寰枢关节作为脊柱区最灵活、最特殊的运动结构单元，承担颈椎的旋转和屈伸功能，其位置、解剖结构特殊，易因咽部感染、颈部外伤等导致关节失稳或骨折脱位，甚至引发脊髓损伤、死亡等意外后果。临床中寰枢关节区中尚缺乏认识，此区病变类型复杂，容易误诊、漏诊而延误治疗，现将其运动与稳定结构进行系统总结和归纳。

1、骨性稳定结构

寰椎位于头颈移行处，无棘突和椎体，由前弓、后弓及左右2个侧块构成椭圆形的椎孔。上关节凹与枕踝相关节构成寰枕关节，下关节面与枢椎相关节构成寰枢关节。新生儿的寰椎通常由两侧块和不完全发育的后弓构成，前弓未发育前为软骨，一般在5～6岁时骨化成前弓[1]，骨化完成后成人寰椎前弓半长为10.37±4.18mm、高度为10.05±2.20mm[2]。前弓中间的骨性凸起为前结节，前弓、前结节与枢椎在解剖位置上处于同一竖直垂线上，前弓后面凹陷处的齿凸凹与枢椎的齿突凸相关节而构成寰齿关节，临床中以关节间距大小（ADI）作为寰枢椎脱位的诊断与分型参考。后弓与两侧块界限上关节面后下方的椎动脉沟内有椎动脉和C1神经后支通过；后弓上缘有寰枕后膜附着，椎动脉经寰枕后膜内进入枕骨大孔。此结构单元的结构紊乱后易刺激寰枕后膜，应激性的病理性应答可能会导致椎动脉供血不足[3]。后弓下缘两侧各有一浅切迹，与枢椎椎上切迹相合成椎间孔，C2神经从此孔上行。

寰椎是颈椎中最宽的，对旋转头部的肌群起杠杆支撑作用，以保证颈椎最大限度的旋转角度。寰椎孔为颈椎区最大，前1/3为齿突所占据,脊髓只占了后部2/3的一半空间，故在寰枢关节脱位或齿突骨折后，脊髓有一定的缓冲保护空间，从而降低了脊髓损伤的可能性和严重度。寰椎有时发生解剖学变异形成骨桥，称为寰椎桥。寰椎桥可能与慢性紧张性头疼、感音神经性耳聋、椎基底动脉性脑中风及头晕颈部疼痛等有关[4]。

枢椎是适应头部的旋转运动的功能性结构域，上部为柱状向上凸起的齿突，长约14～16mm，分尖、体、基底3个部分，一般可认为是未于寰椎骨化融合的椎体。婴幼儿时齿突与椎体呈分离状态，若骨化融合失败则为先天性游离性齿突，此时主要依靠枢椎体与齿突间纤维性联结强度维持稳定[5]。临床中将寰椎前弓背面的最下缘到相对的齿突前缘之间最短距离称为寰齿前间距，当ADI超过一定范围（成人>2mm，儿童>3mm）时，对寰枢椎半脱位的诊断有参考价值[6]。

枢椎是头颈部运动的枢纽，上关节面较大且平坦，延伸至其横突部位与寰椎侧块下关节面构成寰枢外侧关节。颈椎X线侧位片上，上颈段中最大棘突处为枢椎定位标志。其次当枢椎旋转移位时，枢椎棘突随之偏歪，临床中通过触诊偏歪棘突判断枢椎及第三颈椎的错位[7,8]。枢椎呈肥厚突起而尖端不分叉的三角形，较寰椎横突有后结节，基底部由椎弓根和上关节突组成。椎弓上缘、关节突后方的椎上切迹与寰椎后弓围成椎间孔，C2神经由此穿出；椎弓下缘、关节突前椎下切迹与第三颈椎椎上切迹构成椎间孔，C3神经由此处穿出。横突上有一对向外上方倾斜的横突孔，位于椎弓上、下关节突的峡部相连之间，呈前后位，椎动脉在此处穿行。因枢椎两侧上关节面等长,呈斜坡形，两侧倾斜度一般相等，当偶尔不对称可伴齿突偏斜，其中有旋转半脱位的可达50%[9]。

