后部结构与腰椎的稳定性生物力学研究进展

后部结构与腰椎的稳定性生物力学研究进展余斌①综述靳安民①朱青安②审校后部结构切除术是腰椎手术中较为常见的术式，腰椎管狭窄及腰椎骨折的后路减压，椎管内肿瘤的切除及椎间盘髓核的摘除，均需不同程度地切除后部结构。手术一方面要求彻底减压、充分暴露，另一方面又...     

脊柱生物力学测试研究进展

随着现代力学测试手段的不断改进，各种生物力学测试方法广泛运用于脊柱力学研究。然而不同测量方法受到诸如适应范围、精度等因素影响，所以根据研究目的选择合适测试手段非常重要。本文就近年来有关脊柱生物力学测试的测量模型类型、标本长度的影响、脊柱运动测试方法进展以及加载负荷的运用等方面作一综述。     

脊柱固定器的生物力学研究进展

随着生物力学的发展,各国学者相继设计出各种脊柱固定器。这些固定器不仅用于脊柱畸形的矫正,也用于脊柱创伤或手术后,脊柱稳定性的重建,大都获得较满意的疗效,但仍存在许多问题。如矫正力不足,畸形残留或复发,器械断裂或施力区骨折,脱钩,甚至截瘫等。因此对脊柱固定器的改进就成为脊柱外科生物力学研究的重要课题。本文仅就当前脊柱固定器的生物力学研究作一综述。 1 脊柱固定器的生物力学研究方法 过去,脊柱固定器的发展方式是设计——生产样品——试用于临床。如果没有发生力学上的破坏,则认为该器械成功。如失败,则重新设计改进。随着生物力学研究的进展,这一传统方式已受到严峻挑战。当今,任何新的固定器在用于临床之前都必须进行生物力学的综合评价。Wanger是最早对脊柱固定器进行离体研究的学者。迄今为止,对脊柱固定器进行生物力学研究的方法很多。但     

脊柱生物力学的有限元法研究进展

背景：有限元分析法可取代传统的生物力学实验法进行数字化仿真,重复实验分析,在脊柱生物力学研究中的运用日益广泛且深入。 目的：旨在强调运用有限元法对脊柱解剖,脊柱疾病,脊柱相关手术,以及脊柱的有限元模型的建立进行简要的阐述。 方法：以“有限元;脊柱”为检索词,检索Pubmed文献检索数据库以及中国知网数据库2000-01/2010-08文献。选择文章主要内容与脊柱的有限元分析直接相关的、针对性强、代表性好、相关领域权威杂志的文章共44篇进行综述。 结果与结论：有限元方法将发挥它低成本,可重复性强的特点,在深化理论研究的同时,还将为临床上提高对疾病发生、发展的认识,以及选择个体化治疗方案提供可靠的依据。有限元研究已经成为数字医学的重要组成部分。利用有限元方法人们进一步加深了对脊柱生物力学特性的认识。     

脊柱生物力学2023年度研究进展

脊柱是人体最重要的骨骼结构之一。 它具有保护脊髓、支持体重、减缓冲击,并允许躯干灵活运动的功能。脊柱生物力学研究对于全面认识脊柱结构功能、疾病发病机制意义重大。 2023 年,国内外学者开展了大量脊柱相关的生物力学研究,包括脊柱基础生物力学的认知,病理条件下脊柱力学特性改变,以及基于生物力学研究基础设计的各种治疗脊柱疾病办法。 本文着重分析脊柱生物力学 2023 年度研究进展,并以几种较为典型的脊柱疾病或病理状态为例进行详解介绍。     

腰椎后部韧带结构生物力学实验研究与临床意义

目的；通过生物力学测定了解腰椎后部韧带结构对腰椎稳定性的影响。方法：本文采用５具正常青年人新鲜腰椎标本，去除肌肉，保留韧带，经逐步处理分为三组，Ａ组：正常组；Ｂ组；切除棘上韧带组；Ｃ组；切除棘上，棘间韧带组。以生物力学方法研究后部韧带结构切除后腰椎稳定性的变化。     

