穿戴模拟重力服对微重力环境下人腰椎间盘退变影响

发布时间：2024-12-18 03:15

　　 目的分析微重力环境下穿戴模拟重力服对人腰椎间盘的生物力学影响。方法基于健康成年志愿者CT影像,建立人L4～5脊柱有限元模型。在腰椎有限元模型空载荷以及加载4 h 400 N轴向载荷基础上,分别模拟微重力环境下无干预和穿戴模拟重力服对腰椎间盘的生物力学影响。结果微重力环境下,人腰椎间盘中心孔压、径向位移和含水量随时间推移而增大。微重力环境穿戴模拟重力服情况下,72 h后腰椎间盘中心孔压、轴向应力、径向位移和含水量与无干预组相比均有减小。结论微重力环境下,穿戴模拟重力服了在一定程度上可帮助宇航员对抗微重力造成的对脊柱的不利影响。

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【部分图文】：

图1 腰椎L4～5三维有限元模型

选择1名37岁成年男性志愿者，身高1.75m，体质量76kg，身体健康，无腰椎疾病或相关症状，无外科手术史。采用64排螺旋CT(GE公司，美国)对腰椎横断面进行连续扫描，获得腰椎L4～5的CT影像资料。受试者对试验方案知情同意，试验方案经过同济大学生命与医学伦理委员会批准。通....

图2 加载500 N轴向载荷和7.5 N·m前屈、后伸、侧弯载荷后椎间ROM对比

对模型精度进行验证。固定L5下终板，加载1kN轴向载荷6h，计算模型椎间盘高度变化，并与文献[21]中的实验测量值进行对比。另一方面，加载500N轴向载荷和7.5N·m力矩，模拟人体腰椎前屈、后伸、侧弯动作，将模型所预计的椎间活动度(rangeofmotion,ROM....

图3 两种工况计算结果

椎间盘含水量是通过计算椎间盘所有单元的含水量百分比与其体积之积累加获得。72h后，无干预组、穿戴模拟重力服组腰椎间盘含水变化量分别增加4.74%、4.50%[见图3(d)]。3讨论与结论

本文编号：4016966