基于三维有限元模型的人体全腰椎振动特性研究

振动暴露被认为是诱发腰椎退行性病变和下腰痛的重要原因,本研究旨在探寻振动载荷对腰椎生物力学的影响。基于人体腰椎L1节段至骨盆(L1-pelvis)的CT扫描数据,重构L1-Pelvis三维几何模型。对该几何模型进行网格划分和材料特性赋值,建立L1-Pelvis三维有限元模型,并利用可获得的实验数据对模型的有效性进行验证。基于该有限元模型,通过瞬时动态分析计算出腰椎各运动节段在幅值40 N,频率5 Hz轴向正弦振动载荷作用下的力学响应,并与-40 N和+40 N轴向静态载荷作用下的结果进行对比,响应参数包括椎体轴向位移、纤维环膨出变形和纤维环基质冯·米塞斯应力。研究结果表明,相比于静态载荷,振动载荷下腰椎各运动节段的椎体轴向位移、纤维环膨出变形、纤维环基质冯·米塞斯应力的幅值分别增加了0.550~1.020 mm、0.124~0.251 mm、0.043~0.099 MPa,最大增幅分别可达195.0%、175.7%、151.4%。从量化角度说明振动载荷下腰椎发生损伤的风险更高。

下腰椎椎体在不同负荷下屈伸运动特点的分析

目的探索不同负重状态下直立位腰椎L_(3)、L_(4)椎体屈伸运动过程中体运动轨迹,分析负重状态下腰椎在体运动的规律和特点。方法招募2018年8月至2020年8月10名无症状的青年志愿者,使用双荧光透视系统DFIS与CT相匹配技术,经平扫CT获取L_(3)~S_(1)的图像进行三维重建。于放射线透视不同负重下0、5、10 kg完成下腰椎的前屈到直立到后伸动作获得X线影像,通过轮廓重叠实现二维到三维图像的匹配,还原下腰椎椎体的三维运动轨迹。结果下腰椎在前屈到站立位时:不同负重下腰椎椎体0、5、10 kg的X轴的运动位移分别为-1.05(-2.42,1.72)、0.63(0.15,4.26)、-0.39(-0.75,3.12)mm。X轴运动位移比较5 kg>10 kg>0 kg,差异有统计学意义(P<0.05)。γ角度分别为-0.26(-1.30,5.43)、0.93(0.24,5.42)、-0.95(-2.12,4.32)°。γ角度比较5 kg>0 kg>10 kg,差异有统计学意义(P<0.05)。下腰椎在站立到后伸位时:不同负重下腰椎椎体0、5、10 kg X轴的运动位移分别为0.90(-0.82,3.74)、-0.91(-1.55,4.26)、0.07(-0.92,3.25)mm。Z轴的运动位移分别为-0.25(-0.54,1.78)、0.40(-0.68,2.37)、-0.19(-0.92,1.03)mm。X轴运动位移比较0 kg>10 kg>5 kg,Z轴运动位移比较5 kg>10 kg>0 kg,差异有统计学意义(P<0.05)。α角度分别为0.91(-0.82,2.85)、-0.61(-0.14,3.79)、0.54(-0.82,3.87)°。γ角度分别为1.15(0.24,5.32)、0.92(-0.67,5.45)、0.65(-1.24,5.32)°。α角度比较0 kg>10 kg>5 kg,γ角度比较0 kg>5 kg>10 kg,差异有统计学意义(P<0.05)。结论负重5 kg下腰椎椎体在体运动的位移和旋转角度和0 kg相比差异有统计学意义,可能与腰椎退行性疾病有一定关联。下腰椎退行性疾病可能与X轴位移的关系更为密切。

基于乘员腰椎损伤指标的座椅垂直冲击波形包线研究

结合某型号飞机的机身结构适坠性(乘员生存力包线)设计需求,首先开展了满足AC 25.562-1B规章要求的“地板⁃座椅⁃乘员”系统的标准14g垂直冲击试验,并基于Ls⁃Dyna有限元软件进行仿真,与试验对标;在完成仿真模型标定后,为了模拟垂直坠撞工况下的乘员腰椎损伤情况,开展了80°工装角度的不同峰值和脉宽的三角波形设计、仿真分析和试验验证,获得了符合乘员腰椎损伤指标的座椅垂直冲击波形包线,为飞机机身结构适坠性设计提供参考。另外,基于乘员腰椎载荷损伤指标提出了座椅“传力系数K”的概念,以及坐垫在不同波形工况下对乘员腰椎载荷的滞后性影响。

