韧带损伤影响腰椎稳定性的生物力学特征

背景:韧带是维持腰椎稳定的重要结构,由于产生的机械应力这些结构容易退化,而对于韧带损伤的研究较少。目的:基于三维有限元模型模拟韧带损伤,确定各个韧带在运动状态下的活动度及应力方面的作用,系统探讨韧带受损对腰椎稳定性的影响和生物力学意义。方法:建立腰椎L4-L5有限元模型,约束L5下表面所有自由度,施加5 N·m力矩模拟腰椎的各个运动状态,通过改变韧带弹性模量模拟韧带渐进式受损。结果与结论:①大部分韧带损伤伸展活动度都出现了明显的增大;相比之下侧弯活动度无明显变化。②关节囊韧带受损后前屈、后伸和侧弯的活动度明显增大;前纵韧带受损后伸展活动度明显增大;横突韧带损伤导致侧弯活动度明显增大。③单韧带损伤后,伸展时活动度变化最为显著;单韧带受损后剩余韧带应力增大,尤其是关节囊韧带;整体来看棘间韧带和黄韧带应力变化最不明显;韧带应力在侧弯状态下变化最小,而扭转状态下变化最大。④韧带受损并未导致椎间盘压力发生重大变化,提示韧带损伤导致腰椎活动度增大,影响腰椎稳定性。⑤关节囊韧带稳定前屈、后伸和侧弯;前纵韧带稳定后伸;横突韧带稳定侧弯。⑥后伸运动对韧带损伤敏感,可通过后伸运动检查韧带病理变化。⑦单韧带损伤后剩余韧带给予应力补偿以维持腰椎稳定性。⑧棘间韧带和黄韧带损伤对周围韧带影响最小,关节囊韧带损伤对周围韧带影响最大。⑨韧带损伤对侧弯运动下的剩余韧带应力影响最小,而对扭转运动下的韧带应力影响最大,韧带损伤患者应避免扭转运动;韧带损伤不影响椎间盘压力。

三维有限元法分析前纵韧带对腰椎生物力学的影响

该文基于人体DICOM图像建立了更符合人体解剖结构的L4/5节段腰椎三维有限元模型,模拟腰椎前屈、后伸、侧弯及扭转4种运动状态下的生物力学响应。前纵韧带(ALL)受损后腰椎的关节活动度(ROM)增大,后伸时增大最显著。ALL受损后应力减小且分布发生改变,后伸时应力最大位置由韧带上部转移至韧带下部,侧弯时应力作用范围明显缩小。ALL受损后应变分布发生不同程度的改变,产生明显的纵向形变。除扭转外,其他运动状态下ALL应变增大,后伸和侧弯应变增加量最大。ALL主要限制后伸运动,ALL受损后腰椎稳定性下降。ALL受损后进行后伸和侧弯运动时可能会加重已有的损伤,因此ALL受损患者应尽量减少过度后伸和侧弯运动。该文的仿真实验可对韧带损伤疾病的诊断治疗提供支持和参考。

基于多刚体力学模型腰椎推拿斜扳法的优化

目的综合考虑推拿的有效性和安全性,提出一种评价振荡激励和脉冲激励腰椎推拿斜扳法优劣的方法,并对振荡激励腰椎推拿斜扳法进行优化。方法建立多刚体胸-腰椎生物力学模型,手法作用力作为模型的输入力,运用MATLAB/Simulink进行仿真,模拟得到腰椎各节段位移和加速度随时间变化的情况,对腰椎推拿手法行优化时,改变推拿作用力的核心要素频率f和操作次数n,比较腰椎各节段最大相对位移和最大加速度,并提出一种新的指标z,对推拿手法的有效性和安全性进行综合评价。结果两种激励腰椎推拿斜扳法作用时,腰椎各节段最大相对位移没有差异;振荡激励腰椎推拿斜扳法作用时,腰椎各节段的最大加速度均明显小于脉冲激励腰椎推拿斜扳法作用时的最大加速度。当f=1~2.5 Hz时,推拿整体效果比较好,且整体效果与操作数无关,推拿作用力持续1个操作数即可;当f=3.33 Hz,n≥5时,推拿治疗效果最好,但此时腰椎各节段承受力也相对较大;当f≥5 Hz时,推拿整体表现不佳。结论振荡激励腰椎推拿斜扳法比脉冲激励腰椎推拿斜扳法更安全,研究结果为医生提供一个比较合理的振荡激励腰椎推拿斜扳法操作参数的范围。

区位因素对零售业态空间分布的影响——以石家庄西美花街购物中心为例

零售业作为城市经济的重要组成部分,对区位条件的要求随城市及市场发展而变化。本文以石家庄市西美花街购物中心为研究对象,在调查各零售业态空间分布特征的基础上,通过分析地租差异、业态类型、空间布局特征、空间相互关系等区位因素的影响,以得到零售业空间分布的合理布局。