腰椎・腰部の機能解剖

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関節突起および椎間関節

  • 関節突起の関節面の形状は、腰椎の運動とその安定性に大きく関与している

 

  • 上関節突起の関節面は、後内方を向き凹面をなし、下関節突起の関節面は前外方を向き凸面をなす

 

  • 連結する2つの腰椎を側方から観察すると、上位腰椎の下関節突起は、下位腰椎の上関節突起の内側に位置する

 

  • 仮に、連結した腰椎の上位腰椎を下位腰椎対し前方に滑らせようとすると、下関節突起が制動される

 

  • さらに、上位腰椎を下位腰椎に対し回旋すると、回旋と反対側の上下の関節突起(左回旋であれば右の)がぶつかり、回旋が制動される

 

  • 椎間関節の関節面は、頚椎では水平面に近いのに対し、腰椎ではほぼ垂直に起き上がっている

 

  • また、上位腰椎では矢状面に近く、下位腰椎では前額面に近く

 

  • 一方、胸椎の関節面は前額面を向く

 

  • つまり、胸腰椎移行部では急激な関節面の変化が起こる

 

  • 腰椎の上位に位置する胸椎では胸郭を形成し一塊となるため、胸部に大きな外力が加わると、そのストレスは胸腰椎移行部に集中しやすい

 

  • これは、外傷性対麻痺の好発部位が胸腰椎移行部であることに関連する

 

  • 上記のように、腰椎の関節面が矢状面に近くほぼ垂直であるため、腰椎の運動は屈曲・伸展方向への制限は少ないが、回旋および側屈方向には制限が大きい

 

椎弓根

  • 椎弓根は、椎体と棘突起や横突起などの後方要素をつないでいる

 

  • 後方要素は、棒状の突起はさまざまな方向へ伸びており、筋や靭帯が付着している

 

  • 後方要素の付着する筋の収縮はレバーを引くように作用し、その力が椎弓根を経て椎体に伝わる

 

  • 椎体自体に滑りや回旋を制動する術がないため、椎弓根が後方要素に加わった力を椎体へ伝えなければならない

 

  • そのため、椎弓根は強度が求められるが、その断面は厚い壁を有する円柱をなしている

 

各椎骨の特徴

  • 腰椎の基本的な構成要素は同一であるが、その形態は椎骨間で若干異なる

 

  • 特に第5腰椎は、仙骨と関節を形成していることもあり、特徴的である

 

  • 仙骨の仙骨底は前下方に傾斜しており、立位における仙骨底と水平面がなす角度(仙骨角)は約40°とされている

 

  • そのため、第5腰椎には常に仙骨上を前方へ滑る力が働いている

 

  • 第5腰椎と仙骨の連結部における前後方向の安定性には、前縦靭帯と腸溶靭帯が主に関与する

 

  • さらに、第5腰椎と仙骨の椎間関節の関節窩は広く、前額面に近い角度で傾斜しているため、この部位で発生する前方剪断力に部分的に抵抗することができる

 

  • 第5腰椎の椎体は前方が後方より厚く、楔形をしている

 

  • 前方と後方の厚さの比率は第5腰椎で 0.88 と報告されている

 

  • 第5腰椎の横突起は他の腰椎のものよりも太く、椎体から椎弓根の全長にわたって付着している

 

  • そこへ強力な腸溶靭帯が付着し、仙骨へ固定している

 

  • 第4腰椎は横突起が短く、椎体が他の腰椎より相対的に広めである

 

  • 第3腰椎は、関節面が相対的に中間的な方向を向き、横突起は長い

 

  • 第1腰椎と第2腰椎は関節面あ矢状面に近く、第1腰椎は第2腰椎より副突起が発達し、横突起が短い

 

腰椎の靭帯と椎間板

前縦靭帯

概要
  • 後頭骨底部から仙骨にかけて椎体と椎間板の前面を走行しており、頭側で狭く、腰椎領域では発達して広い

 

  • 上下の椎体に付着する短い線維と、いくつかの椎体をまたぐ長い線維から構成される

 