老年腰椎间盘突出症患者心理负荷和自我效能对术后康复影响的分析

目的研究老年腰间盘突出症(LDH)患者心理负荷和自我效能对其术后康复的影响。方法选取2022年5月—2023年5月在淮安市第一人民医院接受经皮内镜下腰椎间盘切除术治疗的108例老年LDH患者为对象,分别采用腰椎间盘突出患者遵医行为调查问卷、主观负荷评价技术量表(SWAT)、慢性疼痛自我效能感量表(CPSS)和Oswestry功能障碍指数(ODI)评价患者的遵医行为、心理负荷、自我效能和腰椎功能,比较不同遵医行为患者的SWAT评分、CPSS评分和ODI指数;采用二元Logistic回归分析方法,分析SWAT评分、CPSS评分与术后康复遵医行为的关系;采用相关性分析法,分析SWAT评分、CPSS评分与术后腰椎功能改善的关系。结果本研究问卷回收有效率为97.22%(105/108),105例老年LDH患者的遵医行为总评分为(55.04±8.96)分,其中遵医组(遵医行为总评分>54分)54例,非遵医组(遵医行为总评分≤54分)51例。遵医组SWAT评分、术后ODI指数均低于非遵医组(t=19.906、4.869,P<0.05),而CPSS疼痛管理、躯体功能、症状应对及总评分均高于非遵医组(t=5.552、4.650、3.864、6.020,均P<0.05)。2组患者文化程度、配偶情况比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。二元Logistic多因素回归分析结果显示,高SWAT评分(OR=5.140,95%CI 2.082~12.687)是老年LDH患者术后非遵医行为的危险因素(P<0.05);高CPSS评分(OR=3.888,95%CI 1.690~8.944)、高文化程度(OR=3.068,95%CI 1.474~6.386)、有配偶(OR=2.257,95%CI 1.037~4.914)均为患者术后非遵医行为的保护因素(P<0.05)。相关性分析结果显示,SWAT评分与术后ODI指数呈正相关(r=0.735,P<0.05),CPSS评分与术后ODI指数呈负相关(r=-0.681,P<0.05)。结论老年LDH患者心理负荷越重,可能出现其遵医行为越差,术后腰椎功能改善越差;但自我效能越好、文化程度越高或有配偶的患者遵医行为相对更佳,其中自我效能越好的老年LHD患者术后腰椎功能也更好,值得临床重视。

基于新型腰椎轴向负荷装置MRI诊断腰椎管狭窄症

目的观察基于新型腰椎轴向负荷装置轴向负荷MRI(alMRI)诊断腰椎管狭窄症(LSS)的价值。方法对87例临床疑诊LSS患者依次采集传统MRI(cMRI)及基于新型轴向负荷装置的alMRI,对比2种图像中L_(3-4)、L_(4-5)及L_(5)-S_(1)椎间隙硬膜囊横截面积(DSCA)、椎管矢状径(SVCD)、椎间盘高度(DH)及黄韧带厚度(LFT)的差异,分析施加轴向负荷前后上述参数差值的相关性,统计椎管相对狭窄、绝对狭窄、DSCA明显缩小(缩小>15 mm^(2))、椎间盘突出及膨出、黄韧带肥厚、椎管内滑膜囊肿及椎间孔狭窄椎间隙的数量。结果cMRI与alMRI中,L_(3-4)、L_(4-5)及L_(5)-S_(1)的DSCA、SVCD、DH及FLT差异均有统计学意义(P均<0.01)。施加轴向负荷前后DSCA差值分别与SVCD、DH及LFT差值呈高度、高度及弱相关(r_(s)=0.72、0.66、0.29,P均<0.01)。87例261个椎间隙中,cMRI显示椎管相对狭窄128个,椎管绝对狭窄5个,无DSCA明显缩小,椎间盘突出66个,椎间盘膨出145个,黄韧带肥厚39个,椎管内滑膜囊肿5个,椎间孔狭窄113个,alMRI分别显示为155、28、29、86、176、53、10及132个椎间隙;cMRI显示501个、alMRI显示669个椎间隙存在LSS相关异常指标,后者较前者增加33.53%(168/501)。结论基于新型腰椎轴向负荷装置的alMRI有助于诊断LSS。

