铸造工人腰背痛调查与脊柱力学负荷评定

目的 探讨脊柱力学负荷暴露与腰背痛患病率的关系。方法 6 17名铸造工人 ,分为后勤、车床、清理和造型四类工种 ,通过姿势分析和生物力学模型计算 ,评价其脊柱力学负荷暴露 ;以骨科体检和问卷方式分别调查工人腰背压痛和腰背疼痛主诉患病率。结果 后勤、车床、清理和造型工种脊柱力学负荷依次加重 ,而其腰背压痛阳性率则依次为1 7%、4 6 %、9 5 %和 16 8% ,与脊柱负荷呈剂量反应关系。

麦肯基脊柱力学诊疗方法治疗下腰痛

目的观察麦肯基脊柱力学诊疗方法对下腰痛的治疗效果。方法下腰痛患者24例,分别给予相应的脊柱力学治疗,包括异常姿势的矫正、伸展松动术、站立位手法矫正移位术、屈曲位旋转松动术等。分别采用目测类比测痛法(VAS)和临床疗效评定来评定治疗效果。结果24例患者中临床治愈16例,占66.7%;好转6例,占25.0%,总有效率为92.0%;无效2例,占8.3%。结论结果显示尤其对某些急性腰扭伤或急性腰肌劳损的患者,常能一次治愈。

麦肯基脊柱力学疗法治疗下腰痛

目的探讨麦肯基(Mckenzie)脊柱力学疗法对下腰痛的康复影响。方法使用Mckenzie诊疗方法指导36例下腰痛(腰椎间盘移位综合征)患者进行系统康复治疗。采用目测类比评分法(VAS)在治疗前、首次治疗后和第10次复诊治疗后对患者腰痛程度分别进行VAS评分。疗程结束后进行疗效评定。结果首次治疗后VAS评分为62.83±23.35,第10次复诊治疗后VAS评分为20.56±23.54,均有非常显著性差异(P<0.01)。第1疗程结束后,有效率为100%,显效率为72.22%。结论Mckenzie脊柱力学疗法对下腰痛的康复疗效非常显著。

胸背痛脊柱力学指标的临床分析

目的分析胸背痛脊柱力学指标的临床特征。方法选取2016年8月至2018年8月在联勤保障部队第九一○医院骨科治疗的86例脊柱病变患者为研究对象,其中38例伴胸背痛脊柱病变患者为胸背痛组,48例无胸背痛脊柱病变患者为非胸背痛组,选取同期38例体检健康者为正常对照组,比较各组受试者的C反应蛋白(CRP)、红细胞沉降率、背部肌耐力时间和腹部肌耐力时间,胸背痛组引起胸背痛的椎体节段,脊柱活动度(后伸、前屈、向右侧屈、向左侧屈、向右旋转、向左旋转)、脊柱力量(后伸、前屈、向右侧屈、向左侧屈、向右旋转)、脊柱平衡力量(向左旋转、前屈/后伸、旋转右/左、侧屈右/左)。结果三组CRP、背部肌耐力时间和腹部肌耐力时间比较差异有统计学意义(P <0.05),非胸背痛组和胸背痛组CRP水平均高于正常对照组[(17.70±2.58) mg/L比(6.52±2.24) mg/L、(10.46±3.12) mg/L比(6.52±2.24) mg/L](P <0.05);非胸背痛组和胸背痛组背部肌耐力时间和腹部肌耐力时间均短于正常对照组,且胸背痛组背部肌耐力时间和腹部肌耐力时间均短于非胸背痛组[(0.84±0.16) min比(1.36±0.41) min、(0.78±0.22) min比(1.21±0.29) min](P <0.05);三组ESR水平比较差异无统计学意义(P> 0.05)。在38例胸背痛组患者中,上段胸椎(T1~3)疼痛0例,中段胸椎(T4~7)疼痛8例,下段胸椎(T8~12) 30例;其中磁共振成像检查的诊断率为39.47%(15/38);骨科和放射科主任医师会诊病理阳性诊断率为86.84%(33/38),影像学诊断未能发现病例多为棘上韧带炎、面关节炎、肋横突炎等微小病变。三组脊柱活动度比较差异无统计学意义(P>0.05);胸背痛组和非胸背痛组前屈脊柱力量小于正常对照组[(95.0±22.8) Nm、(92.7±19.4) Nm比(129.7±33.2) Nm],胸背痛组旋转右/左脊柱平衡力量大于非胸背痛组[(1.19±0.20) Nm比(1.04±0.16) Nm](P <0.05);余脊柱力学指标比较差异无统计学意义(P> 0.05)。结论胸背痛患者主要病变位于胸椎下段(T8~12),脊柱左右侧力学失衡是胸背痛患者的重要临床特征。

