척추의 해부학적 생체 역학적 특징
최근 리뷰 : 04.07.2025

척추는 해부학적(생체역학적) 및 기능적 측면에서 고려되어야 합니다.
해부학적으로 척추는 32개, 때로는 33개의 개별 척추뼈로 구성되어 있으며, 이들은 연골결합(synchondrosis)을 나타내는 추간판(art. intersomatica)과 관절(art. intervertebrales)로 서로 연결되어 있습니다. 척추의 안정성 또는 견고성은 척추체와 추간관절의 관절낭을 연결하는 강력한 인대(lig. longitudinale anterius et posterius), 척추궁을 연결하는 인대(lig. flava), 극돌기를 연결하는 인대(lig. supraspinosum et intraspinosum)에 의해 보장됩니다.
생체역학적 관점에서 척추는 개별적인 연결 고리들로 구성된 운동학적 사슬과 같습니다. 각 척추는 세 지점에서 이웃하는 척추와 관절을 이룹니다.
뒤쪽의 두 개의 척추 사이 관절과 앞쪽의 몸(추간 디스크를 통해)을 통해.
관절돌기 사이의 연결은 진정한 관절을 구성합니다.
척추뼈는 위아래로 배열되어 두 개의 기둥을 형성합니다. 앞쪽 기둥은 척추뼈 몸체로 만들어졌고, 뒤쪽 기둥은 아치와 척추 사이 관절로 만들어졌습니다.
척추의 이동성, 탄력성과 회복력, 상당한 하중을 견뎌내는 능력은 어느 정도 척추 사이 디스크에 의해 제공되는데, 이 디스크는 척추 기둥을 형성하는 척추의 모든 구조와 긴밀한 해부학적, 기능적 연결을 가지고 있습니다.
추간판은 생체역학에서 핵심적인 역할을 하며, 척추의 "움직임의 중심"입니다(Franceschilli, 1947). 복잡한 해부학적 구조로서 추간판은 다음과 같은 기능을 수행합니다.
- 척추 융합,
- 척추의 이동성을 보장하고,
- 척추체를 지속적인 외상으로부터 보호(충격 흡수 역할).
주의! 디스크 기능을 약화시키는 모든 병리학적 과정은 척추의 생체역학을 교란시킵니다. 척추의 기능적 능력 또한 교란됩니다.
하나의 척추 사이 디스크, 두 개의 인접한 척추, 그리고 이 수준에 해당하는 관절과 인대 장치로 구성된 해부학적 복합체를 척추 운동 분절(VMS)이라고 합니다.
척추 사이 디스크는 인접한 척추뼈 몸체의 끝판, 핵 펄포수스, 섬유 고리(섬유륜)에 꼭 맞는 두 개의 유리판으로 구성되어 있습니다.
등쪽 척삭의 잔여물인 핵 펄포수스는 다음을 포함합니다.
- 간질 물질 콘드린
- 소수의 연골 세포와 얽힌 콜라겐 섬유가 일종의 캡슐을 형성하여 탄력을 줍니다.
주의! 수핵 중앙에는 일반적으로 1~1.5cm3 정도 의 공간이 있습니다.
척추 사이 원반의 섬유 고리는 여러 방향으로 얽힌 조밀한 결합 조직 묶음으로 이루어져 있습니다.
섬유륜의 중심부 다발은 느슨하게 위치하며 점차 핵막으로 들어가는 반면, 주변부 다발은 서로 인접하여 뼈 변연부에 매립되어 있습니다. 섬유륜의 후방 반원은 전방 반원보다 약하며, 특히 요추와 경추에서 더욱 그렇습니다. 추간판의 외측 및 전방 부분은 인접한 척추체보다 다소 넓기 때문에 뼈 조직 너머로 약간 돌출되어 있습니다.
척추 인대
전방종인대는 골막으로서 척추뼈 본체와 단단히 융합되어 있으며 디스크 위를 자유롭게 지나갑니다.
반면, 척추관 전벽 형성에 관여하는 후종인대는 척추체 표면 위로 자유롭게 뻗어 있으며 디스크와 유합되어 있습니다. 이 인대는 경추와 흉추에서 잘 나타나며, 요추에서는 좁은 띠 모양으로 축소되어 있어 종종 틈이 관찰됩니다. 전종인대와 달리, 디스크 탈출증이 가장 자주 발생하는 요추에서는 후종인대가 매우 발달하지 않습니다.