腰椎轴向加压动力位核磁扫描的初步应用研究

目的 通过对比健康成人腰椎的轴向加压动力位磁共振(axial loaded positional MRI, AL-P MRI)与传统MRI的影像结果,探讨其在腰椎管狭窄诊疗中的初步应用价值。方法 本实验入组6名健康受试者,予以AL-P MRI检查,记录受试者下腰椎3个节段(L3/L4、L4/5和L5/S1)在非轴向加压中立位、非轴向加压仰伸位、非轴向加压屈曲位、轴向加压中立位、轴向加压仰伸位和轴向加压屈曲位体位下的矢状位椎管前后径(anteroposterior diameter, APD)、矢状面椎间孔面积(foraminal area, FA)、横断位硬膜囊面积(dural sac cross-sectional area, DCSA)、终板夹角(endplate Angle, EA)及活动度(range of motion, ROM)的数值,并进行相应分析。结果 所有受试者的APD、FA和DCSA值在非轴向加压中立位下均低于轴向加压屈曲位(P<0.05),而高于加压伸展位(P<0.05)。L3/4,L4/5,L5/S1三个节段的EA,无论是否进行轴向负荷加载,屈曲位下值均小于仰伸位值(P<0.05)。计算三个节段ROM发现,无论是否进行轴向加压,L4/5的ROM均高于L3/4和L5/S1(P<0.05)。总体而言,非轴向加压下ROM值,低于轴向加压下ROM值(P<0.05)。所有受试者的EA,无论是否加载轴向负荷,均与相应的APD、FA和DCSA具有强相关性(r>0.6,P<0.05)。结论 相较于传统MRI,AL-P MRI可能更有助于腰椎疾病的诊断。

穿戴下肢支撑外骨骼时人体下肢生物力学仿真分析

随着工业外骨骼的广泛应用,外骨骼在辅助人体的同时也产生了负载,这种负载与外骨骼重量相关。为探究下肢支撑外骨骼重量对人体的影响,采用有限元方法对穿戴工业外骨骼且处于静态站姿状态下的人体进行生物力学仿真分析。基于POSER软件和人体解剖学数据建立包含人体皮肤、软组织、骨骼以及骨连结的人体下肢有限元模型,通过与尸体实验及文献数据的对比验证了模型可靠性。基于上述模型,在ANSYS中计算不同外骨骼重量下人体的受力情况,对比分析各部位应力分布情况。结果表明:在穿戴下肢支撑外骨骼状态下,人体各部位的应力值增长与外骨骼重量线性相关,且人体后腰部位、长骨骨干、膝关节、踝关节、足跟处存在较大的应力。

