第三章 骨及骨连接
前已介绍运动系统的概况,本章将介绍全身各骨的名称和具体形态,以及各骨连接的名称、构造、和运动方式。
第一节 躯干骨及其连接
躯干骨包括脊柱和胸廓两个部分。脊柱是人体躯干的支柱，具有支持头部，支持和保护胸、腹、盆部器官，完成各种运动的功能。胸廓除支持保护胸部内脏外，还有完成呼吸运动的功能。
一、脊柱
脊柱vertebral column位于背部正中，上端接颅骨，下端达尾骨尖，分颈、胸、腰、骶及尾五段，由24个椎骨、一个骶骨和一个尾骨组成。它们借韧带、软骨和关节连成一个完整的脊柱。
1.脊柱各骨的形态
椎骨vertebrae共24个，可分为颈椎(7个)、胸椎(12个)和腰椎(5个)。它们都具有类似的形态和功能，但又有各自的特殊之处。
(一)椎骨的一般形态一般椎骨都有一个椎体和一个椎弓，椎弓上有七个突(图略3-3)。
椎体vertebral body约呈短圆柱状，内部为骨松质，外为薄层骨密。上、下椎体以软骨连成柱状，支持体重。椎弓vertebral arch在椎体后方，与椎体相连的部分叫椎弓根，稍细，上下各有一切迹，下切迹较明显。相邻椎骨之间在椎弓根处形成椎间孔intervertebral foramina。椎弓的后部呈板状，叫椎板。左右椎板相连形成完整的椎弓。椎体和椎弓共同围成椎孔vertebral foramen，24个椎骨的椎孔连成贯穿脊柱的椎管vertebral canal以容纳保护脊髓。椎弓上有七个突：向后方伸出的一个叫棘突spinous process，多数可在背部正中线摸到；左右各伸出一个横突transverse process，棘突和横突都有韧带和肌肉附着；椎弓上下各有一对突起，叫上、下关节突superior and inferior articular processes，相邻椎骨的上、下关节突相对，以关节面组成关节。
(二)颈、胸、腰椎的主要特征(图略3-1至图略3-4)
图略3-4 腰椎
⑴颈椎cervical vertebrae，共7个，第1、2颈椎属特殊椎骨，将单独介绍。一般颈椎的椎体较小，近似长方形，其上面的左右两端上翘，与上位椎骨椎体侧缘构成关节，有病变时可致椎间孔狭窄压迫脊神经，产生症状。颈椎椎孔较大。横突生有横突孔，是颈椎最显著的特点。横突孔内有椎动、静脉走行。横突末端可分前后两个结节，特别是第六颈椎，前结节肥大，又叫颈动脉结节，颈总动脉在其前方经过。颈椎关节突不明显，关节面近于水平位。颈椎棘突一般短而平，末端分叉。第7颈椎棘突不分叉且特长，在颈部皮下，容易扪到，故又名隆椎。
⑵胸椎thoracic vertebrae共12个。从上向下椎体逐渐增大，横截面近三角形。椎体的后外侧上下缘处有与肋骨头相接的半关节面叫肋凹。横突的前面也有横突肋凹，与肋结节形成关节。棘突长，伸向后下方，邻位椎骨的棘突依次掩叠。关节突明显，其关节面位于冠状方向。
第1胸椎体的肋凹有一个圆形的全肋凹和一个半圆形的下肋凹；第10胸椎只有一个上肋凹；第11、12胸椎各有一个全肋凹，横突无肋凹。
⑶腰椎lumbar vertebrae共5个。椎体大，约呈蚕豆形。椎孔大。棘突为板状，位于矢状方向平伸向后。上、下关节突的关节面近矢状方向。
(三)特殊椎骨(图略3-5)
图略3-5 上：环椎 下：枢椎
⑴环椎atlas是第1颈椎，呈环形。分前弓、后弓和左右侧块。前弓较短，内面有关节面叫齿突凹。侧块上面有椭圆形关节凹，与枕骨髁构成环枕关节，下有圆形关节面与第2颈椎连接。上关节凹后方有椎动脉沟，椎动脉出横突孔经此沟而入枕骨大孔。后弓长，中点略向后方突起，叫做后结节。环椎无椎体、棘突和关节突。