脊柱生物力学2023年度研究进展

脊柱是人体最重要的骨骼结构之一。它具有保护脊髓、支持体重、减缓冲击,并允许躯干灵活运动的功能。脊柱生物力学研究对于全面认识脊柱结构功能、疾病发病机制意义重大。2023年,国内外学者开展了大量脊柱相关的生物力学研究,包括脊柱基础生物力学的认知,病理条件下脊柱力学特性改变,以及基于生物力学研究基础设计的各种治疗脊柱疾病办法。本文着重分析脊柱生物力学2023年度研究进展,并以几种较为典型的脊柱疾病或病理状态为例进行详解介绍。

有限元仿真分析强直性脊柱炎后路“Y”型截骨固定的生物力学特征

背景:强直性脊柱炎是一种因组织骨化和纤维化导致脊柱僵硬畸形的进行性炎症,表现为患者的姿势异常和活动受限,轻微损伤即可引发胸腰椎骨折。传统医学图像观察限制了医生对强直性脊柱炎治疗的术前决策规划和术后疾病预防。目的:基于强直性脊柱炎患者后路脊柱去松质骨化截骨“Y”型截骨(简称“Y”型截骨)术前和术后的脊柱模型,探究“Y”型截骨固定治疗强直性脊柱炎的生物力学变化。方法:基于1名在内蒙古医科大学第二附属医院就诊的强直性脊柱炎患者的术前和术后CT图像,于Mimics19.0软件中重建“Y”型截骨(L3截骨)术前及术后的三维脊柱模型,包括T11-S1节段,于T11椎体顶部施加7.5 Nm力矩,模拟脊柱在前屈、后伸、左弯、右弯、左旋和右旋6个工况下的运动。仿真得到脊柱各椎体的活动度、各椎间盘的应力和钉棒系统的应力。结果与结论:①“Y”型截骨术后路固定后,脊柱各椎体活动度均下降,且上部椎体活动度损失比例较大(L1:77.95%);②术前脊柱椎间盘最大应力发生于L1-L2节段(0.55 MPa),术后脊柱椎间盘最大应力发生于T11-T12节段(0.50 MPa),且T12以下的椎间盘应力远小于术前;③钉棒系统的最大应力(166.67 MPa)发生于棒体的上中段和椎弓根钉的根部;④提示后路“Y”型截骨固定手术增强了脊柱的稳定性,减小了脊柱活动范围,固定节段的椎体减压良好且下方椎体应力遮挡现象显著,应加强棒体和椎弓根钉应力集中区域的刚度以避免应力疲劳导致的钉棒断裂。

人体脊柱动力学数值仿真分析模型建立及验证

目的建立T2~L5胸腰椎有限元模型并验证其有效性,为探究脊柱冲击载荷下的动态响应特性及损伤机制提供数值模型支撑。方法基于CT扫描图像数据建立T2~L5胸腰椎三维有限元模型;仿真分析施加不同力矩下(屈伸、旋转和侧弯工况)T12~L1段载荷-转角曲线,并与文献报道的数据进行对比;对T2~6、T7~11和T12~L53段脊柱有限元模型施加不同高度下的自由落体载荷并进行仿真分析,获得轴向力峰值和弯矩,并与文献报道的数据进行对比分析。结果T12~L1段脊柱有限元模型受不同方向力矩发生最大转角在-2.24°~1.55°,与文献数据吻合良好。在不同跌落高度下,T2~6、T7~11和T12~L53段脊柱有限元模型的轴向峰值力分别为1.7~5.3、1.3~5.5、1.3~7.5 kN,均处于文献数据误差范围内;脊柱与椎间盘应力云图显示,椎体由外缘最先受力,椎间盘由髓核承受主要载荷,符合实际脊柱损伤发生机制。结论所建立的T2~L5脊柱模型能够正确模拟不同工况下脊柱的生物力学行为特性,分析结果具有有效性。

