人体头低脚高仰卧时下肢被动运动对背部肌肉疲劳的影响

目的研究人体头低位状态下肢被动运动对背部主要肌肉肌电(electromyogram,EMG)活动性的影响。方法选取30名健康受试者,分析竖脊肌和斜方肌在不同头低位角度(0°、10°、20°、27°)下静止状态、120次/min和140次/min足部摆动模式和680次/min足部颤动模式下EMG变化趋势。结果在头低位静止状态时,4种头低位角度下中位频率(media frequency,MF)随角度增加均呈下降趋势;摆动模式下,4种头低位角度的MF值均小于静止状态,且当摆动速度为120次/min时,MF值随角度增加而减小;速度为140次/min时,MF值无规律性变化。颤动模式下,MF值随头低位角度增大而增大,且均大于静止状态。结论静止状态下,肌肉疲劳程度随头低位角度增加而增加;颤动模式下应选择较小的头低位角度可更好达到锻炼治疗效果,摆动模式下可选择较大的头低位角度有助于较好达到锻炼治疗效果。此外,为避免肌肉过度疲劳造成劳损,摆动速度应不大于120次/min。     

不同牵拉方式对腰椎的生物力学影响

目的 采用三维有限元方法研究不同牵拉条件对腰椎生物力学的影响。方法 通过对腰椎L1~5节段扫描,获得CT图像导入Mimics三维重建获得腰椎L1~5的三维几何模型,利用Geomagic Studio和Hypermesh获得腰椎L1~5的网格模型。运用Abaqus进行不同牵拉条件下的腰椎有限元仿真计算。结果 头低位角度与髓核内应力有相关性,头低位角度不超过10°时,髓核内应力随摆动周期规律性变化;头低位角度大于10°时,应力呈降低趋势。摆动模式下,纤维环内环应力增加,促进椎间盘回缩。结论 牵拉治疗有助于缓解腰椎疼痛,摆动作用有助于协调牵拉作用在各方向的效果,牵拉方式结合摆动可更好地梳理和解除后部小关节紊乱。此外,患者在治疗中应选取适当的牵拉作用力以达到良好的治疗效果。     

全腰椎有限元模态分析

目的 采用三维有限元方法研究人体腰椎的动力学特性。方法 基于CT扫描图像建立并验证全腰椎L1~5节段有限元模型,对全腰椎进行有限元模态分析。结果 提取腰椎的30阶自由模态,获得了腰椎在自由状态下的动态特性：腰椎共振频率分布集中;各阶模态最大振幅急剧变化,L5节段腰椎附近的振幅较大,是腰椎的薄弱环节。结论 腰椎的模态分析是进一步进行动力学分析的基础,确定腰椎的固有频率、振型和振幅等振动参数,对于腰椎的振动特性分析和人机工程设计优化等方面具有重要意义。