⑵枢椎axis为第2颈椎。椎体上方有齿突，与环椎齿突凹形成关节。在发生学上齿突来自第1颈椎椎体。枢椎其余形态同一般颈椎。
(四)骶骨(图略3-6)
图略3-6 骶骨和尾骨
在发生过程中，骶骨sacrum由5个骶椎合并而成。全骨上大下小，前凹后凸。上面为底，下端为尖。中央部为5个椎体连成的骶骨体，两侧为骶骨翼，后面椎板融合围成中空的骶管。骶骨体上面前缘突出，叫岬，前面有椎体融合遗留的4条横线，横线两端有4对骶前孔。骶管上口两侧可见上关节突，骶骨后面正中线上可见棘突痕迹称骶中嵴，两侧有4对骶后孔。再向两侧有粗糙不平的骶骨粗隆及与髋骨连接的关节面，叫耳状面。骶管后下端敞开叫骶管裂孔。其两侧有骶骨角，是下关节突遗迹。
(五)尾骨
1. 尾骨coccyx由4-5节尾椎退化合成。
2.脊柱各骨的连接(图略3-7至图略3-9)
图略3-7 椎间盘和关节突关节
图略3-8 脊柱的韧带
图略3-9 环枕、环枢关节
(一)椎间盘intervertebral
disc是椎体与椎体之间的软骨连接。椎间盘中心为胶状的髓核nucleus pulposus，周围是多层纤维软骨组成的纤维环annulus fibrosus，它将相邻椎骨的椎体牢固地连接起来，并限制髓核向外膨出。椎间盘有一定的弹性，可缓冲震动、允许脊柱做弯曲和旋转运动。颈部和腰部动度较大，椎间盘也较厚。在病理情况下，髓核可从纤维环的薄弱或损伤处突出，常见的为后外方向的髓核脱出，可以造成压迫神经根的症状。
(二)椎间关节intervertebral
joint是关节突之间的连接，椎间关节为平面关节，可做微小的运动。在颈部由于关节近于水平方向，其运动较自由；胸部关节面近冠状方向，可允许胸椎做少量回旋运动；腰椎的矢状关节面则限制回旋而允许脊柱屈伸和侧屈。椎间关节的运动和椎间盘的活动互相配合、互相制约，共同保证了脊柱的稳定和灵活。
(三)椎间短韧带很多
在相邻椎骨的椎弓之间的叫椎弓间韧带，由弹性结缔组织构成，呈黄色，故又称黄韧带。黄韧带有很大的弹性，连接着相邻的椎板，协助椎板保护椎管内的脊髓，并限制脊柱的过度前屈。此外在各棘突之间、各横突之间，分别生有棘间韧带和横突间韧带。
(四)脊柱的长韧带主要有三条：
在椎骨前面的是前纵韧带，上连枕骨大孔前缘，下达骶骨前面，紧贴椎体和椎间盘前面，厚实而坚韧，对脊柱稳定有重要作用。椎体后面的后纵韧带长度与前纵韧带相当，与椎体相贴部分比较狭细，但在椎间盘处较宽，后纵韧带可限制脊柱过分前屈及防止椎间盘向后脱出的作用。在棘突尖上还有一条上下连续的棘上韧带，在胸、腰、骶部紧贴棘突末端，至颈部则呈板片状，将两侧肌肉分开，且由弹性结缔组织构成，特名之为项韧带ligamentum nuchae。
(五)环枕关节和环枢关节是脊柱上端与颅骨之间的连接，又合称为环枕枢关节。
环枕关节主要为环椎上关节凹与枕骨髁组成的关节，属椭圆关节型，可使头做屈伸(俯仰)及侧屈运动。在环椎前弓和后弓还有环枕前膜和环枕后膜分别与枕骨大孔前、后缘相连，加固环枕间的连接。
环枢关节包括环枢外侧关节和环椎齿突关节。环枢外侧关节左右各一，由环椎下关节面与枢椎上关节面组成。环椎齿突关节为环椎前弓的齿突凹与齿突所组成。此关节有多数韧带加固：齿突尖韧带和翼状韧带将齿突连于枕骨，环椎横韧带及其上下延伸的纵束所形成的十字韧带可以防止齿突向后脱位。后纵韧带向上延伸，从后方将关节覆被，叫做覆膜，使关节与脊髓隔开。一般情况下此关节是比较稳固的，但过强的外力也可造成齿突脱位，危及脊髓。
