人體脊柱由7個頸椎（C）、12個胸椎（T）、5個腰椎（L）和尾骶椎組成，側(cè)面看頸椎前凸、胸椎后凸和腰椎前凸。脊柱的主要功能是保護脊髓、承重和支持軀干運動。運動節(jié)段是脊柱的基本功能單位，它是由相鄰的兩節(jié)脊椎及其之間的椎間盤、關(guān)節(jié)突和韌帶等構(gòu)成。
Write等（1987）先提出脊柱穩(wěn)定性的概念，認為在生理條件下脊柱各結(jié)構(gòu)能夠維持其相互間的正常位置關(guān)系，不會引起脊髓或者脊神經(jīng)根的壓迫和損害，稱為“臨床穩(wěn)定”，而當脊柱喪失這一功能時，叫作“臨床不穩(wěn)定”。
影響脊柱穩(wěn)定性的因素包括四大類：
結(jié)構(gòu)性穩(wěn)定器——椎體的形狀與大小，關(guān)節(jié)面的形狀、大小與方向；
動力性穩(wěn)定器——韌帶、纖維環(huán)、關(guān)節(jié)面軟骨；
流體力學穩(wěn)定器——髓核的膨脹度；
隨意性穩(wěn)定器——整體運動肌和局部穩(wěn)定肌。
以上四種因素的病理改變都可導(dǎo)致脊柱穩(wěn)定性的下降，如脊柱骨折導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性穩(wěn)定器的破壞，腰部急性扭傷導(dǎo)致動力性穩(wěn)定器的損壞，隨著年齡增長、髓核的膨脹度逐漸下降，以及各種原因?qū)е碌募∪夤δ芟陆怠τ诮Y(jié)構(gòu)性穩(wěn)定器、動力性穩(wěn)定器、流體力學穩(wěn)定器的問題，臨床一般采取保守治療如臥床、矯形器保護、藥物、牽引、理療等方法，對于隨意性穩(wěn)定器的功能障礙，則采取運動治療技術(shù)。
Panjabi于1992年提出了保持脊柱穩(wěn)定性“三亞系模型”：被動亞系、主動亞系和神經(jīng)控制亞系。被動亞系主要由椎體、小關(guān)節(jié)突和關(guān)節(jié)囊、韌帶等成分組成。軀干前屈過程中，后縱韌帶、小關(guān)節(jié)突及其關(guān)節(jié)囊和椎間盤是主要的穩(wěn)定性維系結(jié)構(gòu)。軀干后伸過程中，前縱韌帶、纖維環(huán)前部纖維和小關(guān)節(jié)突是主要的穩(wěn)定性維系結(jié)構(gòu)。水平旋轉(zhuǎn)運動中脊柱的穩(wěn)定性主要由椎間盤和椎骨關(guān)節(jié)突維系。側(cè)屈過程中脊柱穩(wěn)定性的研究較少，可能與椎體間韌帶作用有關(guān)。在脊柱活動的中位區(qū)域，被動亞系還可作為本體感受器，感受椎體位置的變化，為神經(jīng)控制亞系提供反饋信息。其感受器主要位于椎間盤、韌帶和關(guān)節(jié)面上。被動亞系損傷可以增大中位區(qū)間的范圍，提高對神經(jīng)控制亞系活動的要求。
中位區(qū)域（Neutral Zone）是指在此脊柱活動范圍內(nèi)，脊柱節(jié)段活動的內(nèi)部阻力較小，屬于生理性活動范圍的一部分，此時總內(nèi)應(yīng)力（活動阻力）保持比較小的狀態(tài)。
張力性區(qū)域（Elastic Zone）指從中位區(qū)域（NZ）到脊柱節(jié)段活動極限范圍之間區(qū)域，此時脊柱節(jié)段活動會遇到較大的內(nèi)部阻力。
在NZ區(qū)間，被動亞系不參與脊柱穩(wěn)定性維持，此刻的脊柱穩(wěn)定性取決于局部肌肉（local muscle）活動的維系；在EZ區(qū)間，被動亞系參與脊柱穩(wěn)定性維持。
主動亞系由肌肉和肌腱組成，它們與神經(jīng)控制亞系協(xié)同活動，共同維系脊柱在中位區(qū)間的穩(wěn)定性。采用去除肌肉的實驗證明，缺乏相應(yīng)的肌肉的支持，腰椎可以在非常輕度的負載之下就會變得非常不穩(wěn)定。單節(jié)段肌肉如橫突間肌和棘突間肌，因其肌肉體積小、位置靠近脊柱旋轉(zhuǎn)運動的中部且肌梭密度高，故主要作為張力傳感器，為神經(jīng)控制亞系提供脊柱姿勢和運動狀態(tài)的反饋信息。體積較大的多節(jié)段肌肉主要參與脊柱運動的運動及其控制。腰部豎脊肌是完成搬舉動作的主要背伸肌肉；旋轉(zhuǎn)運動主要由腹斜肌收縮完成；而腰部節(jié)段運動控制主要由腰部多裂肌活動完成，用以控制搬舉和旋轉(zhuǎn)運動時的腰椎節(jié)段穩(wěn)定性；額狀面脊柱運動的穩(wěn)定性研究較少，一般認為主要與腰方肌活動有關(guān)。腹部肌肉與脊柱穩(wěn)定性的關(guān)系尚未定論。有研究認為腹肌因其收縮活動能夠增加腹內(nèi)壓和提高腰背筋膜張力而在維持背伸運動中發(fā)揮主要作用，但也有研究指出這種作用不可能長時間維持。目前研究認為，腹肌是軀干前屈和旋轉(zhuǎn)的運動肌。