황색 인대(총 23개)는 C 척추에서 S 척추까지 분절적으로 위치합니다. 이 인대는 척추관으로 돌출되어 척추관의 직경을 감소시키는 것으로 보입니다. 이 인대는 요추 부위에서 가장 발달되어 있기 때문에, 병적인 비대증이 있는 경우 말꼬리 압박 현상이 관찰될 수 있습니다.
이들 인대의 기계적 역할은 다르며 척추의 정역학 및 운동학의 관점에서 특히 중요합니다.
- 그들은 경추와 요추의 전만을 유지하여 척추 주변 근육의 작용을 강화합니다.
- 척추체의 움직임 방향을 결정하고, 그 진폭은 척추 사이 디스크에 의해 조절됩니다.
- 판 사이의 공간을 닫음으로써 직접적으로 척수를 보호하고, 탄성 구조를 통해 간접적으로 척수를 보호합니다. 덕분에 몸통이 뻗을 때 이 인대는 완전히 늘어난 상태를 유지합니다(이 인대가 수축하면 접힌 부분이 척수를 압박합니다).
- 이들은 척추 주변 근육과 함께 몸통을 복측 굴곡에서 수직 위치로 가져오는 데 도움이 됩니다.
- 척추핵 펄포수스에 억제 효과가 있는데, 이는 디스크 사이의 압력을 통해 두 개의 인접한 척추체를 분리하려는 경향이 있기 때문입니다.
인접한 척추뼈의 아치와 돌기의 연결은 황색인대뿐만 아니라, 척추간인대, 척추상인대, 횡인대에 의해서도 이루어진다.
추간판과 종인대 외에도, 척추뼈는 관절돌기에 의해 형성된 두 개의 추간관절로 연결되어 있으며, 관절돌기는 서로 다른 부위에 특징이 있습니다. 이러한 관절돌기는 신경근이 빠져나가는 추간공을 제한합니다.
척수의 섬유륜, 후종인대, 골막, 관절낭, 혈관, 막의 바깥쪽 부분은 교감신경과 체성신경으로 구성된 동척추신경(n. sinuvertebralis)에 의해 지배됩니다. 성인의 추간판 영양 공급은 유리판을 통한 확산에 의해 이루어집니다.
나열된 해부학적 특징과 비교 해부학적 데이터를 통해 우리는 척추간판을 반관절(Schmorl, 1932)로 간주할 수 있었고, 활액을 담고 있는 핵 펄포수스(Vinogradova TP, 1951)를 관절강에 비유할 수 있었습니다. 유리 연골로 덮인 척추의 종판은 관절 끝부분에 비유되었고, 섬유륜은 관절낭과 인대 장치로 간주되었습니다.
추간판은 전형적인 정수압 시스템입니다. 액체는 사실상 압축할 수 없기 때문에 핵에 작용하는 모든 압력은 모든 방향으로 균일하게 변환됩니다. 섬유질 링은 섬유의 장력을 받아 핵을 지지하고 대부분의 에너지를 흡수합니다. 추간판의 탄성 덕분에 달리기, 걷기, 점프 등을 할 때 척추, 척수, 뇌로 전달되는 충격과 뇌진탕이 상당히 완화됩니다.
코어의 팽팽함은 상당한 차이를 보입니다. 부하가 감소하면 증가하고, 반대로 감소하면 증가합니다. 코어에 가해지는 압력이 상당한지는 몇 시간 동안 수평 자세를 취한 후 디스크가 곧게 펴지면서 척추가 2cm 이상 길어진다는 사실로 판단할 수 있습니다. 또한 사람의 키 차이는 낮 동안 최대 4cm에 달할 수 있다는 사실도 알려져 있습니다.
척추의 각 부분에 있는 척추체는 각각 독특한 해부학적, 기능적 특징을 가지고 있습니다.
경추
지지의 기능적 과제에 따라 척추체의 크기는 경추에서 요추 부위로 점차 증가하여 S 척추에서 가장 큰 크기에 도달합니다.
- 경추는 아래에 있는 척추와는 달리 상대적으로 낮고 타원형 모양의 몸체를 가지고 있습니다.
- 경추체들은 전체 길이에 걸쳐 디스크에 의해 서로 분리되어 있지 않습니다. 척추체의 이 길쭉한 상측 가장자리, 즉 반달 모양 또는 갈고리 모양의 돌기(processus uncinatus)는 그 위에 놓인 척추체들의 하측 모서리와 연결되어, 트롤랜드의 용어에 따르면 소위 루슈카 관절(Luschka joint) 또는 비덮개 관절(uncovertebral articulation)을 형성합니다. 비덮개 관절과 상측 척추의 후관절 사이에는 2~4mm의 비덮개 관절 틈이 있습니다.