2、运动与平衡结构

颅枕交界区是头颈运动的基础承载体，而寰枢关节作为维持头颈部紧密连结且活动度最大的关节，承担了颈椎约50%的旋转功能，强大的灵活性与稳定性造就了关节区特殊的肌肉、韧带和骨性结构[10]，形成了枕寰枢复合体复杂多样的运动、平衡结构。

枕寰枢复合体是颈后三角深肌群等构成的复合结构，具有三角形的物理稳定性，是支配寰枢关节运动最主要的外源性动力来源[11]。其中，左右头下斜肌、头后大直肌、颈半棘肌等6条肌肉以枢椎棘突作为起止点，头下斜肌止于寰椎横突；头前直肌、头侧直肌、头上斜肌、头后小直肌均以寰椎为起点，其中头前直肌止于枕骨鳞部。除此之外，左右中斜角肌、肩胛提肌则以寰枢椎横突前后结节作为起点、起于其下位颈椎的横突，分别止于锁骨上窝中外侧和肩胛骨内上角；最长肌、头、颈夹肌、横突间肌均起于上位颈椎的横突和棘突；同时寰枢椎的横突和棘突均有颈夹肌、半棘肌、椎枕肌附着。强大的动力系统控制着头颈部的旋转、屈伸、侧屈运动，颈后三角区肌肉相互维系使寰枢关节成为上颈段的应力中心[12,13]。

2.1动力性稳定结构

寰枢关节是寰枢椎、韧带及关节囊等构成的复合体，关节囊薄而松弛，囊外有由齿突尖至枕骨大孔前缘的齿突尖韧带、由齿突延至枕骨髁内侧面的翼状韧带和连结寰椎两侧块的寰椎横韧带；横韧带中部向上下各发出一条纵行纤维束与寰椎横韧带共同构成寰椎十字韧带。寰枕关节的韧带及周围组织对颅颈交界区的运动、稳定起维持作用，特别是十字韧带、翼状韧带和覆膜。寰枢关节丰富的韧带和特殊关节的联动作用共同承担头颈部大部分的运动功能，现将其总结如下：

寰椎横韧带作为枕颈部体积最大、最厚、强度最大的韧带，是维持寰枢椎稳定时参与度最大的韧带，但结构致密、缺乏弹性及延展性，容易在过度外力后发生断裂。横韧带将椎孔间隔为两部分，前方与齿突后面的寰椎前弓、两个侧块和齿突共同构成了寰齿关节，容纳齿突并使其局限于寰椎前弓后面的齿突凹内；后方为椎孔的剩余部分，内含脊髓及其被膜，可防止寰椎过度前移和齿突向后移动而挤压脊髓。如齿突骨折后，完整横韧带仍可以限制齿突的活动范围，阻止寰椎向前半脱位从而避免引发更严重的状况。横韧带损伤后可导致寰齿关节不稳定，引发寰枢关节不稳定，如韧带短缩或撕裂引起寰枢椎移位，导致寰椎失稳；韧带断裂可发生寰椎前脱位，伤及延髓者易导致高位截瘫甚至死亡[14,15]。BurguetJL等[16]研究发现，在横韧带生理弹性限度内，可允许寰椎向前方移位3mm，当移位达3～5mm时，横韧带撕裂，超过5mm，横韧带断裂。横韧带断裂后对寰枢关节的影响主要表现为前屈、侧屈和轴位旋转运动范围增大，尤以前屈运动的ROM增加最为显著，临床可表现为寰椎前脱位，侧屈及轴位旋转运动受限[17]。

寰椎十字韧带分横部和直部，横部为位于齿突后方的寰椎横韧带，直部为从寰椎横韧带中部上、下缘分别发出的纵性纤维束为其纵行部分，称为上、下纵束。上纵束是寰枕关节的主要稳定结构，较为坚韧，位于齿突尖韧带与覆膜之间，止于枕骨大孔前缘；下纵束止点附着于枢椎体部中央的后面。上、下纵束与横韧带十字交叉分布，共同构成寰椎十字韧带，使寰椎前弓后面与齿突凹相合而限制齿突向前后移位并使其在齿突凹内运动。有学者认为上、下纵束呈薄膜状，其功能作用弱于坚韧的横韧带[18]。

