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腰椎峡部的疲劳特性和应力传导分布特征的研究(二)


     腰背疼痛是威胁人类健康的主要疾病之一,而引起腰背疼痛的病因非常复杂。从解剖学和生物力学的观点分析,腰椎骨各部位损伤都可能产生腰背部疼痛.其中以腰椎间盘病变,小关节紊乱,椎弓峡部裂最为常见。

     腰椎关节突间部亦称为峡部,其前外侧及后内侧皮质骨之间只有少量骨小梁,较坚固,皮质最厚部最窄,脊柱崩解多发于此部位.它主要承受来自关节突间部的剪力.腰椎椎弓峡部裂是一种常见的脊柱疾患.在青少年和运动员中有很高的发病率,其主要病理特征是峡部一侧或双侧缺损.近年来对峡部的生物力学研究发现:腰椎峡部的过度负荷局部结构破坏是引起该病的主要原因.Hutton用尸体材料作加载实验,发现循环加载易引起椎弓峡部骨折;Dietrich和Kurowski采用光弹法进行研究证实椎弓峡部有明显的应力集中;山崎的二维有限元模型分析证实椎弓峡部应力集中区域由前外侧至后内侧逐渐向头端移行.该实验结果与临床峡部裂多为斜行骨折是一致的.戴力扬等的三维腰椎有限元节段模型证明峡部在直立位,后伸位,前屈位均有明显的应力集中现象,其中以后伸位应力值最高,验证了椎弓峡部裂是由局部高应力导致的疲劳性骨折.结合解剖学观点分析,椎弓峡部结构相对薄弱也容易发生损伤。

     椎间盘组成的前部结构承受了脊柱的大部分压缩载荷,容易发生损伤和退变.归纳几位学者的研究成果可以看出,当腰椎承受轴向载荷时最大主应力产生的部位有椎体松质骨临近终板的中央部位,椎体前方及前下方.这恰好是契形压缩性骨折的好发部位.也有学者认为,过度加载使松质骨产生微小骨折是引起下腰痛的主要原因之一椎间盘由髓核,纤维环,上下软骨板构成.Spilke等在对髓核内压的研究中发现,椎间盘高度增加和半径减少可使髓内压加大;且腰椎前屈位内压减少,后伸增大.Shivazi-Adl在对纤维环的力学研究中证实后伸位最大拉应力发生于纤维环前方最内层,前屈位产生于后方最内层.虽然理论上讲纤维环在正常活动范围内不会超出其极限强度,但复合载荷的作用下则可能发生破坏.此外椎间盘的厚度及含水量等因素的改变也能改变其应力分布。


《腰椎峡部的疲劳特性和应力传导分布特征的研究》
作者:张志,硕士;学位授权单位:广州中医药大学;年度:2010

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