不同载荷下腰1椎体内应力分布规律的有限元分析

目的：观察腰1（L1）椎体在不同载荷作用下椎体内应力分布情况,探讨其应力分布规律及临床意义。方法：选取1例27岁健康男性志愿者,以层厚1mm进行T12~L2脊柱节段CT扫描,将原始数据存盘。运用3D软件、Auto CAD系统及ANSYS 6.0有限元软件建立正常人体胸腰段（T12~L2）运动节段的三维有限元模型。在T12椎体上表面施加不同等级的压力（400N、600N、800N、1000N、1200N）,模拟脊柱的轴向压缩载荷;在T12椎体上表面施加不同等级压力（400N、600N、800N、1000N、1200N）的同时再施30N·m的弯矩,模拟脊柱的屈曲压缩载荷。将连接L1椎体上下终板凹面最低点的连线7等份,在此基础上将L1椎体中的松质骨划分为7个具有统计节点的层面,每个统计层面划分成9个统计区（椎体前部A1、A2和A3区,椎体中部M1、M2和M3区,椎体后部P1、P2和P3区）。测量L1椎体松质骨中间3个层面9个统计区的平均应力值,将9个统计区划分成6个组,分别为Ⅰ组A1、A2、A3,Ⅱ组M1、M2、M3,Ⅲ组P1、P2、P3,Ⅳ组A1、M1、P1,Ⅴ组A2、M2、P2,Ⅵ组A3、M3、P3。比较同一等级载荷下9个统计区的应力分布情况,并对6个组内的松质骨应力值进行两两配对t检验,分析L1椎体内不同载荷作用下应力分布情况。结果：轴向加载时同一等级载荷下,Ⅲ组内P2松质骨平均应力值与P1、P3比较,Ⅳ组内P1与A1、M1比较,Ⅴ组内P2与A2、M2比较,Ⅵ组内P3与A3、M3比较,差异均有统计学意义（P〈0.05）;而Ⅰ组、Ⅱ组内的数据经两两比较均无统计学差异（P〉0.05）;椎体后部P区（P1,P2,P3）的应力值与M区、A区比较最大,其中P2区应力最大。屈曲加载时同一等级载荷下,Ⅰ组内A2与A1、A3比较,Ⅱ组内M2与M1、M3比较,Ⅲ组内P2与P1、P3比较,Ⅳ组内A1与M1、P1比较,Ⅴ组内A2与M2、P2比较,Ⅵ组内A3与M3、P3比较,差异均有统计学意义（P〈0.05）;Ⅰ组内A1与A3比较,Ⅱ组内M1与M3比较,Ⅲ组内P1与P3比较,Ⅳ组内M1与P1比较,均无统计学差异（P〉0.05）;椎体前部A区（A1,A2,A3）的应力值与M区、P区比较最大,A2区应力最大。结论：L1椎体在不同载荷作用下,松质骨内存在着应力分布的集中趋势;轴向加载时应力集中的部位靠近椎体后缘中央,屈曲加载时应力集中的部位靠近椎体前缘中央。

随动载荷对腰椎小关节接触力的影响

目的研究不同大小随动载荷在腰椎不同姿态下对小关节接触力的影响。方法建立非线性三维有限元腰椎模型(L1~S1),并考虑小关节软骨的非均一厚度和非线性材料特征。对腰椎模型施加不同大小的随动力预载荷(0、0.5、0.8、1.2 k N)以及7.5 N·m不同方向上(前屈、后伸、侧弯、轴向旋转)的纯力矩,对比各运动节段两侧小关节上在不同加载工况下的接触力,并定量研究随动载荷对小关节不对称性的影响。结果随动载荷的应用会增大屈伸以及侧弯(同侧)状态下的小关节接触力,而减少侧弯(对侧)时的小关节接触力,而且这种增大(或减小)效应会随着随动载荷本身的增大而减弱。对于轴向扭转,预载荷对小关节力几乎没有影响。在腰椎不同的姿态下,随动载荷对于小关节接触力不对称性的影响按从大到小排列依次为:侧弯(同侧)、前屈、侧弯(对侧)、后伸、轴向扭转。结论随动载荷对腰椎小关节接触力的影响随腰椎运动姿态的不同而不同。在腰椎的生物力学研究中,小关节的不对称性需要被充分考虑,尤其是在生理载荷作用下腰椎后部结构的研究中。

腰椎轴向负荷MRI检查的临床应用

【目的】评估仰卧位轴向负荷腰椎MRI检查对椎管的影响及其临床意义。【方法】89例患者进行了常规仰卧腰大肌放松体位(PRP)和仰卧位轴向负荷(ACE)MRI检查,其中慢性下腰痛患者61例,坐骨神经痛19例,神经性跛行9例。【结果】与PRP MRI检查比较,89例患者中有38例(43%)55个椎间盘水平(21%)ACE检查发现硬膜囊面积明显缩小(>15mm2),L3/4水平硬膜囊面积平均缩小27mm2,L4/5水平缩小30mm2,L5/S1水平缩小28mm2。ACE检查硬膜囊面积明显缩小多见于坐骨神经痛以及神经性跛行患者,分别达到68%(13/19)和78%(7/9),而单纯下腰痛患者相对少见,仅为30%(18/61)。89例患者中有13例患者PRP检查硬膜囊面积大于100mm2或75mm2而ACE检查后面积明显缩小,并缩小至100mm2或75mm2以下。另外ACE检查中还发现26例32个椎间盘水平椎间盘突出程度加重、12例16个椎间盘水平椎间孔狭窄、10例11个水平黄韧带增厚、3例3个水平小关节半脱位以及3例3个水平腰椎滑脱。【结论】与常规成像方法比较,轴向负荷MRI检查能提供附加有效信息,对诊断中央性椎管狭窄以及隐匿性腰椎滑脱具有重要意义。