翼状韧带位于寰椎横韧带前上方、尖韧带外侧，由两条形似蝶翼、富有弹性的韧带组成，走向为斜上下、水平三种，长约10.3～12.3mm，起点处宽、厚均约6.9mm，止点处宽6.6mm、厚6.3mm。韧带起于齿突尖后上方外侧1/3的卵圆平滑区后斜向两侧外上走行为枕翼支、寰翼支，分别止于枕骨髁下内侧缘及寰椎侧块内缘，若发生解剖学变异可出现约3mm的前下束仅止于寰椎侧块或前弓[19,20,21]。翼状韧带参与寰枕关节旋转运动和寰枢关节侧屈运动，只有双侧韧带完整并协同作用时才可限制寰枢关节的过度轴向旋转，一侧翼状韧带损伤可导致双侧韧带功能丧失。同时，翼状韧带限制寰枢关节过度旋转，横韧带限制寰椎过度前移，二者协同才能有效防止寰枢关节侧方脱位；当横韧带断裂时，即使翼状韧带功能正常也无法有效限制寰枢关节脱位[22,23]。

外侧寰枕韧带起于枕骨颈静脉窦连结寰椎两侧侧块的上面，主要功能有加强寰椎与颅骨间的关节囊的作用。

寰枢椎副韧带分别附着于寰椎左、右侧块内面的结节，韧带中部略突，分别向上、下发出纤维束，上行部分走行于齿突尖韧带与覆膜之间后止于枕骨大孔前前正中处，下行纤维止于寰枢椎体后缘。因韧带位置较深，对于其报道描述也不尽相同。胡有谷[8]认为起于寰椎横韧带下方的“十”字形韧带垂直束基底部，向上、外连结寰椎侧块内下方和齿突基底部；黄世廷等[24]影像学研究发现起自枢椎后缘，沿覆膜侧缘走行，止于横韧带后缘的枕骨骸内下缘、寰椎侧块。由于相关文献较少，暂未发现有对其功能及生物力学特性的相关描述。

齿突尖韧带也称为齿突悬韧带，位于寰椎横韧带的深面、两侧翼状韧带上缘之间，于寰椎十字韧带上纵束之前起于齿突尖，止于枕骨大孔前正中缘。解剖学研究发现，齿突尖韧带为一纵行纤维束，上端与覆膜、十字韧带上纵束在枕骨基底部难以分离，是位于中线上较薄的细小束状韧带，可认为是脊索的残余[25]。头颈后仰时韧带紧张，前俯时松弛。

寰枕后膜较前膜薄，连接枕骨大孔后缘和寰椎后弓上缘，向上延续即为寰枕后膜，其外侧与关节囊相混合而构成关节突关节囊，相当于脊柱此节段的黄韧带。头颈部旋转时寰枕后膜可能在会对椎动脉进行生理性限制，甚至病理性压迫，如上颈段关节慢性炎症、劳损等机械性损伤导致寰枕后膜病变、挛缩，机械力会同时限制和压迫双侧椎动脉，导致椎动脉供血不足[26]。

覆膜为覆盖寰椎十字韧带后表面的纵行纤维束，为后纵韧带的向上延续，覆膜向上附着于枕骨斜坡基底部及寰枕关节的内侧面，向下附着于齿突的基底部，并向下延续于脊柱的后纵韧带。其主要作用是限制寰枢关节生理性前屈、过度后伸，进一步加强枕寰枢关节的稳定性[27]。研究显示，枕颈部极度过伸、过屈运动易造成覆膜的损伤，多发生在挥鞭样损伤时同时后部受到撞击时[28]。

寰枢关节旋转性和稳定性主要依靠强大而复杂的横韧带、翼状韧带、十字韧带等维持，其中横韧带和翼状韧带是最重要的，主要限制寰椎的过度前移和过度旋转，其二者的损伤也是寰枢椎物理性病变的最主要的病理基础。研究证实，寰枢关节仅依靠横韧带、翼状韧带等结构就承担脊柱50%的旋转运动，完整的骨性结构、连续的横韧带、翼状韧带共同维持关节区旋转功能的稳定和灵活[29,30]。因此，过度运动或反复病理性刺激后劳损、松弛的韧带容易撕裂或断裂，是发生寰枢椎错位的最主要病因。

