随动载荷对腰椎小关节接触力的影响
本文选题:小关节 切入点:随动载荷 出处:《医用生物力学》2017年04期 论文类型:期刊论文
【摘要】: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。
[Abstract]:Objective to study the influence of different sizes with the dynamic load of the lumbar facet contact force in different postures. Methods three dimensional nonlinear finite element model of lumbar (L1~S1), and consider the small articular cartilage of non uniform thickness and nonlinear material characteristics. With the dynamic model is applied to the lumbar preload of different sizes (0,0.5,0.8,1.2 K N) and 7.5 N and m in different directions (flexion, extension, lateral bending and axial rotation) of the pure torque, the contact force under different loading conditions on the comparison of the motion segments on both sides of a small joint, and quantitative research with the dynamic load of small joints is not symmetry. Results with the application of dynamic load will increase the yield extension and lateral bending (ipsilateral) small joints under the condition of the contact force, and reduce the lateral bending (contralateral) small joint contact force, and this increase (or decrease) effect will increase with the dynamic load with itself and decreases. For axial torsion, preload Charge for small joint force has almost no effect. In different lumbar posture, with the effect of dynamic load on facet contact force asymmetry in turn arranged from large to small: lateral bending (ipsilateral), flexion, lateral bending (contralateral), posterior extension, axial torsion. Conclusion with the influence of dynamic load the lumbar facet joint contact force with the lumbar motion are different. In the biomechanical study of lumbar facet joint asymmetry, need to be fully considered, especially in the study of lumbar posterior structure physiological loads.
【作者单位】: 天津理工大学天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室;福建医科大学附属第一医院骨科;
【基金】:国家自然科学基金项目(11432016,11402172,11602172) 福建省卫生系统中青年人才培养项目(2013-ZQN-ZD-19) 福建省临床重点专科建设项目(闽卫科教[2012]149号)
【分类号】:R318.01
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