腰椎轴向负荷MSCT检查对腰椎间孔的影响

目的评估轴向负荷CT检查对腰椎间孔的影响及其临床意义。方法45例慢性腰腿痛患者进行了常规CT检查和轴向负荷CT检查,其中坐骨神经痛13例,神经性跛行10例。结果常规CT检查共发现102个（28.8%）椎间孔狭窄,其中轻度狭窄（1级）64个,中度狭窄（2级）33个,重度狭窄（3级）5个。而轴向负荷检查共发现122个（34.5%）椎间孔狭窄,其中轻度狭窄75个,中度狭窄40个,重度狭窄7个（χ^2=2.70,P〉0.05）。与常规CT检查比较,轴向负荷检查可导致L2/3、L3/4、L4/5椎间孔面积呈不同程度的缩小（P〈0.05）,平均缩小6.2-10.6 mm^2,占椎间孔面积的8.1%~11.6%,而L5/S1水平椎间孔面积无显著变化（P〉0.05）。结论与常规CT检查方法比较,轴向负荷检查能引起椎间孔面积缩小,能发现常规CT检查所不能发现的椎间孔狭窄,能更准确的评估椎间孔狭窄的程度,对提高椎间孔狭窄的诊断具有一定的临床意义。

椎体间融合器的单节段植入对腰椎多节段椎弓根固定装置中螺钉应力的影响

目的通过体外生物力学实验评价椎体间融合器(cage)的单节段植入对腰椎多节段固定装置中椎弓根钉应力的影响。方法10具牛新鲜尸体腰骶椎标本L2-S1用于实验。经后方行L3-L4、L4-L5和L5-L6椎板和椎间盘部分切除,用椎弓根钉和一对碳纤维cage行以下3种三节段固定:①无cage植入;②L4-L5cage植入;③L5-L6cage植入。每组分别行载荷量为600N的轴向压缩试验,记录各节段椎弓根钉的折曲应变量,并加以比较。结果在无cage植入组中,L3和L6椎弓根钉的折曲应变量显著高于L4和L5;在L4-L5cage植入组中,L4和L5椎弓根钉的折曲应变量显著低于L3和L6;在L5-L6cage植入组中,L5和L6椎弓根钉的折曲应变量显著低于L3和L4。结论多节段椎弓根固定结构可导致上下两端椎弓根钉的应力增大;Cage的植入可降低上下相邻椎弓根钉的应力,但使相邻以远的椎弓根钉的应力增大。

退变性腰椎侧凸症的自然进展和影像学测量指标间相关性的研究

目的研究退变性腰椎侧凸的自然进展,并评估轴向负重位下X线预测自然进展的作用。方法 2007-02-2010-02门诊的腰椎管狭窄症患者302例,按Cobb角分为侧凸组(≥10°,n=106)和狭窄组(<10°,n=196)。门诊随访并收集患者ODI评分、初诊时轴向负重位及历次站立位X线片,并测量Cobb角、顶椎旋转度、侧方移位度、腰椎前凸角、矢状面滑移度五项指标。结果 273例患者完成随访,狭窄组3.85%的病例出现进展,平均Cobb角显著增大;而侧凸组26.37%的病例进展,平均ODI评分、Cobb角、椎体旋转度、腰椎前凸角明显改变。两组患者初诊负重下各项数据与末次随访时比较均无明显差异。负重下顶椎旋转角和侧方移位与末访比有较好的一致性;负重下顶椎旋转和腰椎前凸角进展与Cobb进展具有较好的一致性。结论轴向负重位下的顶椎旋转角、侧方移位和腰椎前凸角是预测短中期进展的有效指标。

