基于脊柱矢状面曲线建立腰椎L4~5力学简化模型及其有效性验证

作     者：徐玉玲 严荣国 郭田雨 颜丽琴 许任兴 张瀚文 XU Yuling;YAN Rongguo;GUO Tianyu;YAN Liqin;XU Renxing;ZHANG Hanwen

作者机构：上海理工大学健康工程与科学学院上海200093 

出 版 物：《医用生物力学》 (Journal of Medical Biomechanics)

年 卷 期：2022年第37卷第6期

页      面：1083-1087页

核心收录：

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 08[工学] 0836[工学-生物工程] 

基　　金：上海介入医疗器械工程技术研究中心资助项目(18DZ2250900) 

主　　题：飞行时间测距 腰椎 机械模型 随动载荷 

摘      要：目的 根据人体脊柱矢状面曲线建立腰椎L4~5活动节段力学简化模型,对该模型结构进行有效性验证与分析。方法 采用基于飞行时间测距原理的体外测量装置获取人体脊柱矢状面曲线,基于该曲线构建腰椎L4~5机械简化模型,并从关节活动度(range of motion, ROM)、椎间盘应力(intervertebral disc pressure, IDP)分布及小关节力(facet joint force, FJF)方面对模型有效性进行验证。结果 在0.2、0.4、0.6、0.8、1 kN随动载荷(follower load, FL)下模型最大IDP分别为0.23、0.46、0.69、0.92、1.15 MPa,纯扭矩下模型屈曲、后伸、侧屈及轴向扭转时ROM分别为6.61°、4.03°、3.30°、2.03°,在FL和扭矩共同作用下屈曲、后伸、侧屈及轴向扭转时IDP分别为1.80、1.00、1.36、0.80 MPa,后伸、侧屈及轴向旋转时FJF分别为79.60、29.49、94.64 N。结论 基于人体脊柱矢状面曲线构建的力学简化模型可用于脊柱矢状面曲线变化的脊柱力学分析。