有限单元法在脊柱生物力学应用研究进展

自 70年代起 ,有限单元法 (finiteelementmethod ,FEM )开始应用于脊柱生物力学研究[1] 。由于传统的力学试验研究需有完善的实验设备及较多的人力和物力 ,一旦实验条件发生变化 ,实验又将重新开始 ,增大了研究成本 ,延长了实验周期。随着计算机的发展 ,人们可以利用有限元数值模拟生物力学实验近似获得求解 ,显示了极大的优越性。近年来 ,FEM在脊柱生物力学应用中已取得迅猛发展。骨科医生根据临床中碰到的实际问题设计不同的力学模型 ,通过FEM模拟分析求解 ,从而能较完美地解释临床问题 ,同时也能推动临床工作的进一步深入认识和医疗…     

离体脊柱生物力学测试的加载方法研究进展

离体脊柱标本三维运动载荷-位移特性的描述是脊柱生物力学研究的基础,如何准确地模拟在体脊柱的载荷与运动情况是脊柱生物力学研究的难点。国内外学者从测试理论与测试工具上都进行了大量的研究。目前脊柱三维运动测试按照控制方法主要分为载荷控制、位移控制和混合控制。基于不同的控制方法,测试工具也在不断的发展与完善之中。总结目前国内外研制的脊柱离体加载装置的工作原理,并分析其主要优缺点,为离体脊柱生物力学加载装置研究提供参考。     

基于三维有限元模型的脊柱生物力学特性研究进展

脊柱相关疾病研究是一门新兴的边缘学科,其研究重点即为脊柱的生物力学特性.综合分析了基于三维有限元模型的腰椎和颈椎生物力学特性研究方法;总结出有限元建模的三种方法,即几何建模法、三维坐标仪建模法以及图像建模法;提炼出图像建模法的关键步骤,即几何模型的建立、椎骨和软组织的材料特性定义、边界条件定义以及模型验证分析;最后提出有限元建模的两个主要改进方面及其研究趋势.     

脊柱内固定的生物力学

近２０年来,脊柱内固定技术得到了十分迅猛的发展。随着脊柱内固定技术在临床上越来越广泛的应用,脊柱外科正呈现出一派欣欣向荣的景象：不同种类脊柱内固定器械的问世和推广难免使人有目不暇接之感,而微创技术的进展又使手术技术发生了质的飞跃。目前脊柱内固定手术不仅可在从枕颈部至骶骨的整个脊柱上完成,而且其适应症也包括了创伤、畸形、肿瘤、感染以及退变性疾患等几乎所有脊柱疾患。本文结合有关文献,对脊柱内固定的生物力学原则及研究进展作一简要综述。 一、脊柱内固定的生物力学原则 脊柱内固定应遵循以下生物力学原则［‘］…     

我国脊柱生物力学研究现状

引言 脊柱伤病在临床上颇为多见,医学工作者曾为改进诊断和治疗,探讨脊柱疾患进行过不懈的努力,但仍有不少问题尚未明了。近二、三十年来随着生物力学的发展,得知脊柱伤病的许多问题都与力学密切相关。本文试就我国脊柱生物力学在这一问题上的研究作一简要回顾。     

三维有限元分析椎体联合后部结构损伤胸椎转移瘤的生物力学特性

BACKGROUND: The spinal column is the most common site of cancer metastases. Most of the previous biomechanical experiments utilized models with defects only in the vertebral body or posterior elements, but the biomechanical changes of the thoracic vertebrae and posterior part with various locations of metastasis deserve further research. OBJECTIVE: To set up the three-dimensional (3D) finite element model to investigate biomechanical effects by simulating combined destruction of vertebral body and other posterior components. METHODS: Based on CT data, we constructed the 3D geometric models of the thoracic vertebrae (T9-11), including intervertebral discs, ligaments and ribs using the Mimics software. The 3D models of T9 vertebra and different parts of the posterior thoracic vertebrae related with the metastasis could be simulated, including the control group with the intact vertebrae, the group of the T10 vertebrae with the right defective hemi-vertebrae, the group of the defective hemi-vertebrae with the defective ipsilateral pedicle, the group of the defective hemi-vertebrae with the defective ipsilateral costovertebral joint, the group of the defective hemi-vertebrae with the defective ipsilateral pedicle and costovertebral joint, the group of the defective hemi-vertebrae with the defective ipsilateral pedicle, costovertebral joint and transverse process. The corresponding 3D finite element models were established using the Abaqus software. The displacement and Von Mises stress distribution of the models were analyzed when the anterior compressive flexure load was applied. RESULTS AND CONCLUSION: When the anterior compressive flexure load was applied, the entire stiffness was proportionally decreased when the more posterior parts destroyed, especially destruction of vertebral body and pedicle significantly decreased. The destruction of posterior structures such as the thoracic rib joints and transverse processes was not great. However, the maximal Von Mises stress increased significantly when the vertebral body and pedicle were destructed, but additional costovertebral joint destruction slightly decreased the maximal Von Mises stress because of the stress was re-distributed.       

