱。腰椎一共有五個，每一個椎體基本上都由椎體、椎弓及從椎弓上發出的突起（包括上、下關節突、橫突和棘突等）組成。

腰椎的椎體較頸椎和胸椎大而厚，主要由海綿骨組成，外層的緻密骨較薄。從側面看，椎體略呈楔狀，左右的長度大於前後的長度，並從上到下逐漸增大。椎體與椎體之間由椎間盤相連。

椎弓位於椎體後方，包括椎弓根、椎板、上、下關節突、棘突和橫突七個突起。椎弓根上方有一上切跡，下方有一下切跡，上一椎體的椎弓根下切跡與下一椎體的椎弓根上切跡共同構成椎間孔，椎間孔內有脊神經通過。雙側椎板間後中線處匯合形成棘突，即為觸摸後腰部時，我們可摸到的自上而下排列的一個個突起。從椎弓根和椎板連接處向兩側伸出者為橫突。棘突、橫突及上、下關節突都是肌肉、韌帶的附著部位，並由此連接上下腰椎。

椎孔是由椎體後方和椎弓共同形成，椎體的後面為椎孔的前壁。椎弓為椎孔的後壁和側壁。椎孔可為卵圓形、三角形或三葉草形。全部椎孔藉韌帶等組織相連而成椎管，椎管內有脊髓、馬尾和脊神經通過。

腰椎在胚胎生長、發育過程中較易形成一些先天性的解剖異常，如先天性的六個腰椎，第五腰椎與第一薦椎融合形成腰椎▲化，第一薦椎或第十二胸椎可發生移行關係形成腰化，第五腰椎棘突有時未融合而形成隱性脊柱裂，可造成腰痛症狀的第三腰椎橫突肥大，可與骼骨形成假關節的第五腰椎橫突肥大等。所有這些先天性的畸形都有可能成為腰部疾患的病理根源，在一些誘發條件下，則可由此產生腰部疼痛、下肢疼痛、麻木等症狀。

●腰椎的生物力學特點

腰椎，從靈活性上講，它不如頸椎，從穩定性上而言，它不如胸椎，但是，從生物力學角度講，腰椎卻有舉足輕重的作用。那麼，腰椎的生物力學特點有那些呢？

腰椎的生理曲度︰正常情況下，腰椎為前凸曲度，頂端在第三、四腰椎體前面。這種前凸為人類所特有，是在幼兒站立後，才逐漸形成的。形成這種前凸的原因，是因為背負重物而造成椎體及椎間盤前實後薄（尤其是椎間盤），所以它是一種續發性的曲度。腰椎曲度在性別上有些差異，一般女性較男性為大。腰椎正常生理曲度的存在，是脊椎自身穩定和平衡的表示。腰椎生理曲度發生變化時，可引起相關部位的慢性勞損性（過度疲勞）疼痛，有時非腰部疾病，也可造成腰椎生理曲度改變，如先天性髖關節脫位，可造成腰椎生理前凸增加。

●腰椎的連結和支持

腰椎的連結和支持除了下面將要著重介紹的椎間盤之外，周圍的韌帶、肌肉及髖部、胸腹部的肌肉也發揮重要的作用，主要的韌帶有前縱韌帶、後縱韌帶、黃韌帶、棘間韌帶，及棘上韌帶。一旦腰椎的韌帶發生損傷，也會造成腰部不同程度的疼痛。腰部、髖部和胸腹部支持腰椎穩定的肌肉相當多，直接作用於腰椎的肌肉有背闊肌、下後鋸肌、▲棘肌、腰方肌、腰大肌等，間接作用於腰椎的肌肉有腹前外側壁肌肉、臀大肌、股二頭肌、半腱肌、半膜肌等。這些肌群以腰椎為軸心，前後、左右相互平衡和協調，協助韌帶構成腰椎相對穩定，維持腰椎於某一特定狀態，提供動力，使腰椎產生各個方向的運動，並承受施於軀幹一定程度的外力。外傷、勞損或傷寒，可使上述肌肉及其筋膜發生病變而產生腰部症狀，例如腰背部肌纖維組織就是一種典型的肌肉、筋膜病變。

●腰椎的負荷

腰椎的負荷相當大。站立時，軀幹、上肢和頭部的重量可經過腰椎（尤其是椎間盤）向下傳導。坐時，重力對腰椎的影響可略微減少一些，即使是完全臥床全身放鬆睡眠時，椎旁的肌肉仍然對腰椎間盤產生擠壓作用，而在人體背、抬、搬、推重物等活動時，腰椎所承受的外界力量則更大，尤其是腰椎下部承受力更大。因此，腰椎比其它關節較易早期發生退化性改變，特別是椎間盤髓核的退化。

●腰椎的活動範圍

腰椎所能進行的活動主要是前後運動的屈曲、後伸，左右運動的側屈及水平面上的左右旋轉，以及三者之間同時作用綜合形成的環轉運動。近來流行的呼拉圈運動就是腰部環轉運動的一種形式。在腰椎上述運動中，以屈曲和後伸的活動最為頻繁。腰椎的活動範圍在脊柱活動中居於中等程度，即比頸椎少一些，但比胸椎又強一些。那麼，腰椎各方向上的活動範圍到底有多大呢？

腰椎的前屈有別於人們俗稱的「彎腰」。一般認為彎腰的活動範圍較大，很多人甚至可以在挺直膝蓋的姿勢下彎腰，並將手指觸及地面，但實際上彎腰時大部分運動發生在髖關節，而並非是腰椎單獨運動的結果。腰椎在後方黃韌帶、棘間韌帶、棘上韌帶、後縱韌帶等限制下，一般只能前屈四十五度左右，即僅為整個彎腰動作範圍的百分二十左右。腰椎的前屈是上一椎體下緣在下一椎體上緣表面向前滑動的結果。腰椎的後伸則與前屈相反，為上一椎體下緣在下一椎體上緣向後方滑動，此時主要是因為前縱韌帶及後方突出的骨性結構成為限制因素，因此後伸範圍略小，為三十度左右。