  • 深部では短い線維が走り、椎体の前面の骨あるいは骨膜に付着する

 

  • 椎間板上では線維輪の前面に付着している

 

  • 長い線維は深部の短い線維を数層で覆う

 

  • それは2~5つの椎体間を走行し、付着している

 

 

機能

  • 脊柱全体の安定性

 

  • 伸展および過度の前弯の制限

 

後縦靭帯

概要

  • 後頭骨底部から仙骨にかけて脊柱後面に付着している

 

  • 頭側で広く、腰椎領域では細くなる

 

  • そのため、腰部における椎間板ヘルニアを抑制する機能は限られる

 

  • 深層の短い線維は弓状に走行し、外側へ広がるようにして椎間板後面に付着している

 

 

機能

  • 脊柱全体の安定性

 

  • 屈曲の制限

 

黄色靭帯

概要

  • 短く厚い靭帯で、上下の椎弓板を連結している

 

  • 左右対称に存在し、脊柱管を閉鎖する

 

  • 上方は椎弓板の前面下部と椎弓根の下部に付着し、下方は下位の椎弓板上縁および背面に付着している

 

  • 外側部では、椎間関節の前面を走行し、その関節の下関節突起と上関節突起の前面に付着している

 

  • 他の靭帯と異なるのは、弾性を有することであり、中間位から最大屈曲すると35%伸びる

 

 

機能

  • 椎弓板の離開を防ぐ

 

  • 屈曲を制限する

 

棘間靭帯

概要
  • 棘間靭帯は上下の棘突起を連結する

 

  • 腹側部は黄色靭帯背側部から上位の棘突起下縁の前1/2へ、中間部は棘突起上縁の前1/2から上位の棘突起下縁の後1/2へ、背側部は下位棘突起上縁の後1/2から上位棘突起の後縁背側へそれぞれ付着する

 

 

機能

  • 屈曲の制限に作用する

 

棘上靭帯

概要

  • 棘突起先端に付着し、上下の棘突起を連結する

 

  • 腹部では腰背筋群の線維に混入し、不明瞭である

 

 

機能

  • 屈曲の制限に作用する

 

横突間靭帯

概要

  • 隣接する横突起間に広がる靭帯

 

  • 腰部では良く発達している

 

 

機能

  • 対側への側屈を制限する

 

腸腰靭帯

概要

  • 前腸腰靭帯は、第5腰椎横突起の前下縁の全長から後外側に走行し、腸骨稜前縁に付着している

 

  • 上腸腰靭帯は、第5腰椎横突起の先端から腰方形筋を包むように分割し、腸骨稜に付着している

 

  • 後腸腰靭帯は、第5腰椎横突起の先端から腸骨粗面に付着している

 

  • 下腸腰靭帯は、第5腰椎横突起の下縁と第5腰椎椎体から仙腸靭帯上を横切り、腸骨窩の上部と後方部分に付着している

 

  • 垂直腸腰靭帯は、第5腰椎横突起の前下縁から垂直に下方へ走行し、弓状線の後面に付着している

 

 

機能

  • 第5腰椎の仙骨に対する前方への滑りを制動し、回旋・前後屈・側屈を制限する

 

線維輪

  • 線維輪はタイプⅠコラーゲン線維から構成されるため、伸展に抵抗する

 

  • 線維輪の外側1/3の線維は椎骨の輪状骨突起に付き、上下の椎体を連結して靭帯のように作用する

 

  • 脊柱の捩れや屈伸では外側の線維は椎体の中心よりも離れるため、伸張が大きくなる

 

  • これらの運動に抵抗するように線維輪が機能する

 

  • 線維輪の線維は、水平面に対し傾斜して走行しており、隣接する層の線維は反対方向に走行している

 

  • 線維輪の線維の走行が一方向性ではなく交互性であることは、さまざまな方向への制動を可能とする

 

 

参考文献

腰椎・腰部の機能解剖学的理解の要点 (理学療法 28巻5号 2011年5月 根地嶋誠)