脊柱生物力学专栏论著评述

脊柱功能单位(functional spinal unit,FSU)是基本脊柱生物力学单位,包括相邻的两节椎体及其间的椎间盘、关节突关节、韧带肌肉等非单一性组成结构,共同发挥着支撑传递生物力学载荷、维持机体活动稳定及保护脊髓神经安全等重要作用[1]。脊柱不仅是运动指挥单元,还是功能执行单元,对维持人体生物力学稳定的重要性毋庸置疑。开展脊柱生物力学研究有助于对脊柱相关疾病发生机制的深入了解,更重要的是指导临床医生制定最佳的疾病治疗方案。

基于DAVID脊柱生物力学测训系统的康复训练对强直性脊柱炎患者脊柱核心肌群力学功能和核心肌耐力的影响

目的 探究基于DAVID脊柱生物力学测训系统的康复训练对强直性脊柱炎(AS)患者脊柱核心肌群力学功能和核心肌耐力的影响。方法 回顾性分析115例AS患者的临床资料,依据康复方式将其分为常规组(57例)和系统组(58例)。常规组行运动康复训练,系统组行基于DAVID脊柱生物力学测训系统的康复训练,两组均持续干预3个月。比较两组患者脊柱核心肌群力学功能、核心肌耐力和炎症指标。结果 干预3个月末,两组左旋转、右旋转、前屈、后伸水平,腹部、背部肌耐力水平均较干预前升高,且系统组均高于常规组(均P<0.05)。两组干预3个月末CRP、TNF-α、血沉水平均较干预前降低,且系统组均低于常规组(均P<0.05)。结论 基于DAVID脊柱生物力学测训系统的康复训练可改善AS患者的脊柱核心肌群力学功能,提高核心肌耐力水平,降低炎症指标水平。

有限元分析在骨质疏松性椎体压缩骨折脊柱力学动态变化中的应用

骨质疏松性椎体压缩骨折常常发生在脊柱胸腰段,是脊柱骨折中最常见的类型,约占所有脊柱骨折的90%,该损伤常伴有神经功能的损害,给家庭和社会造成很大的负担。此类骨折被认为是椎体负荷应力超过本身结构强度时发生的力学变化。对于骨质疏松性椎体压缩骨折,了解和熟悉其脊柱力学环境的动态变化过程与机制是防止骨质疏松性骨折的发生重要环节。利用有限元技术能够很好地模拟骨质疏松性椎体压缩骨折脊柱力学环境变化状况,分析其作用机制,验证实验假说,为临床预防与诊疗方法的选择作出定性、定量的最佳治疗方案,为临床预防与诊疗方法的基础研究提供有效的研究方法。通过回顾近年骨质疏松性椎体压缩骨折的有限元研究与分析,探讨不同治疗方法对脊柱力学动态变化的影响,进一步明确骨质疏松性胸腰椎压缩骨折早期预防、诊治措施,从而避免做超出椎体负荷安全范围的活动,预防与治疗椎体骨折连锁反应的发生。

从筋骨失衡力学源性分析探讨骨质疏松症的防治策略

骨质疏松症(osteoporosis,OP)的诊断率逐年上升,其高发病风险、发病率以及并发脆性骨折,致残、致死率增加给家庭、社会带来极大的危害和负担,也成为世界范围内所面临的老年性、慢性疾病防治的热点和重点问题。从生物力学角度分析其发病过程,明确力学退变性筋骨病原因与其力学平衡和稳定有关的脊柱关节静力系统、肌肉、筋膜、韧带、关节囊等动力系统之间的相互作用,其发生与持续静态负荷和动态负荷、额外负荷、增龄性因素均相关。OP筋-骨系统力学生物学特性失衡,这与现代医学所讲的力学源性平衡因素改变如出一辙。通过对人体力学平衡特点和骨质疏松症患者筋骨失衡的力学源性分析,揭示筋骨系统力学失衡的功能性与结构性代偿临床病理变化分型,针对骨质疏松症患者筋骨力学失衡不同病理分型,为临床防治策略的建立和制定提供参考依据。