3.完整脊柱的形态及功能(图略3-10)
图略3-10 脊柱
脊柱由24个椎骨、骶骨和尾骨借椎间盘、椎间关节及许多韧带连接成一个整体，既坚固又柔韧。脊柱的长度，直立时由于椎间盘弹性压缩，比卧位时稍短。从前面看，脊柱的椎体从上至下逐渐增大，至骶骨又迅速变小，这是椎体的负荷由小到大，又经骶骨耳状面将负荷传至下肢的反映，是人体直立所造成的不同于四足动物的一种表现。脊柱的后面可见成排的棘突和横突，棘突旁有许多背部肌肉，可以稳定脊柱，并牵动棘突、横突做各种动作。背部的棘突，可以从第7颈椎开始触摸计数，是常用的定位标志。棘突的方向，在颈、腰段较平，在胸部较斜，临床上常在腰段进行穿刺。从侧面看，各椎骨的体、横突和棘突均清晰可见，还可看到椎弓根及其间的椎间孔和骶管侧面的耳状关节面。脊柱整体的侧面观，可见四个弯曲。颈曲和腰曲凸弯向前，椎间盘较厚，其前部尤甚，胸曲和骶曲凸弯向后，椎间盘变薄。脊柱内的椎管，上通颅腔，下达骶管裂孔，周围除椎间孔外均为韧带所封闭。椎管内容纳脊髓，上连脑，两侧发出脊神经根，形成31对脊神经，从椎间孔和骶前、后孔穿出。椎管的颈下段和胸下段较宽阔，与脊髓的颈、腰膨大相适应。腰段最宽阔，容纳脊髓圆锥和众多的神经根丝。
脊柱除支持和保护功能外，有灵活的运动功能。虽然在相邻两椎骨间运动范围很小，但多数椎骨间的运动累计在一起，就可进行较大幅度的运动，其运动方式包括屈伸、侧屈、旋转和环转等项。脊柱各段的运动度不同，这与椎间盘的厚度、椎间关节的方向等制约因素有关。骶部完全不动，胸部运动很少，颈部和腰部则比较灵活。人在立正姿势时，通过身体所引的垂直重力线经过颈椎体的后方，在第7颈椎和第1胸椎处通过椎体，经胸椎之前下降，再于胸腰结合部越过椎体，经腰椎后方并穿过第4腰椎至骶骨岬再经骶骨前方、骶髂关节而传至下肢。脊柱的弯曲，特别是颈曲与腰曲，随重力的变化而改变其曲度。
4.椎骨的常见变异
椎骨在动物进化(种系发生)和个体发育过程中，都经过由间充质至软骨，再由软骨骨化的阶段。脊柱的分段也是逐渐由鱼类只分躯干椎和尾椎的阶段到陆生动物分化出颈、胸、腰、骶、尾5段的过程；人类出生前脊柱只有一个向后凸弯的弯曲，出生后随着抬头和坐立姿势的发展，才相继出现向前凸弯的颈曲和腰曲。
在脊柱各段落之间的椎骨形态变化，是逐渐过渡的。在过渡处常发生变异，如腰椎和骶骨的节数可互有增减，形成腰椎骶化或骶椎腰化，这类变异可导致慢性腰痛。
椎骨的骨化可因某些因素的影响而造成畸形，如椎弓由左右各一骨化点骨化，最后在正中线愈合而形成，但于腰下部和骶部，常见两侧椎弓骨化点不愈合，造成椎管后壁裂缝或敞开，仅由软组织覆盖，这种异常叫脊柱裂，严重者有脑膜膨出甚至神经功能障碍。
二、胸廓
胸廓thoracic cage是胸腔壁的骨性基础和支架。胸廓由12个胸椎，12对肋骨rids，和1个胸骨sternum借关节、软骨连结而组成。
1.胸廓各骨的形态(图略3-11至图略3-12)
(一)肋骨12对，左右对称，后端与胸椎相关节，前端仅第1-7肋借软骨与胸骨相连接，称为真肋；第8-12肋称为假肋，其中第8-10肋借肋软骨与上一肋的软骨相连，形成肋弓，第11、12肋前端游离，又称浮肋。