- 견갑골 관절면은 관절 연골로 덮여 있으며, 관절은 바깥쪽으로 관절낭에 둘러싸여 있습니다. 이 부위에서 디스크 측면의 섬유륜 수직 섬유가 갈라져 관절 입구와 평행하게 다발로 주행합니다. 그러나 디스크는 견갑골 열구에 접근하면서 점차 사라지기 때문에 이 관절에 직접 인접하지 않습니다.
- 경추의 해부학적 특징은 가로돌기 바닥에 개구부가 있다는 것인데, 이 개구부를 통해 척추뼈가 통과합니다.
- C5, C6 , C7 추간공은 삼각형 모양을 하고 있습니다. 단면에서 추간공의 축은 사면을 통과합니다. 따라서 추간공이 좁아지고 추간공이 비덮개성으로 자라면서 치근이 압박될 수 있는 조건이 조성됩니다.
- 경추(C7 제외 ) 의 가시돌기가 갈라지고 낮아집니다.
- 관절돌기는 비교적 짧고, 정면과 수평면 사이에 기울어진 위치에 있어 상당한 양의 굴곡-신전 운동과 다소 제한적인 측면 기울기를 결정합니다.
- 회전 운동은 주로 상부 경추에 의해 수행되는데, 이는 치상돌기와 C1 척추의 관절면이 원통형으로 연결되어 있기 때문입니다.
- C 7 의 가시돌기가 최대로 돌출되어 있어 쉽게 만져볼 수 있습니다.
- 경추는 모든 유형의 움직임(굴곡-신전, 오른쪽과 왼쪽으로 구부리기, 회전)이 특징이며 가장 큰 부피를 차지합니다.
- 첫 번째와 두 번째 경추 뿌리는 환추후두관절과 환추축관절 뒤에서 나오며, 이 부위에는 추간판이 없습니다.
- 경추 부위의 추간판 두께는 해당 척추뼈 높이의 1/4입니다.
경추는 요추보다 힘이 약하고 움직임이 더 자유로우며, 일반적으로 스트레스를 덜 받습니다. 그러나 경추 디스크 1cm²에 가해지는 하중은 요추 디스크 1cm²에 가해지는 하중보다 적지 않으며, 심지어 더 큽니다 (Mathiash). 결과적으로 경추의 퇴행성 병변은 요추만큼 흔합니다.
R. Galli 등(1995)은 인대 장치가 척추체 사이의 이동성을 거의 제공하지 않는다는 것을 보여주었습니다. 인접한 척추의 수평 변위는 3~5mm를 넘지 않았고 각도 경사는 11°를 넘지 않았습니다.
인접한 척추뼈의 몸체 사이의 거리가 3-5mm 이상이고 척추뼈의 몸체 사이의 각도가 11° 이상 증가하면 PDS의 불안정성이 예상됩니다.
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흉추
흉부 영역에서 척추의 운동 범위가 비교적 작기 때문에 척추뼈가 경추보다 높고 두껍습니다.Th 5 에서 Th 12까지의 흉추는 가로 크기가 점차 증가하여 위쪽 요추의 크기에 접근합니다.흉부 영역의 추간판은 요추 및 경추 영역보다 작습니다.추간판의 두께는 해당 척추뼈 높이의 1/3입니다.흉부 영역의 추간판 개구부는 경추 영역보다 좁습니다.척추관도 요추 영역보다 좁습니다.흉부 뿌리에 많은 교감 신경 섬유가 존재하면 흉부 신경근병증의 특이한 식물성 색소가 생길 뿐만 아니라 내장 통증과 운동 이상이 발생할 수도 있습니다. 비교적 거대하고, 끝부분이 두꺼워진 흉추의 횡돌기는 약간 뒤쪽으로 기울어져 있고, 가시돌기는 아래쪽으로 급격히 기울어져 있다. 갈비뼈 결절은 횡돌기의 두꺼워진 자유단의 앞면에 인접해 진정한 늑횡관절을 형성한다. 또 다른 관절은 디스크 수준에서 갈비뼈 머리와 척추뼈 몸체의 측면 사이에 형성된다.
이 관절들은 강한 인대에 의해 강화됩니다. 척추가 회전하면 갈비뼈와 횡돌기를 가진 척추체의 측면이 척추를 따라가며 수직축을 중심으로 하나의 단위로 회전합니다.
흉추에는 두 가지 뚜렷한 특징이 있습니다.
