低频振动作用下人体椎间盘多孔弹性单元的研究

建立了L4/L5段人体腰椎关节的非线性多孔弹性单元有限元模型,并对该模型进行了轴向静力(0Hz)和低频(0.01 Hz、0.1 Hz、0.5 Hz、1 Hz)振动作用各1小时的仿真研究,对比了在不同频率振动作用下人体脊椎组织的多孔弹性单元力学特性。结果表明:在相同振幅和时间内,与低频(0.01Hz、0.1Hz)相比,相对较高频率(0.5 Hz、1 Hz)作用下的椎间盘组织产生的轴向位移较大,髓核和纤维环的孔压应力均呈现逐渐上升的趋势;与此同时,髓核的有效应力逐渐增加,而纤维环的有效应力却逐渐减少;在相对较低频率(0.01Hz、0.1Hz)作用下的各项力学特性指标与静力作用下的相比,差值均在3%以下;加载时间超过600s后,振动频率的增加更容易使椎间盘轴向位移增大;相对较高频率(0.5 Hz、1 Hz)振动作用下髓核和纤维环内的孔压值逐渐升高,而静力压缩和相对较低频率(0.01 Hz、0.1 Hz)振动作用下孔压值却逐渐降低;不断增加的孔压应力使椎间盘内的体液流失速率变大,导致椎间盘退化。

路面随机振动下人体椎间盘关节力学特性分析

建立了L4-L5椎体关节的三维有限元模型,分别表示5种人体尺寸和不同的3种坐姿.研究当汽车在路面上行驶时,人体高度、体重和坐姿与脊椎关节压缩应力和剪切应力的关系.结果表明:弯曲坐姿时,脊椎承受的压缩应力和剪切应力最大.人体的高度和体重对于脊椎关节的静态剪切应力和压缩应力都会产生不同程度的影响.脊椎应力与座椅处振动的传递函数和驾乘人员的坐姿有着重要的关系,无论何种体型的人体,驾驶坐姿都比弯曲坐姿所承受的应力小,证明驾驶坐姿更舒适.

人体新鲜脊柱椎间盘样本拉伸蠕变的实验研究

目的:阐明牵引治疗腰椎间盘突出症的生物力学机理,提供生物力学参数,以指导临床正确牵引施术。方法:对8例人体新鲜脊柱椎间盘样本材料,进行了拉伸蠕变生物力学测试。测试以杠杆引伸仪拉伸,传感器固定于测试椎间盘L3-L4之间,砝码加载,尼龙带扎头传递荷载,分度值为0.001 mm千分表测量位移。测初始荷载15 kg时位移;以5 kg砝码递增加载,测位移变化;15 min加载至40 kg,令此时间T=0',取时间增量T=5',测随T值增加的位移变化及达到拉伸蠕变极限的平衡时间。结果:显示腰椎间盘具有生物力学拉伸蠕变特性,并且正常椎间盘样本,随着拉伸荷载增加,其拉伸位移量比退变椎间盘大,正常椎间盘蠕变极限时间比退变椎间盘短。结论:牵引治疗腰椎间盘突出症是因为腰椎间盘具有生物力学拉伸蠕变特性;并且提出临床牵引治疗腰椎间盘突出症,应以40 kg加载,持续52 min为较佳牵引疗法。

人体脊椎间盘的力学性能研究

本文通过分析人体脊椎间盘的力学性能实验数据，找出了其能承受的权限载荷和极限载荷随间盘部位的变化规律，并分析了间盘试件受力后的破坏形式。

基于多孔弹性模型的脊椎关节生物力学特性和体液流动特性研究

建立了L4/L5段人体腰椎关节的非线性多孔弹性有限元模型,并对其施加1000N振动载荷1h,考察在不同的振动频率(1Hz、4Hz、8Hz、11.5Hz、15Hz)下腰椎关节的变形、应力分布和体液流动情况;并对不同频率作用下脊椎组织的生物力学特性进行了对比分析。结果表明,在不同频率振动载荷下,脊椎模型的应力分配、体液流量都呈现与振动载荷不同的周期性波动变化。振动载荷频率等于腰椎关节的固有频率11.5Hz时,椎间盘应力分配和体液流量波动的幅值最短;而振动频率为4Hz、8Hz、15Hz时各项指标波动的幅值比11.5Hz时小。振动过程中,椎间盘内外压力梯度的变化引起体液的流动,振动时间越长,总流失量越大。

乍暖还寒吋颈椎重养护

乍暖还寒时,最难将息。初春季节是颈椎病高发的季节,因此做好初春颈椎病的预防非常重要。现代办公室工作的白领们每天除了卧床睡觉外,就是长久地坐在办公桌前,比站立的时间还要长很多。坐位对人体腰椎间盘压力远远高于卧位和站立的姿势,稍不注意,极易引起腰痛症状,严重时甚至会诱发腰椎间盘突出症的发生。