跟隨載荷(簡潔版) - 副本

1、跟隨載荷在生物力學(xué)中的研究進(jìn)展 姓名：蔣遠(yuǎn) 年級：2017級 導(dǎo)師：晏怡果 副教授 生理載荷對生理載荷對頸椎頸椎的生物力學(xué)存在重要影響的生物力學(xué)存在重要影響 n人的頸椎在體內(nèi)承受一 定的壓縮載荷 （Compressive load） 肌肉力及頭部的重量 生理載荷對生理載荷對頸椎頸椎的生物力學(xué)存在重要影響的生物力學(xué)存在重要影響 nMorone等報(bào)道頸椎的 壓縮載荷在頭部放松自 然位的時(shí)候大概是頭部 重量的 3 倍，在屈伸 或其他運(yùn)動(dòng)時(shí)載荷會(huì)增 加，最大可達(dá)到 1200N 而不至于損傷 頸椎。 生理載荷對生理載荷對頸椎頸椎的生物力學(xué)存在重要影響的生物力學(xué)存在重要影響 n體外生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)尤其是 多節(jié)

2、段頸椎生物力學(xué)實(shí)驗(yàn) 很少應(yīng)用壓縮載荷，其原 因之一是沒有肌肉的骨韌 帶頸椎脊柱會(huì)在小垂直壓 縮載荷下便會(huì)交鎖（ Buckle）（大約 11N，遠(yuǎn) 遠(yuǎn)低于體內(nèi)的載荷承受水 平）。 n文獻(xiàn)報(bào)道了多種模擬生理載荷的方法：傾斜的載荷鋼板、偏心的軸向 力加載、跟隨載荷等。 n跟隨載荷目前在多項(xiàng)多節(jié)段頸椎生物力學(xué)研究中是最可接受的實(shí)驗(yàn)方 法，通過生成軸向載荷在體外單獨(dú)地模擬肌肉力。 跟隨載荷是頸椎生理載荷的有效模擬手段跟隨載荷是頸椎生理載荷的有效模擬手段 Follower loadVertical load 跟隨載荷的加載方式跟隨載荷的加載方式 Patwardhan 等報(bào)道了一種可以在頸 2-7 加壓縮載

3、荷而不會(huì) 交鎖的測試方法。 跟隨載荷的加載方式跟隨載荷的加載方式 vertical loadfollower load Patwardhan，Havey等學(xué)者對垂直載荷和跟隨載荷下人頸椎承 載能力的情況進(jìn)行了對比。 減小了彎 矩和剪切 力 垂直載荷與跟隨載荷垂直載荷與跟隨載荷 vertical loadfollower load 研究結(jié)果研究結(jié)果 垂直載荷 跟隨載荷 跟隨載荷的加載方式跟隨載荷的加載方式 n如何更好模擬體內(nèi)脊 柱運(yùn)動(dòng)，使頸椎能夠承 受較大的壓縮載荷而不 至于產(chǎn)生過度運(yùn)動(dòng)？ 跟隨載荷的加載方式跟隨載荷的加載方式 n體外生物力學(xué)測試應(yīng) 與體內(nèi)脊柱運(yùn)動(dòng)最大 限度地保持一致的載 荷加載

4、參數(shù)。 跟隨載荷的加載方式跟隨載荷的加載方式 n頸椎內(nèi)部的扭矩和剪切力 應(yīng)該保持在一個(gè)較小的水 平。所產(chǎn)生的內(nèi)部壓縮載 荷（跟隨載荷， Follower load）的方向必須是相切 于頸椎的生理曲線，即通 過每個(gè)頸椎運(yùn)動(dòng)節(jié)段的瞬 時(shí)旋轉(zhuǎn)中心，每個(gè)脊柱節(jié) 段將所承受的載荷應(yīng)該是 純壓縮。 跟隨載荷在頸椎的應(yīng)用跟隨載荷在頸椎的應(yīng)用 Cho等人利用跟隨載荷 加載技術(shù)，對頸椎前路雙節(jié) 段人工椎間盤置換、單純前 路椎間盤切除融合及前路頸 椎間盤置換+相鄰節(jié)段椎間 盤摘除并融合三種術(shù)式進(jìn)行 多向測試，并對其置換后節(jié) 段及其相鄰節(jié)段的 ROM 進(jìn) 行生物力學(xué)分析。 跟隨載荷在頸椎的應(yīng)用跟隨載荷在頸椎的應(yīng)用

5、nPuttlitz等人利用光學(xué)測量儀對 6 具新鮮冷凍的人頸椎（C2-C7）尸體標(biāo)本進(jìn) 行測量，標(biāo)本被施加壓縮（利用跟隨載荷的概念）和純力矩載荷，研究植入 頸椎的間盤假體在水平移動(dòng)范圍的影響因素，以及它如何改變了內(nèi)置物平面 的耦合運(yùn)動(dòng)模式。 跟隨載荷在頸椎的應(yīng)用跟隨載荷在頸椎的應(yīng)用 n我科晏怡果副教授前期在美國匹茲堡大學(xué)生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)室對15具新鮮人頸椎 標(biāo)本（C3-C7）分別隨機(jī)行剛性板、平移板和旋轉(zhuǎn)板固定，然后在100N跟 隨載荷和2Nm扭矩下進(jìn)行屈伸、側(cè)向彎曲和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，計(jì)算活動(dòng)范圍、載 荷分享和相鄰節(jié)段椎間盤內(nèi)壓；該研究表明，在跟隨載荷的情況下，與剛性 板和旋轉(zhuǎn)板相比，平移板表現(xiàn)出優(yōu)異的載荷分享性能。 跟隨載荷： n1.為體外脊柱實(shí)驗(yàn)提供了接近于在體生理狀態(tài)條件。 n2.是研究脊柱生理生物力學(xué)的基礎(chǔ)，也是研究脊柱損 傷、退變、機(jī)制的基礎(chǔ)。 n3.同時(shí)也是脊柱手術(shù)方式、內(nèi)固定器械設(shè)計(jì)與評估的 決定性手段。 總結(jié)總結(jié) 展望展望 n一.目前的跟隨載荷通用的加載方式為脊柱兩側(cè)的線纜傳導(dǎo)軸向 壓縮載荷，能比較完美的完成屈伸運(yùn)動(dòng)的肌肉力及頭部重量的 模擬，但對于側(cè)屈運(yùn)動(dòng)及軸向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)類似模擬方法是否有效 仍需進(jìn)一步驗(yàn)證或改進(jìn)加載方法； n二.目前跟隨載荷的加載是恒定不變的，而在體脊柱運(yùn)動(dòng)過程和 姿勢改變時(shí)，所受的生理載荷是動(dòng)態(tài)變化的，所以我