颈椎的解剖和生物力学

基础理论 - 生物力学
每月约有10%的人患有伴或不伴上肢放射痛的颈部疼痛。1/3以上的人有严重颈部疼痛。70%就诊的新发颈部疼痛的病人在1个月内症状缓解或改善,剩下30%病人中的绝大多数症状能够逐渐缓解。很少一部分急性颈部疼痛的患者转为慢性。
人的颈部是由多块骨骼、韧带、肌肉、血管和神经组成的复杂结构,这些结构均会引起“颈部疼痛”。因而,颈部会受诸如退行性骨关节炎、肌肉韧带的炎性疾病、血管功能不全以及很少见的神经受压综合征等的影响。
能引起颈部牵涉痛的其他部位的病理改变如肩部、膈肌、心脏或下颌使问题复杂化——因为肩胛锁骨关节的疾病、膈肌痉挛、高血压、心肌梗死或颞下颌关节综合征也可表现为颈部疼痛。肺尖和胸膜顶部的疾病可以影响臂丛而表现为C8或T1分布区的疼痛。因而颈部的解剖和生物力学非常重要。
颈部是脊柱中运动最灵活的区域,50%以上的颈部运动由寰枕关节和寰枢关节完成,剩余的50%的颈部运动均匀的分部于C3-7。
有许多力学系统可以引起颈部疼痛。7块颈椎间有14个关节突关节(即常说的小关节)和5对Luschka’s关节(即钩椎关节),并且肌肉和韧带结构不但受第11对颅神经的支配,同时还受位于两侧的8对颈神经的支配。肌肉和韧带的撕裂伤是颈部疼痛的最常见的原因,但可能同时存在其他的病理改变。小关节和钩椎关节间是滑膜连接,同其他滑膜关节有相同的炎性致痛病理过程。颈椎间盘吸收脊柱的轴向压力,起着“震荡吸收器”的作用。椎间盘的破裂和退行性变或纤维撕裂都可以引起严重的、难以诊断和治疗的局部疼痛。骨性结构本身可以因骨质疏松、代谢谢或其他过程而退变,导致病理性骨折和疼痛。
一般认为枕-C1区是一个独立的节段(包括枕骨、C-1椎体和两者之间的关节、这些关节上影响其运动的肌肉和韧带、此水平的脊髓和神经根),依次类推为C1-2、C2-3至C7-T1节段。
颅骨的重心位于脊椎中轴稍偏前,使头部自然前屈。为此,颈后肌群需要持续的张力使头保持直立位。在斜方肌上1/3的帮助下,颈后肌群的收缩和舒张使颈部作屈伸运动,屈伸运动绝大部分由寰枕关节完成,通常被称为“yes”关节(“点头”关节)。第11对颅神经的分支支配的斜方肌和胸锁乳突肌使颈部完成由点头意向转为点头动作,同时参与的还有位于该水平的C-1运动神经根,但没有C-1感觉神经根。
寰枢关节处的神经解剖很复杂,该水平的脊髓内不仅有长运动神经束的交叉,还有下行的第5对颅神经脊髓束,后者负责颜面部的痛温觉。位于该处的下位颅神经核很容易损伤,该处脊髓受压会引起各种各样的症状和体征(颈部疼痛、颈部屈伸受限、头痛、“洋葱皮样”面部麻木、低位颅神经麻痹、上肢无力、下肢强直),这对于接受过良好培训的临床医师来讲也会晕头转向,所以有上述主诉和症状的患者应该高度怀疑有枕-C1水平的病变。
C1-2水平的运动很大程度上受齿状突的影响,就象围绕一个稳定的针旋转一样。寰枢关节的旋转运动使其被称为“no”关节(摇头关节)。另外,颈部关节的运动可以随意控制,该关节最大可以旋转80o~100o。
真正转动颈部使头做“no”运动的主要是胸锁乳突肌,该肌肉连接在颅底的乳突上,为寰枢关节运动提供主要的力,后面的头大直肌连接在C-2棘突至颅骨,作为一个稳定器及平衡保护装置使强有力的胸锁乳突肌支配头部正确的运动,其他颈后肌群包括斜方肌也参与此稳定功能。胸锁乳突肌的运动主要是由第11对颅神经支配,同时有C-2和C-3神经的小分支辅助支配下部一半的肌肉。在C1-2节段,感觉神经部分组成巨大的C-2感觉神经根,其外周分为若干支,最大的一支是位于两侧的枕大神经。该神经负责上颈部和包括枕骨、颅顶和头皮的后半个头颅的感觉。在枕大神经穿过连接颈部肌肉与枕区的厚厚筋膜时可能被紧束起来,这可能是颅后疼痛和压痛的原因之一。颈后肌肉长期的收缩,导致肌肉僵硬或疲劳,这可以引起枕大神经受压,从而导致紧张性头痛综合征。
C2-3节段从某种意义上讲是高动度枕-C2节段和其他颈节段的转换节段,C2-3关节有多个组成部分:椎间盘、椎体关节和关节突关节。这些结构限制其自由运动同时也提供了高位水平不具备的稳定性。其有约10o的屈伸运动,5o到8o的旋转或侧屈运动。它很少有下颈椎常见的退行性关节炎改变。
C3椎体上面有C3神经根,下面有C4神经根。支配膈肌和颈部辅助呼吸肌的神经基本上源于这两组神经根(有时C-5神经根也参与其极小部分的神经支配)。这些运动神经根就像其他的颈部运动神经一样也参与支配颈深部肌群。C3的感觉支分布于颈部前上1/2部分,向上延伸到下颌角和耳廓。C4皮肤支分布于颈部的下1/2并延伸到锁骨区,C5~C8的皮肤支随臂丛分布于上肢。
从C3~4阶段向下相邻椎体间的运动基本相同。均可以进行大约10o的旋转或(和)侧屈,都有椎间盘、钩椎关节和关节突关节,虽然椎体、韧带或关节结构的任何病变均可导致局部疼痛,但更常见的病理改变是局部神经根受刺激为主的、剧烈的放射性疼痛。C4~T1阶段的病理改变往往引起上肢不同程度的疼痛神经功能障碍。
位于第4和第5颈椎之间的C5神经根支配三角肌,它还支配肱二头肌、冈上肌、冈下肌、前锯肌和肩胛提肌。所有的肌肉均后稳定肩部和外展上肢的作用。虽然在肱二头肌腱反射中C6神经根起很大的作用,但其也与C5神经根有关。C5神经的感觉支配很特别,包括整个肩部、上臂的桡侧和前臂中间以远。
位于C5和C6颈椎之间的C6神经根的运动支支配肱桡肌、肱二头肌,同时支配腕伸肌。临床上,桡骨膜反射与C6神经根有关,实际上C5神经也参与了。C6神经的皮支很特别,它分布在示指背部的桡侧。
C7神经根是臂丛后部的重要组成部分,其直接组成桡神经,由于这个原因,C7神经很大程度上影响肱三头肌、腕伸肌及手固有肌。它的皮肤感觉支支配中指,也支配示指肱三头肌反射也受该神经的支配。
出自第7颈椎下面第一胸椎和第一肋上面的C8神经根组成臂丛神经的下部和内侧束,它负责手的屈曲-握拳,该神经的感觉支分布于前臂的尺侧、手掌的背侧和尺侧直至第四和第五手指。这不同于尺神经的感觉支分布,后者仅分布于第四指的尺侧,而没有到达手掌的另外部分。
虽然位于不属于颈椎的T1-2节段,T1神经根也参与了臂丛的组成,支配手固有肌,它的感觉支分布于腋窝至上臂的中部。其没有特别的神经反射。