- 경추와 요추 척추의 전만곡과 대조적으로 정상적인 척추후만곡
- 각 척추뼈가 한 쌍의 갈비뼈로 연결되어 있습니다.
흉추의 안정성과 이동성
주요 안정화 요소는 다음과 같습니다. a) 늑골 틀; b) 척추 사이 원반; c) 섬유 고리; d) 인대(전방 및 후방 세로 인대, 요골 인대, 늑횡인대, 횡인대, 황색 인대, 척추 사이 및 척추 위 인대).
인대 기구를 갖춘 갈비뼈는 충분한 안정성을 제공하는 동시에 운동(굴곡-신전, 측면 굽힘 및 회전) 중에 이동성을 제한합니다.
주의! 흉부 부위를 움직일 때는 회전 제한이 가장 적습니다.
척추 사이 디스크는 섬유 고리와 함께 완충 역할 외에도 안정화 기능을 수행합니다. 이 부분의 디스크는 경추와 요추 부분보다 작아서 척추체 사이의 이동성이 최소화됩니다.
인대 장치의 상태는 흉추의 안정성을 결정합니다.
다수의 저자(헬즈워스, 데니스, 제임스, 테일러 등)가 3점 안정성 이론을 입증했습니다.
핵심적인 역할은 후방 복합체에 주어집니다. 후방 복합체의 완전성은 안정성에 필수적인 조건이며, 후방 및 중간 지지 구조가 손상되면 임상적 불안정성이 나타납니다.
관절낭은 관절을 안정화하는 중요한 요소이며, 관절의 해부학적 구조도 구조물의 완전성을 보장합니다.
관절은 정면에 위치하여 굴곡-신전과 측면 굽힘이 제한됩니다. 따라서 흉부 부위에서 관절의 반탈구와 탈구가 발생하는 경우는 극히 드뭅니다.
주의! 가장 불안정한 부위는 Th10-L1 영역입니다. 흉부는 비교적 안정적이고 요추는 움직임이 더 활발하기 때문입니다.
요천추 척추
허리뼈는 윗부분의 무게를 지지합니다.
- 척추뼈의 몸체는 가장 넓고, 횡돌기와 관절돌기는 거대합니다.
- 요추 척추체의 전면은 시상 방향으로 약간 오목합니다. L 척추체는 뒤쪽보다 앞쪽이 약간 높은데, 이는 해부학적으로 요추 전만(lordosis)의 형성을 결정합니다. 전만 상태에서는 하중 축이 뒤쪽으로 이동합니다. 이는 신체의 수직 축을 중심으로 한 회전 운동을 용이하게 합니다.
- 요추의 횡돌기는 일반적으로 앞쪽에 위치합니다. 요추 횡돌기의 배쪽 부분은 해당 요추 갈비뼈의 미발달된 잔여물로, 늑골돌기(processus costarii vertebrae lumbalis)라고 합니다. 늑골돌기 기저부에는 더 작은 보조돌기(processus accessorius)가 있습니다.
- 요추 척추의 관절 돌기가 눈에 띄게 돌출되어 있으며, 관절면은 시상면에 대해 각도를 이루고 있습니다.
- 가시돌기는 두꺼워지고 거의 수평으로 뒤쪽을 향해 있습니다. 오른쪽과 왼쪽의 각 상위 관절돌기의 뒤쪽 측면 가장자리에는 작은 원뿔 모양의 유두돌기(processus mamillaris)가 있습니다.
- 요추 부위의 추간공은 상당히 넓습니다. 그러나 척추 변형, 퇴행성 질환, 그리고 정적인 장애가 있는 경우, 신경근 통증 증후군은 이 부위에 가장 흔히 나타납니다.
- 요추 디스크는 가장 큰 부하를 받을 때 가장 높은 높이, 즉 신체 높이의 1/3을 차지합니다.
- 디스크 돌출 및 탈출이 가장 빈번하게 나타나는 부위는 과부하가 가장 심한 부위, 즉 L4 와 Ls 사이의 공간 과 C와 S1 사이(이보다 덜 흔하게 나타남)입니다.
- 수핵은 추간판의 후방 1/3과 중간 1/3 경계에 위치합니다. 이 부위의 섬유륜은 앞쪽이 상당히 두껍고, 요추 부위에서 가장 강하게 발달한 치밀한 전종인대에 의해 지지됩니다. 뒤쪽의 섬유륜은 더 얇으며, 얇고 덜 발달된 후종인대에 의해 척추관과 분리되어 있습니다. 후종인대는 척추체보다 추간판에 더 단단히 연결되어 있습니다. 이 인대는 느슨한 결합 조직에 의해 추간판에 연결되어 있으며, 정맥총이 박혀 있어 척추관 내강으로의 돌출 및 탈출이 발생하기 쉬운 조건을 형성합니다.