人体脊柱生物力学特性的研究方法及进展

背景:随着脊椎融合术和人工椎间盘植入手术的不断发展,近年来研究者们利用各种医疗仪器设备和研究方法,对脊椎的各项特性展开研究。生物力学研究需要更真实的模拟人体生理环境和运动方式。目的:综述国内外相关文献,从测量主体和测量内容角度总结脊柱生物力学研究方法的优势与不足。方法:以"biomechanical and(properties or study or evaluation),spinal biomechanics,spine mechanical test,spine and(kinematics or motion)"为英文检索词检索PubM ed、Web of Science、Springer数据库,以"生物力学特性,生物力学研究评估,脊柱生物力学,脊柱力学测试,脊柱动力学,脊柱运动"为检索词检索中文期刊全文数据库,纳入脊柱力学、运动学、动力学研究相关文献,主要整理近5年来该领域内的经典文献,排除重复性工作,重点对38篇文献进行分析讨论。结果与结论:近30年来研究者从多个结构细节对脊柱机械特性展开了研究,仿照人体运动研究了基本工况下脊柱的运动形式,掌握了大量脊柱力学与动力学特性。未来还需要对脊柱特性进行更加深入的了解,如力学方面椎间盘的阻尼特性、运动学方面脊柱的空间耦合运动规律等,才能有助于设计性能更加优良的脊椎病治疗产品,更好地修复脊椎疾病。

有限元分析在脊柱生物力学领域的应用

介绍了近年来有限元方法应用于脊柱生物力学分析的研究新进展 ,并讨论了其在临床工作中的实际意义 ,提出了建立有限元模型的一些思路。有限元分析作为一个理论性方法 ,必须与临床实践相结合才能真实、可靠地解释疾病的发生、发展经过 。

从脊柱生物力学角度探讨应用颈椎调整手法的利与弊

颈椎调整手法的结构基础是外源性动力活动系统和内源性静力支持系统,在前者肌群放松时,颈椎调整手法的作用力可直达后者功能单位的力线上,并拔伸椎间盘力线,调整后关节突力线进而调整颈椎关节位置异常。而反复颈椎调整手法可经常牵拉脊柱各功能单位上的韧带、关节囊等软组织,从主观印象上看可使关节周围的软组织松弛从而使关节活动度增大,关节变松,但在客观上没有实验结果支持。笔者从脊柱生物力学角度看,颈椎调整手法的使用应根据是否有调整的指征来判断,没有指征时使用会降低脊柱自身的生物力学自我调整能力。

脊柱生物力学研究的回顾与展望

脊柱生物力学研究是认识脊柱功能、脊柱发病机制和选择脊柱治疗手段的重要基础。从脊柱的基本构成单位椎骨、椎间盘、韧带、脊柱功能单位以及整体脊柱5个层面总结归纳这些领域的生物力学基本研究进展和成果,包括人体标本的体内和体外试验、动物标本的体内和体外试验以及数学模型等不同研究方法的结果。同时,凝练部分了解尚不充分的生物力学数据,这将成为未来重要的研究方向。

从生物力学角度看脊柱手术发展

1909年,Oppenheim和Krause完成了首例脱出腰椎间盘摘除术,从而开创了以外科手术为治疗脊柱退行性疾病主要手段的时代。脊柱手术方式发展史其实就是随着人们对脊柱生物力学认识不断深入而变革的发展史。1、80年代前—无内植物时代:80年代前的脊柱手术为无植入物时代。彼时人们对脊柱疾病诊治的理解多集中于对疾病现象及基本解剖的认识,欠缺对生物力学的深入探索。

数字标记点相关法在脊柱生物力学中的应用研究

脊柱是由刚度较大的椎体和刚度较小的椎间盘与韧带通过特殊的构型和连接所成的运动体。通过对数字标记点相关法对动物(牛)脊柱的生物力学行为进行测量,得出了比较合理的结果。实验表明,在相同的试验条件下(模拟生理环境纯力矩状态下),将脊柱中相邻脊椎(L4-L5)固定起来所表现出的力学行为,如位移、变形以及相邻脊椎之间的相对转动角度等,与没有固定时的脊柱的整体力学行为表现基本相同,没有太大的差别;而当将相邻三节脊椎(L3-L4-L5)固定起来的脊柱所表现的整体力学行为却与没有固定时的脊柱有着明显的不同。同时也验证了该测试方法的可行性,更能为其它类似情况研究提供了一种新的测试方法,并可为脊柱融合手术提供可靠的数据支持。

半椎板与全椎板手术切除椎管内肿瘤对脊柱生物力学影响对比研究

目的观察半椎板与全椎板手术切除椎管内肿瘤对脊柱生物力学影响作用,以明确哪种方法对脊椎生物力学影响更少,术后恢复效果更佳。方法 128例椎管内肿瘤患者随机分成二组半椎板手术组65例,全椎板手术组为63例,均于手术后第2周进行脊柱生物力学检查,对比两组疗效。结果半椎板入路组术后脊柱生物力学功能较对照组强结论半椎板入路手术对脊柱功能损伤及术中出血少,患者适应性强,术后恢复也较快。