全腰椎三维有限元模型的建立及其有效性验证

目的建立全腰椎及骶椎的有限元模型,为分析L4～5之间纤维环易破裂的病理提供可靠的模型。方法利用健康成人椎骨的CT影像,采用Mimics医学图像处理软件和Geomagic逆向工程软件建立L1～S1椎骨和椎间盘三维模型,再导入有限元软件Hypermesh中划分网格,并附加腰椎相关韧带,赋予材料属性,建立边界条件,构建腰椎加骶椎有限元模型;模拟腰椎受轴向压力、前弯、侧弯和后伸4种载荷下的生物力学反应。结果模型在受到10 N.m载荷作用分别发生前屈、侧弯和后伸运动下的整体刚度分别为0.61、0.7和0.75 N.m/(°),与实验结果较为吻合;轴向施加力和弯矩时L4～5之间的纤维环应变较大;纤维环在各种载荷下均出现较明显的应力集中。结论 L4～5之间纤维环局部应力集中和应变较大是导致其易破裂的原因之一;所建立的L1～S1椎体三维有限元模型符合脊柱生物力学特性,可用于脊柱生物力学的进一步研究。

腰椎关节突关节和椎间盘内应力测量方法的研究

目的：探寻动态载荷下对腰椎关节突关节和椎间盘内应力进行直接测量的方法及其可行性，为进一步研究各种运动状态下关节内应力变化规律提供实验基础。方法：采用自行研制的微型压电晶体传感器，以长腰椎节段作为研究对象，对在六种工况下的讯号进行采集、转换和分析。分析和检验输出讯号和仪器的特性。结果：实验中我们得到是一种复杂的非周期性瞬态讯号。整个实验装置具有拾取动态讯号、灵敏度高、响应频率大、稳定性高和重复性好的特性。结论：本方法是一种新的可行的生物力学研究方法，更直接更实际地反映关节内的应力变化。

步行负荷试验对腰椎管狭窄症的诊断价值

目的:研究步行负荷试验在诊断腰椎管狭窄症中与腰椎MRI检查及下肢肌电图检查的相符情况,评估其诊断价值。方法:选取2009年10月～2010年10月我院收治的腰椎管狭窄症住院患者35例,临床表现均为症状重但查体定位体征不明显。所有入选病例均对其影像学(腰椎正侧位、腰椎动力位、腰椎MRI、下肢血管多普勒)检查、下肢肌电图及步行负荷试验结果进行双盲检测及评估。观察比较步行负荷试验后出现特定阳性体征(感觉、肌力、反射等变化)所对应的神经受累节段,与腰椎MRI及肌电图检查所反应的腰椎管狭窄部位的相符情况。结果:步行负荷试验后有29例患者主诉出现下肢麻木、酸痛,其中体格检查显示L1/2、L2/3、L3/4、L4/5、L5/S1节段神经根受累节段数分别为1个、1个、12个、23个、16个,其中单节段神经根受累10例(34.5%),双节段神经根受累14例(48.3%),三节段神经根受累5例(17.2%);影像学检查显示的L1/2、L2/3、L3/4、L4/5、L5/S1节段神经受累节段数分别为2个、2个、15个、25个、18个,其中单节段神经根受累14例(40%),双节段神经根受累15例(42.9%),三节段神经根受累6例(17.1%)。31例(88.6%)患者肌电图检查有阳性发现,4例(11.4%)无异常发现,步行负荷试验阳性发现的患者肌电图均有不同程度的异常(100%)。步行负荷试验在L3/4、L4/5、L5/S1节段诊断椎管狭窄与腰椎MRI检查相比无统计学差异(P>0.05)。结论:步行负荷试验诊断低位节段(L3～S1)的腰椎管狭窄症与腰椎MRI检查及肌电图检查结果具有较好的一致性,临床上对腰椎管狭窄症有重要的诊断价值。

