脊柱的功能单位就是活动阶段,它由相邻的两节脊椎及其间软组织构成,能显示与整个脊柱相似的生物力学特性的最小功能单位。椎体、椎间盘和前、后纵韧带组成活动阶段的前部,相应的椎弓、推小关节、横突、棘突和韧带则构成其后部。在權弓相椎体之间则为椎管。
(1)活动阶段的前部:椎体主要是承受压缩载荷,随着上部躯干重量的逐步增加,椎体变得越来越大。腰段脊杜的椎体高度和截面积均大于上方椎体,因此,可使这部分脊柱承受较大的毅椎间盘可分隔椎体,并能在环状纤维和纵形的前后韧带内形成张力。因此椎间盘可提供活动阶段中的液压静力功能,在椎间起缓冲垫作用,以贮存能量和分布载荷。
(2)活动阶段的后部:后部结构控制活动阶段的运动。其活动方向取决于椎小关节面的方向。在腰段,椎小关节面与横截面呈直角,与冠状面呈45°角。这样的排列允许作屈、伸和侧屈活动,但几乎不能作旋转活动。腰骶关节与腰段的其他关节不同其关节面的方向和外形允许作一些旋转活动。以前认为关节面主要是控制活动阶段的运动,仅有一般的承载功能。但近年研究表关节面和椎间盘之间的载荷分配因脊柱的姿势而不同,关节承载从0%~30%左右。脊柱在过伸位时,关节面的承载功能特别明显,说明椎弓和椎间关节抵抗剪切力的重要性横突和棘突是脊柱肌肉的附着部位,这些肌肉的活动引起脊柱运动,并提供脊柱的外源性稳定。
(3)脊柱的韧带:韧带是使脊柱保持内源性稳定不可缺少的结构,它们既对脊柱提供内源性支持,又将拉伸载荷一个椎体传递到另一个椎体,使脊柱在生理范围内作平顺的活动而阻力极脊柱运动通常是每个活动阶段的联合动作,包括沿横轴、矢状轴和纵轴的旋转,限制任何部分的活动,即可增加其他部分的活动。