肋骨的一般形态：后端稍膨大，叫肋头，有关节面与胸椎体的肋凹形成关节，从肋头向后外变细，叫肋颈，再向外变扁成肋体，颈与体结合处的后面突起叫做肋结节，有关节面与胸椎横突肋凹相关节。肋体向外转为向前的转弯处叫肋角，肋体下缘内面有容神经血管经过的肋沟。肋体前端粗糙，接肋软骨，肋软骨为透明软骨，与胸骨侧缘相关节。
第1肋骨短小而弯曲，头和颈稍低于体，肋体扁，可分为上、下两面和内、外两缘(图略3-12)。上面内缘处有前斜角肌附着形成的前斜角肌结节，结节的前、后方各有浅沟，是锁骨下静脉和锁骨下动脉的压迹。下面无肋沟，前端借肋软骨直接与胸骨相结合。第2肋比第1肋稍长，更近拟一般肋骨。第11、12肋无肋结节，体直而短，末端钝圆。
(二)胸骨是位于胸前壁正中的扁骨，形似短剑，分柄、体、剑突三部(图略3-11)。胸骨柄上缘中部微凹，叫颈静脉切迹，其两侧有锁骨切迹，与锁骨相关节。柄侧缘接第1肋软骨。下缘与胸骨体连接处微向前突，称胸骨角，从体表可以触及，
图略3-11 胸骨(前面)
因其两侧恰与第2肋软骨相关节，所以是确定肋骨序数的重要标志。胸骨体扁而长，两侧有第2-7肋软骨相连接的切迹。剑突形状多变，位居左右肋弓之间，有人终生保持软骨形式。
2.胸廓各骨的连接
(一)肋椎关节(图略3-13)：肋骨后端与胸椎之间有两处关节。一个叫肋头关节，由肋头与椎体肋凹组成，多数肋头关节内有韧带将关节分成上下两部分，第1、11和12肋头关节则无这种分隔。另一个是肋横突关节，由肋骨结节关节面与横突肋凹组成。肋头关节与肋横突关节都是平面关节，两关节同时运动(联合关节)，运动轴是通过肋颈的斜轴，运动时肋颈沿此运动轴旋转，肋骨前部则上提下降、两侧缘做内、外翻活动，从而使胸廓矢状径和横径发生变化。
图略3-12 肋骨
图略3-13 肋椎关节
(二)肋软骨与胸骨的连接(图略3-14)：在第1肋软骨和胸骨柄之间为直接连结，第2-7肋软骨与胸骨之间则形成微动的胸肋关节，第8-10肋软骨不与胸骨相连，而分别与其上方和肋软骨形成软骨关节，在胸廓前下缘组成左、右肋弓。
图略3-14 胸肋关节
3.胸廓的全貌
(一)胸廓的形态，在成人为前后较扁、前壁短后壁长的圆锥形的骨笼(图略3-15)，后方12个胸椎位于后壁中线，椎体向腔内突出，肋骨先向外，至肋角处转向前行，再弯向内侧经肋软骨抵达胸骨。胸廓上口呈肾形，为后高前低的斜面，由第1胸椎、第1肋骨和胸骨柄上缘围成，胸骨柄上缘约与第2-3胸椎间线平齐。胸廓上口有气管、食管及头颈上肢的大血管等通过。胸廓下口宽大，前高后低，由第12胸椎，第12、11肋及肋弓、剑突组成。两侧肋弓的夹角叫肋下角，角度大小因体形而异。胸廓下口有膈封闭，食管和大血管等穿经膈的裂孔走行。
图略3-15 胸廓
(二)肋间隙序数及活体判定具有重要的临床意义，心、肺及膈各部的高度常以此为标准进行描述和记载，如心尖的位置一般在第5肋间隙中线左侧7-9cm处。肋间隙的序数与其上方肋骨的序一致，即第5肋间隙位于第5肋骨下方。由于第一肋骨部分被锁骨遮盖，故肋骨序数一般从第二肋开始触摸计算，且第2肋有胸骨角做为明显的定位标志。在背部，常用胸椎棘突或肩胛骨内上角和下角做参考，通常肩胛骨内上角平第2肋，下角平第7肋。
(三)胸廓参与呼吸运动，吸气时胸廓各径均增大，其前后径和横径增大是肋骨和胸骨运动的结果，垂直径的增大是膈肌收缩、膈穹下降的结果。肋骨的运动，吸气时肋颈沿自身长轴向后旋转肋体上提，并将其前端的胸骨推向前上，肋骨两侧外翻，所以胸廓的前后径、左右径均加大，呼气时做相反方向的运动，使胸腔容积减少。