开发一个脊椎骨盆复合有限元模型,用于对退行性脊髓缩症患者的生物机械反应进行定量分析
Ziyang Liang1,2, Xiaowei Dai2,3, Weisen Li1,2
1Department of Tuina and Spinal Orthopedics in Chinese Medicine, Shenzhen Traditional Chinese Medicine Hospital, Shenzhen, 518033, Guangdong, China.
Medical & biological engineering & computing
|October 19, 2024
概括
退行性脊髓缩 (DS) 增加了脊髓组织的压力,并改变了肌肉力量,特别是在psoas组. 这项研究强调了在DS康复中需要腹部肌肉炼以解决脊骨骨不平衡的需要.
科学领域:
- 生物力学 生物力学
- 脊柱外科手术 脊柱外科手术
- 康复医学 康复医学 康复医学
背景情况:
- 退行性脊髓缩 (DS) 研究经常忽视肌肉建模,专注于背部肌肉,忽视腹部肌肉.
- 对于有效的物理治疗来说,全面了解DS中脊椎皮层生物力学至关重要.
研究的目的:
- 在DS患者中使用综合建模量化分析脊骨复合体和周围肌肉的生物力学反应.
- 在各种负载条件下比较正常和DS脊柱模型之间的生物力学差异.
主要方法:
- 开发并验证了两个具有详细肌肉结构的有限元素脊皮复合模型:一个正常的,一个L4前部滑动 (DS).
- 分析了骨,圆盘和面部关节的峰值应力;带的峰值应力;肌肉力量的峰值;在曲-延伸,横向曲和轴旋转下运动范围的差异.
主要成果:
- 与正常模型相比,DS脊柱模型在相邻组织中显示出明显更大的压力和应变.
- 在轴旋转和横向曲下,L4/5盘和面部关节的压力在DS中高出约6.6倍.
- 在DS模型中,psoas肌肉在曲-延伸和横向曲过程中经历了23.2%的更大的拉力.
结论:
- 在DS中L4前部滑动会改变腰骨对齐,影响肌肉生物力学,增加脊柱单元负荷.
- 临床医生应将腹部肌肉炼,如psoas组的炼,纳入DS康复中,以减轻脊骨盆失衡和疾病进展.