自控腰椎纵轴加压器诊断隐匿性腰椎退行性变

目的探讨自控腰椎纵轴加压器对隐匿性腰椎退行性变的诊断价值。方法采用自制"自控腰椎纵轴加压器"对120例腰腿痛(98例坐骨神经痛、22例腰痛)患者行腰椎纵轴加压CT/MR检查,所加压力不超过患者体质量的50%,并与常规腰椎CT/MR检查进行比较,硬膜囊面积减小(>15mm2)并降至75mm2以下、侧隐窝狭窄、椎间盘突出或程度增加等异常征像为腰椎纵轴加压检查的附加有效信息(AVI)。结果 120例中43例存在AVI,包括硬膜囊面积减小33例,椎间盘突出11例和突出程度增加15例,侧隐窝或椎间孔狭窄12例。98例坐骨神经痛患者中40例(40/98,40.82%)出现AVI,22例腰痛患者中仅3例(3/22,13.64%)出现AVI(P<0.05)。结论腰椎纵轴加压CT/MR检查对显示腰椎及椎管的隐匿性退行性变具有重要临床价值。

不同负荷方式引起的腰部肌肉表面肌电信号变化特征

采用时频、复杂度和定量递归信号分析方法对Biering-sorensen和Ito-Shirado条件下腰部肌肉表面肌电信号的变化规律和特点进行了比较.10名正常受试者分别参加Biering-sorensen和Ito-Shirado运动负荷试验,分别获取两侧L2～L3和L5～S1部位表面肌电信号.研究发现,以上两种运动负荷方式下平均功率频率和复杂度时间序列曲线呈单调递减型变化,而确定性线段百分数时间序列曲线呈单调递增型变化.双因素方差分析表明负荷方式和采样部位对以上信号分析指标变化斜率的影响均有显著统计学意义,证明Biering-sorensen负荷方式较Ito-Shirado负荷方式对腰部肌肉表面肌电信号特征有较大的影响,而采样部位也是腰部肌肉功能评价不可忽视的因素.

负重屈伸运动对腰椎受力的有限元分析

目的:量化人体从直立到前屈90°运动过程中腰段椎体、纤维环、髓核最大Von mises应力的变化规律。方法:利用已有的脊柱复合体三维有限元模型,采用有限元分析人体自重、外加负荷和肌肉力作用下,从直立到前屈90°腰部椎体的应力变化情况。结果:从直立到前屈90°运动过程中,随着前屈角度的增大,负重状态下腰部椎体的弯曲角度和整个椎体承受的载荷也随着增大,压力变化最敏感的是髓核;椎体皮质骨承受的最大Von mises应力值最大,椎弓根部是整个椎弓承受压力最大的区域;纤维环承受压力最大的区域在外侧部;随着弯曲角度的增大,作用于纤维环和髓核上的最大应力主要位于腰骶关节附近。结论:负重前屈运动中,通过增大脊柱的弯曲角度及重物靠近身体有利于减少肌肉的受力,避免运动损伤的产生;椎间盘、纤维环受力最大的区域位于腰骶关节附近,此处易发生腰部损伤。

腰椎管狭窄症患者步态下脊柱和骨盆运动与腰痛加重的相关性分析

目的探讨腰椎管狭窄症(Lumbar spinal stenosis,LSS)患者的腰痛加重情况与其步态中脊柱和骨盆运动的相关性.方法对29例LSS患者开展6 min步态负荷试验,通过三维运动分析系统记录其脊柱、骨盆运动参数,分别于试验前后进行下肢和腰痛的疼痛VAS评分.根据测试后下肢痛和腰痛的加重程度,将患者分为A组(下肢和腰痛明显加重)8例、B组(仅下肢痛明显加重)12例和C组(下肢和腰痛未加重)9例.对三组步态前后的脊柱、骨盆倾斜度进行比较,并将之与腰痛加重程度进行相关性分析.结果与试验前相比,A组试验后的腰椎前倾度和骨盆前倾度均显著增大(P<0.05),而B和C组仅腰椎前倾度显著大于试验前(P<0.05).相关性分析显示,腰椎前倾度与腰痛加重呈负相关关系,骨盆前倾度增加与腰痛加重呈正相关关系.结论 LSS患者在步态负荷时,腰椎前倾度减小和骨盆前倾增加,均可能会引起腰痛加剧,腰椎前凸增加可能是导致其腰背痛的因素之一.