非收縮性結構對穩定性的影響
任何一節段的關節活動度分為彈性區域和正中區域。當脊柱節段處于正中區域時,非收縮性的關節囊及韌帶對于動作提供極微小的阻力,因此所提供的穩定度也極小。當一個節段移動到彈性區域時,非收縮性構造對動作的發生會產生被動阻力提供限制。當一構造限制特定方向上的運動時,關節囊及韌帶內的感受器會感知動作的位置及位置的改變,反饋到中樞神經,因而影響神經控制系統。
肌肉對穩定性的影響
頸椎及軀干肌肉不只扮演動態活動中由重力造成的動作的主動肌和拮抗肌,還是脊柱重要的穩定肌。若是沒有軀干肌,脊柱在直立姿勢下會崩塌。淺層和深層肌肉共同維持身體的直立姿勢。
附著在每一節段的深層核心肌肉提供脊柱每一節段動態的支撐并協助維持每一節段在穩定的位置上,提供椎間盤的穩定性。
腹橫肌和多裂肌扮演核心穩定肌的功能角色。這些深層肌肉與腰椎的每一節段都有連接,因此可以提供個別椎體間的控制及穩定程度。肢體快速動作造成姿勢性干擾時,腹橫肌及多裂肌等深層肌肉纖維最先產生運動。
胸腰椎筋膜的后方排列方向及附著點由外側縫開始。淺層纖維角度向下向內;深層纖維角度向上向內;筋膜后方這些呈角度的纖維由相反方向將張力以相反方向傳遞到棘突,對抗棘突間的分離;外側纖維承受向外的拉力,形成腰椎棘突間對抗分離的張力,因而提供脊柱的穩定性。
腰背筋膜是一條廣泛而多層的筋膜系統,包繞著豎脊肌、多裂肌及腰方肌,在這些肌肉收縮時提供支撐,這些肌肉體積的增加會增加筋膜的張力。背闊肌的筋膜及下距肌、腹內斜肌及腹橫肌的纖維在胸腰椎筋膜的外側相交,因此這些肌肉的收縮會增加這條有角度的金末的張力,從而提供穩定腰椎的外力。
頸部在脊柱上的支點是寰枕關節。頭的重心落在關節前方,因而有屈曲力矩。頸椎后側肌肉對抗頭部的重量(斜方肌及頭半棘肌);下頜提舉肌(嚼肌、顳肌、內側翼狀肌)對抗下頜受重力下壓及喉前肌(舌上及舌下肌群)的張力將下頜提舉起;斜角肌與提肩胛肌共同對抗頸椎所受前側及后側平移的外力。
頸前直肌、頸外側直肌、最長肌、頭長肌及斜角肌,深層頭頸屈肌在椎節間附著并提供頸椎及頸部的動態支撐。最長肌對于軸心伸直(后伸)動作而言是很重要的,并于胸鎖乳突肌共同作用,產生頸部屈曲。如果沒有最長肌在椎間的作用,胸鎖乳突肌(SCM)嘗試做出頸椎屈曲時會導致頸椎前凸。
神經控制對穩定性的影響
頸部及軀干的肌肉是由神經系統活化及控制的,受外力及活動的改變所產生的周邊及中樞機制影響。神經系統在正確的時機下協調肌肉對于可預期及不可預期的外力產生反應并根據外力的改變以正確的量調整硬度及動作。即前饋控制,中樞神經根據可預期的肢體動作所造成的軀干負荷活化軀干肌肉維持脊柱的穩定。在肢體活動前的所有軀干肌肉姿勢反應也是由前饋機制活化,而腹橫肌及多裂肌深層肌肉的預期性活化與姿勢干擾的方向和速度無關。較淺層的軀干肌肉反應隨手臂及下肢動作方向改變而反應,反應出姿勢性鉸鏈功能,控制身體改變時的重心位移。研究報告顯示下背痛患者的腹橫肌在所有動作方向上的激活較延遲,而腹直肌、豎脊肌及腹斜肌根據特定動作方向的肌肉激活也有延遲現象。
肢體活動對脊柱穩定性的影響
如果脊柱缺乏足夠的穩定,肢體-關節帶肌群的收縮力量傳導至身體近端使脊柱產生動作,對脊柱上的結構及支撐性軟組織形成壓力。舉例:腹肌對抗髖關節主動屈曲髂腰肌產生拉力穩定骨盆及腰椎的作用可以避免腰椎前凸,對錐體產生向前的剪力。肋間肌及腹肌對于肋骨對抗胸大肌及前鋸肌拉力的穩定性是必要的。
重復性的活動或力量活動會造成脊柱肌群局部的疲勞。當穩定肌疲勞時,支撐脊柱的結構受傷的機率就會增加。研究顯示一段時間的重復抬舉動作,會造成脊柱及下肢關節動作模式明顯的改變,同時肌肉的激活模式也明顯改變,造成脊柱受壓迫減少,但是腰椎遭受的前/后向剪力增加。髖關節、肩關節及頸部肌群的彈性及肌力失衡對脊柱會造成不對稱的外力并影響姿勢。
呼吸對姿勢穩定性的影響
吸氣及胸椎的伸直會將肋骨提舉起,肋間肌作為姿勢肌的功能是穩定并移動肋骨。他們也扮演肋骨間的動態膜避免呼吸時的壓力改變造成軟組織被吸進或吹出肋骨。腹橫肌在手臂快速動作時以前饋反應與橫膈膜共同作用達到穩定功能。橫膈膜的收縮及腹壓的增加都發生在手臂快速動作前,完全與呼吸屬于哪一期或手臂動作方向無關。在吸氣與呼氣的同時,腹橫肌與橫膈膜的張力性活動會有所調整以達呼吸的需求,當有重復性肢體動作時也提供穩定性。
腹橫肌、橫膈膜和盆底肌群協調收縮,增加腹內壓,減輕脊柱的負荷,并提供穩定度
A:腹內壓(IAP)增加,將腹橫肌及腹內斜肌向外推,使胸腰椎筋膜張力增加,脊柱穩定性進而改善;
B:壓力減少將降低穩定效應。