脊柱生物力学专栏论著评述

<正>脊柱功能单位(functional spinal unit, FSU)是基本脊柱生物力学单位,包括相邻的两节椎体及其间的椎间盘、关节突关节、韧带肌肉等非单一性组成结构,共同发挥着支撑传递生物力学载荷、维持机体活动稳定及保护脊髓神经安全等重要作用[1]。脊柱不仅是运动指挥单元,还是功能执行单元,对维持人体生物力学稳定的重要性毋庸置疑。开展脊柱生物力学研究有助于对脊柱相关疾病发生机制的深入了解,更重要的是指导临床医生制定最佳的疾病治疗方案。     

脊柱生物力学有限元分析法的概述

简述了有限元的概念及发展过程,主要从八个方面介绍了有限元分析法在脊柱生物力学上的应用,客观地评价了此种方法的优缺点及存在的问题和发展方向.     

单侧多节段后部结构切除对腰椎旋转稳定性影响的生物力学研究

目的：研究多节段脊柱后部结构对腰椎旋转稳定性的影响。方法：选用７具成人新鲜尸体脊柱标本（Ｌ１～Ｓ１），采用单侧多节段逐步切除腰椎后部结构的方法，形成７种状态，从单侧多节段开窗至全椎板及双侧小关节切除等。通过脊柱三维运动试验机施加１０Ｎｍ的扭转载荷，使脊柱产生左、右轴向旋转运动。结果：全椎板加双侧小关节部分切除后，腰椎旋转稳定性受到显著影响。结论：除小关节骨性结构及关节囊外，椎板及后部韧带结构对维持腰椎旋转稳定性亦有重要作用     

从生物力学角度看脊柱手术发展

正1909年,Oppenheim和Krause完成了首例脱出腰椎间盘摘除术,从而开创了以外科手术为治疗脊柱退行性疾病主要手段的时代。脊柱手术方式发展史其实就是随着人们对脊柱生物力学认识不断深入而变革的发展史。1、80年代前—无内植物时代:80年代前的脊柱手术为无植入物时代。彼时人们对脊柱疾病诊治的理解多集中于对疾病现象及基本解剖的认识,欠缺对生物力学的深入探索。研究人员首先发现频繁的重体力劳动与下腰痛的关系,     

有限元分析法研究脊柱生物力学的新进展

近20年来,有限元分析法在脊柱生物力学研究领域中已得到日益广泛的应用.本文就近10年来国外学者用有限元法研究脊柱生物力学的新进展作以综述.详细介绍了椎体、后部结构、间盘、韧带、肌肉组织在生理及病理情况下的生物力学特性,及不同术式、内固定器械对脊柱生物力学的影响;介绍了用有限元法研究某些疾病发病的力学机制的新成果;展望了有限元法应用于脊柱生物力学研究的前景.     

脊柱生物力学研究的回顾与展望

脊柱生物力学研究是认识脊柱功能、脊柱发病机制和选择脊柱治疗手段的重要基础.从脊柱的基本构成单位椎骨、椎间盘、韧带、脊柱功能单位以及整体脊柱5个层面总结归纳这些领域的生物力学基本研究进展和成果,包括人体标本的体内和体外试验、动物标本的体内和体外试验以及数学模型等不同研究方法的结果.同时,凝练部分了解尚不充分的生物力学数据...     

有限元分析法研究脊柱生物力学的新进展

近20年来，有限元分析法在脊柱生物力学研究领域中已得到日益广泛的应用。本就近10年来国外学用有限元法研究脊柱生物力学的新进展作以综述。详细介绍了椎体、后部结构、问盘、韧带、肌肉组织在生理及病理情况下的生物力学特性，及不同术式、内固定器械对脊柱生物力学的影响；介绍了用有限元法研究某些疾病发病的力学机制的新成果；展望了有限元法应用于脊柱生物力学研究的前景。