神經(jīng)控制亞系指神經(jīng)肌肉運動控制系統(tǒng)，它可以接受來自脊柱穩(wěn)定性有關(guān)肌肉的信息，然后控制主動亞系的有關(guān)肌肉活動，維持脊柱的穩(wěn)定。神經(jīng)控制亞系主要接受來自主動亞系和被動亞系的反饋信息，判斷用以維持脊柱穩(wěn)定性的特異性需要，然后啟動相關(guān)肌肉的活動，實現(xiàn)穩(wěn)定性控制的作用。研究發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)控制亞系功能障礙是其他脊柱結(jié)構(gòu)損害的危險因子。此外，一次損傷后神經(jīng)控制功能沒能得以康復(fù)也可以使得再次損傷的危險性提高。研究發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)控制亞系能夠預(yù)測即將發(fā)生的肢體運動，然后啟動相關(guān)肌肉活動來保持肌肉穩(wěn)定性，如在上肢運動發(fā)生之前多裂肌和腹橫肌活動先行啟動。而慢性腰痛患者這些肌肉的啟動時間相對較晚，表現(xiàn)出明顯的神經(jīng)控制功能障礙。慢性腰痛患者腰部脊柱穩(wěn)定性的神經(jīng)控制功能較差且在初期損傷后的功能恢復(fù)不能自動進行，需要采用特殊的方法加以訓練。
根據(jù)Panjabi的觀點，三個亞系分別是維持脊柱穩(wěn)定性的三個獨立性因素，通常某一因素的損害，可以由其它要素加以代償。而各個亞系之間的功能無法代償?shù)臅r候，脊柱穩(wěn)定性逐漸喪失，出現(xiàn)各種臨床癥狀。
根據(jù)功能和解剖位置的不同，將脊柱周圍肌肉區(qū)分為局部穩(wěn)定肌和整體運動肌兩類。在肌肉保持脊柱穩(wěn)定的作用中，局部穩(wěn)定肌起到主要作用，整體運動肌主要作為身體運動所需的動力的來源，負責做功，而在保持脊柱穩(wěn)定性方面起到輔助作用。整體運動肌位于表層、具有雙關(guān)節(jié)或者多關(guān)節(jié)分布如連接胸廓和骨盆，這些肌肉收縮通常可以產(chǎn)生較大的力量，通過向心收縮控制椎體的運動和產(chǎn)生功率，如骶棘肌(分三組肌肉，腰部主要為腰部長肌和髂肋肌)、背闊肌等。局部穩(wěn)定肌肉通常起源于脊椎，它們的主要作用是控制脊柱的彎曲度和維持脊柱的機械穩(wěn)定性，通常位于深部、具有單關(guān)節(jié)或者單一節(jié)段分布、通過離心收縮控制椎體活動和具有靜態(tài)保持能力，脊柱重要的局部穩(wěn)定肌為多裂肌，其他如腹橫肌、腰大肌也起到類似作用。多裂肌作用包括提供脊柱的節(jié)段穩(wěn)定、保持脊柱的自然生理前凸、控制小關(guān)節(jié)的運動、調(diào)整椎體間壓力和負荷的分配。腰部多裂肌的每一肌束均有來自背部神經(jīng)支的內(nèi)側(cè)分支分布，且均來自同一節(jié)段腰椎的神經(jīng)，這就意味著節(jié)段間的多裂肌能調(diào)整和控制相應(yīng)節(jié)段去承載負荷，多裂肌是僅有一塊主要起到保護椎骨的作用的肌肉。多裂肌與椎骨關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)有非常緊密的關(guān)系，控制椎骨關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)在頭尾方向的滑動，控制著在椎骨上的壓力和負荷的分配。
以腰椎穩(wěn)定性為例，膈肌、腹部肌群、背部肌群、盆底肌肉都在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的控制下參與到這一過程中來。其機制則涉及前饋、反饋等多種控制模式。只有整體運動肌和局部穩(wěn)定肌協(xié)調(diào)一致的運動，才能保證關(guān)節(jié)的穩(wěn)定、應(yīng)力的正常分布。一旦控制這一過程的神經(jīng)亞系出現(xiàn)問題，就可能導(dǎo)致局部疼痛等一系列癥狀。在中國傳統(tǒng)的脊柱康復(fù)方法中，比較重視對肌肉功能的訓練，如臨床醫(yī)師經(jīng)常指導(dǎo)慢性腰痛患者進行“燕子飛”、“搭橋”等肌肉訓練，但由于不重視對神經(jīng)肌肉運動控制系統(tǒng)的訓練，導(dǎo)致很多患者效果不佳。