脊柱生物力学.ppt

椎间盘的生物力学特性单纯纤维环损伤的标本第一次加载的载荷-变形曲线与完整者不同，但加载2-3次后，其曲线接近正常。第31页,共40页，2024年2月25日，星期天脊柱韧带的生物力学特性脊柱韧带有固定相邻椎体，保证脊柱生理运动，保护脊髓等功能。前纵韧带、后纵韧带和黄韧带等都具有相同的生物力学特点，它们的载荷-变形曲线均为非线性，随着载荷的增加而斜率改变。韧带的力学强度随着年龄的增加而降低，同时吸收能量的能力也下降。第32页,共40页，2024年2月25日，星期天Finiteelement可将其用于脊柱生物力学研究，揭示损伤机理及评估椎间盘的材料特性；有限元模型有助于临床评估，对新理论的建立，临床器械的研制有不可估量的指导作用。第33页,共40页，2024年2月25日，星期天FiniteelementA3-DFiniteElementModeloftheL2-L3DiscoftheHumanLumbarSpine第34页,共40页，2024年2月25日，星期天Finiteelement第35页,共40页，2024年2月25日，星期天Finiteelement第36页,共40页，2024年2月25日，星期天脊柱的生物力学应用第37页,共40页，2024年2月25日，星期天脊柱的生物力学应用第38页,共40页，2024年2月25日，星期天脊柱的生物力学应用第39页,共40页，2024年2月25日，星期天感谢大家观看第40页,共40页，2024年2月25日，星期天关于脊柱生物力学INTRODUCTION脊柱的生物力学涉及范围非常广泛，脊柱结构、运动、损伤、固定等方面的生物力学研究有助于解释脊柱相关的生理、病理以及对临床治疗方法、临床器械的设计研究与发展有着重要的指导意义。第2页,共40页，2024年2月25日，星期天脊柱的结构脊柱的结构复杂，由7块颈椎、12块胸椎、5块腰椎及骶骨、尾骨各一块组成，通过椎间盘和强健的韧带连接在一起，其主要功能为保护脊髓，并将载荷从头脊柱传递到骨盆。具有活动性能的各椎体间互相形成关节，能在三个平面上运动。脊椎的稳定性由韧带、椎间盘、肌肉共同协调维持。第3页,共40页，2024年2月25日，星期天脊柱的功能单位脊柱的功能单位也称功能单元，即一个运动节段，包括两个椎体及两椎体之间的软组织。第4页,共40页，2024年2月25日，星期天一、椎骨的生物力学最早关于人类椎骨（椎体、椎弓、关节突）生物力学的研究是Messerer对椎体强度的测量。第5页,共40页，2024年2月25日，星期天（一）椎体的生物力学早期的生物力学研究是对椎体抗压强度的测试。当时喷气机飞行员弹射如何选择合适的加速度才不造成脊柱损伤，促进了生物力学的深入研究。研究表明，椎体的强度随着年龄的增长而降低，特别是在40岁以后会明显降低。第6页,共40页，2024年2月25日，星期天抗压强度第7页,共40页，2024年2月25日，星期天（一）椎体的生物力学为了更进一步的研究，我们又将椎体细分为皮质骨壳、松质骨核以及终板来分析。1、皮质骨壳椎体的主要负载部位是皮质骨壳还是松质骨核？第8页,共40页，2024年2月25日，星期天1、皮质骨壳Rockff等的实验表明，完整椎体的强度随着年龄的增加而减低。从20-40岁，椎体强度的降低明显，40岁以后强度改变不大。40Y40Y第9页,共40页，2024年2月25日，星期天2、松质骨核在对椎体松质骨强度测试中，载荷-形变曲线显示椎体的松质骨核可以承受很大的压缩载荷，断裂前其形变率高达9.5%，而相应的皮质骨的形变率还不足2%；说明椎体损伤首先发生皮质骨断裂，而不是松质骨的显微骨折。第10页,共40页，2024年2月25日，星期天3、终板终板在脊柱的正常生理活动中承受着很大的压力。终析的断裂有三种形式：中心型，周围型，全板断裂型。A.中心型在没有蜕变的椎间盘中最多见。B.周围型多见于有蜕变的椎间盘。C.全板断裂多发生于高载荷时。第11页,共40页，2024年2月25日，星期天3、终板无蜕变的椎间盘受压，在髓核内产生压力，终板的中心部位受压第12页,共40页，2024年2月25日，星期天3、终板蜕变的椎间盘由纤维环传递压力，终板边缘