2.2静力性平衡结构

神经结构：寰椎横韧带的后面容纳脊髓，当寰椎关节失稳时，齿状突向后移位，就要压迫脊髓。枕下神经还与C2神经后支的内侧支、枕大神经相连，与C1、C3颈神经后支的内侧支联结成颈后神经丛，当寰椎沟环畸形产生神经激惹、压迫后可出现颅顶头皮痛和颈枕疼痛。

血管结构：寰枢关节旋转时，影响最大、最重要的结构是椎动脉[31]。旋转侧的寰椎侧块相对枢椎横突向后运动，对侧的寰椎侧块相对枢椎横突向前运动，因椎动脉从枢椎横突孔到进入枕骨大孔的狭小区间内存在连续的多个弯曲，椎动脉上段受牵拉后旋转移位使得椎动脉受到压迫或牵张刺激而痉挛，管腔变窄、血流受阻，脑部供血不足出现眩晕[32]。颈内动脉紧贴着寰椎侧块和枢椎横突的前缘上升，进入颅内，寰椎侧块的急速前移时压迫颈内动脉，引起血管支配区的急性血供不足。其次，颈部慢性炎症，如咽喉炎、颈动脉炎等使颈动脉鞘与周围组织相互粘连，降低了颈内动脉的顺应性和活动度，提高了颈椎旋转运动对颈内动脉机械压迫的发生率。

2.3动力性运动结构

人体头部颅骨的枕髁、寰椎和枢椎间的连接形成一个功能的整体，包括寰枕关节和寰枢关节。寰枕关节通过翼状韧带与滑囊形成连接，其下关节面与枢椎共同构成寰枢关节。寰枕关节运动维持冠状位的头颈屈伸，寰枢关节维持矢状轴头颈侧屈。寰枕关节、寰枢关节及周围韧带组织共同构成枕寰枢复合体（C0-C1-C2），共同完成颈椎40%的屈伸运动和60%的旋转运动[33]。

寰枕关节是由寰椎两侧侧块的上关节凹与相应的枕骨髁构成的椭圆关节，属于滑膜关节，关节囊较松弛。寰枕关节有两个互相垂直的运动轴，即横轴和矢状轴；主要运动为横轴上的头颈屈伸运动和矢状轴的旋转运动以及微小的侧屈运动。寨旭等[34]研究发现枕骨相对于寰椎有向下平移和的向前的平移，其他方向上的平移量均十分微小，均不足1mm。一般在生理状态下，寰枕关节可完成23.0°～24.5°状态下的左右屈伸运动，2.4°～7.5°的旋转运动及3.4°～5.5°的侧曲运动[35]。

寰枢关节符合柞臼关节的特点，关节间无椎间盘的协调运动，其发达横韧带、翼状韧带以代偿椎间盘功能及维系强大的旋转功能，如MorishitaY等[36]认为寰枢关节前方稳定性由横韧带做一级保护，翼状韧带做二级防护，由寰椎前弓及齿突构成的滑囊则维持后方稳定。在旋转中将齿突作为固定旋转轴，使头部、寰椎绕齿突作旋转运动。运动过程符合一定程度的耦合运动，承担了颅骨的三维方向、六个自由度的多轴运动，即屈伸、侧屈、旋转垂直运动[37,38]。

3、小结

寰枢关节的骨性结构、神经血管、韧带肌肉及特殊的关节构架共同承担了颈椎大部分的旋转和屈伸功能，是整个脊柱功能区中最复杂、最灵活的运动结构单元，而寰枢椎特殊的解剖结构是功能实现的基础；同时，强大的旋转屈伸运动也是本区容易发生关节紊乱、脱位的病理基础和诱因。从“脊柱枢纽论”理念[39]出发，任何脊柱运动单元的病理改变均会引起邻近脊柱甚至末位脊柱紊乱、解剖错位，严重者导致骶髂关节及骨盆病变的产生与发展，即“牵一发而动全身”的严重后果。随着脊柱疾病发病率的逐年增长，正确认识寰枢关节的解剖结构可能会对脊柱运动学病的诊治产生积极的作用。

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基金:甘肃省中医管理局课题,编号:GZK-2018-30