척추의 특징 중 하나는 시상면에 위치한 4개의 생리학적 곡률이 존재한다는 것입니다.
- 경추 전만증은 모든 경추와 상부 흉추에 의해 형성되며 가장 볼록한 부분은 C5 와 C6 수준입니다.
- 흉부 척추후만증; 최대 오목함은 Th 6 - Th 7 수준에 있습니다.
- 요추 전만증은 마지막 흉추와 모든 요추 척추뼈에 의해 형성됩니다. 가장 큰 만곡은 신체 L4 높이에 위치합니다.
- 천골미골후만증.
척추 기능 장애의 주요 유형은 생리적 곡선의 평활화 유형 또는 증가 유형(척추후만증)에 따라 발생합니다. 척추는 단일 축 기관이며, 여러 해부학적 부분으로 구분되는 것은 조건부이므로, 예를 들어 경추의 과전만증과 요추의 전만증이 동시에 발생할 수 없으며, 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.
현재, 척추의 평활화 및 과전만 변형 변화에서 나타나는 주요 기능 장애 유형이 체계화되었습니다.
1. 척추의 생리적 곡선이 매끄러워지면 환자의 강제적인 자세(굴곡 자세)를 특징으로 하는 굴곡 유형의 기능 장애가 발생하며 다음을 포함합니다.
- 경추의 운동 부분의 운동성 제한, 머리 관절 부위 포함
- 하사두엽염 증후군;
- 목의 심부굴근과 흉쇄유돌근의 병변
- 전방 사다리근 증후군
- 견갑 부위 증후군(거근견갑증후군)
- 전방 흉벽 증후군
- 어떤 경우에는 견갑상완골 주위관절염 증후군이 발생합니다.
- 어떤 경우에는 - 외측 팔꿈치 상과염 증후군;
- 1번째 갈비뼈의 이동성이 제한되고, 어떤 경우에는 I-IV 갈비뼈와 쇄골 관절도 제한됩니다.
- 요추 전만 편평 증후군
- 척추주변근증후군.
요추 및 하부 흉추의 운동 분절의 이동성 제한: 요추 - 굴곡 및 하부 흉추 - 신전:
- 천골장골관절의 제한된 운동성
- 내전근 증후군
- 장요근 증후군.
2. 척추의 생리적 만곡이 증가함에 따라, 환자의 곧은 "자랑스러운" 걸음걸이와 요추 및 경추의 제한된 신전을 특징으로 하는 신전 유형의 기능 장애가 발생합니다. 이 질환의 임상적 증상은 다음과 같습니다.
- 경추 중간부와 경흉추의 운동 부분의 운동성이 제한됨
- 목 폄근의 경부통
- 어떤 경우에는 - 내측 팔꿈치 상과염 증후군;
- 흉추의 운동 부분의 운동성이 제한됨.
- 요추 과전만 증후군
- 요추 척추의 운동 부분의 확장 제한: L1-L2 및 L2 L3 , 어떤 경우에는 L3 - L4;
- 햄스트링 증후군
- 고관절 외전근 증후군
- 배측근증후군
- 꼬리뼈통증증후군.
따라서 정상적인 생리적 조건에서도 능동적 노력의 대칭성이 깨지면 척추의 형태가 변화합니다. 생리적 만곡으로 인해 척추는 같은 두께의 콘크리트 기둥보다 18배 더 큰 축방향 하중을 견딜 수 있습니다. 이는 만곡이 있을 때 하중이 척추 전체에 고르게 분산되기 때문입니다.
척추에는 고정된 부분인 천골과 약간 움직이는 꼬리뼈도 있습니다.
천골과 다섯 번째 요추 척추는 척추 전체의 기초로, 척추 위에 있는 모든 부분을 지지하고 가장 큰 부하를 받습니다.
척추의 형성과 생리학적, 병리학적 곡선의 발달은 IV 및 V 요추 척추와 천골의 위치, 즉 척추의 천골과 그 위에 있는 부분 사이의 관계에 의해 상당한 영향을 받습니다.
정상적으로 천골은 신체의 수직축에 대해 30° 각도를 이룹니다. 골반이 심하게 기울어지면 균형을 유지하기 위해 요추 전만이 발생합니다.