測量腰椎活動範圍的方法一般是利用量角器，在被檢查者自然站立或坐姿的情況下測定。其具體方法如下︰

前屈、後伸：在自然站立的情況下，量角器軸心置於側面腰椎活動度最大處（一般在第四至第五腰椎之間），量角器固定端與大腿側面中線平行，活動端與軀幹側面中線平行，隨軀幹而動。正常值為前屈四十五度（保持骨盆固定時，不固定時則可達九十度），後伸為三十度。

左、右側屈︰在自然站立的情況下，受試者雙手抱後枕部，量角器的固定瑞與臀中線平行，活動端與腰背中線平行，隨軀幹側屈而動。左右側屈的正常值約為三十度。

左、右旋轉︰在坐姿的情況下，固定受試者骨盆，受試者雙手抱後枕部作軀幹旋轉，量角器軸置於頭頂中點，固定端與頭冠狀縫平行，活動端隨軀幹轉動而動。左右旋轉的正常值為四十五度。

腰椎的活動範圍與年齡成反比，即隨著年齡的增長，腰椎的各個方向上的活動範圍逐漸減少。一般兒童期腰椎的活動範圍較大，尤其是後伸運動，在一些從小進行體操、武術或雜技訓練的人，這種較大範圍的後伸運動甚至可以保持至成年。因此，從另一方面講，腰椎的活動範圍大小還是與平常的鍛鍊有密切關係。

●何謂腰椎間盤？

腰椎間盤與頸椎、胸椎的椎間盤一樣，位於二個椎體之間，是一個具有流體力學性能的結構。它由髓核、纖維環和軟骨板三個部分組成，其中髓核為椎間盤中央部分，纖維環為周圍部分，包圍髓核、軟骨板為上、下部分，直接與椎體骨組織相連。整個腰椎間盤的厚度為八～十公釐。

髓核︰為一黏性、透明膠狀物質，內含百分之八十的水分。因為它被包圍在纖維環之中，具有流體的物理學特點，所以通過變形作用，可將椎體所傳來的壓力放射狀地平均散開。髓核的作用主要有︰

承擔上、下椎體之間的壓力，保持兩者之間的一定距離。

在突然承受外力的情況下，會起吸收震盪作用。

腰椎運動時，起類似軸承的作用。

纖維環︰為一彈性纖維環，纖維斜行緊密分層排列，包圍髓核，牢固地附著在椎體兩端，構成椎間盤的外圍部分。它的主要作用有︰

類似一盤旋的彈簧，使上、下椎體互相連結，保持腰椎的穩定性。

保存髓核的液體成分，維持髓核的位置和形狀。

良好的彈性性能使每個椎間隙都有一定的活動度。

前縱韌帶和後縱韌帶的加強，可在一定程度上限制腰椎各個方向上的過度運動。

軟骨板︰為一透明無血管的軟骨組織。主要作用有︰

保護椎骨，以免在承受壓力時發生壓迫性椎骨萎縮。

除了固定和分隔作用外，它還是椎體和椎間盤之間的液體和營養交換的場所。

在幼兒時，為椎體骨質的生長區域。

腰椎間盤原有血管分布，二十歲以後血液循環逐漸消失，成為一個無血管的組織。椎間盤的水分也逐漸隨年齡降低，胎兒時纖維環、髓核的水分分別為百分之八十和九十，發育至成年時，各減少百分之十，三十歲左右則分別降至百分之六十和百分之七十五至七十八。

●腰椎間盤的功能

腰椎間盤與頸段、胸段椎間盤的功能基本相似，在幫助脊柱承受軀幹重量，聯繫肢體、保持整個身體正常的生理姿勢，進行軀幹的各種運動時，腰椎間盤發揮著特殊的功能，具體的功能有︰

聯結上、下腰椎椎體，並使椎體之間有一定的活動度。

保持腰段的長度︰正常情況下，椎間盤佔整個脊柱長度的五分之一，因此，腰椎間盤維持了腰段的長度。

維持脊柱的生理曲線︰由於腰椎間盤前方厚、後方薄，使腰椎出現生理性前凸曲線。

維持椎間孔及側方小關節的大小和距離︰由於椎間盤的高度，使腰椎椎間孔在正常情況下為脊神經根粗細的三～十倍，兩者保持一定的距離。一旦出現椎間盤突出或椎間關節失穩等現象時，可導致椎間孔內神經根的受壓或受刺激而產生一系列症狀。

使椎體表面承受相同的壓力︰雖然椎體有一定的傾斜度，但髓核的半液體狀結構，使整個椎體表面承受相同的壓力。

緩衝作用︰椎間盤是彈性結構，特別是髓核具有變形作用，在人體跳躍、高處跌落，或肩、背、腰部突然荷負重物時，可產生吸收震盪及逐漸減壓的作用，以達到緩衝的目的。

腰椎由於有前屈、後伸、側彎及旋轉等各種形式的運動，所以所承受的負荷會因運動方向、活動姿勢、負荷量的不同，而受到不同程度的張力、壓力和剪力。一般是在纖維環的凸側承受最大的張力，在凹側承受最大的壓力，在腰椎旋轉時則產生剪力，在伸直膝關節，向前彎腰，伴隨負重時，椎間盤的負荷最大，仰臥時椎間盤的負荷最小。不過即使是在肌肉放鬆的平臥姿勢，腰部髓核的壓力也仍在十二公斤以上，而在較劇烈活動或搬取重物時，則可增至數百公斤。

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