【摘 要】
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目的:通过对椎间盘退变的综合模拟,确定退变的L4-L5节段对下腰椎生物力学的影响。方法:构建了L3-S1正常腰椎的三维非线性有限元模型,并进行了验证。然后对该正常模型进行修改,在L4-L5节段上构建三个不同退化程度退化（轻度、中度、重度）的椎间盘退变模型。在承受定向载荷（500 N）的同时,对所有模型施加混合力矩载荷,以确定活动度（ROM）、椎间盘内压（IDP）、纤维环的最大von Mises应力
【机 构】
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中国康复医学会骨伤康复专业委员会第一届学术年会论文摘要集
【出 处】
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中国康复医学会骨伤康复专业委员会第一届学术年会论文摘要集
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目的:通过对椎间盘退变的综合模拟,确定退变的L4-L5节段对下腰椎生物力学的影响。方法:构建了L3-S1正常腰椎的三维非线性有限元模型,并进行了验证。然后对该正常模型进行修改,在L4-L5节段上构建三个不同退化程度退化（轻度、中度、重度）的椎间盘退变模型。在承受定向载荷（500 N）的同时,对所有模型施加混合力矩载荷,以确定活动度（ROM）、椎间盘内压（IDP）、纤维环的最大von Mises应力、纤维环的最大剪应力和小关节应力。结果:随着椎间盘退变程度的增加,L4-L5退变节段的ROM均显著下降（屈曲:5.79°-1.91°;伸展:5.53°-2.62°;右侧弯:4.47°-1.46°;左侧弯:4.86°—1.61°;右轴向旋转:2.69°-0.74°;左轴向旋转:2.69°-0.74°）,而相邻节段的ROM增加（1.88°-8.19°）。由于椎间盘退变,L4-L5节段运动减少百分比最大的是右轴向旋转（75%）、左轴向旋转（69%）、前屈（67%）、右侧弯（67%）、右侧弯（67%）和后伸（53%）。IDP的变化趋势与ROM相同。其中,L4-L5节段IDP下降（屈曲:0.592–0.09 MPa;伸展:0.678–0.334MPa;右侧弯:0.498–0.205 MPa;左侧弯:0.523–0.272 MPa;右轴向旋转:0.535–0.246 MPa;左轴向旋转:0.53–0.266 MPa）,相邻段IDP增加（0.511–0.789 MPa）。随着腰椎间盘退变程度的逐渐增加,整个腰椎节段纤维环的最大von Mises应力和最大剪应力增加（L4-L5节段:0.413-2.626 MPa和0.412-2.783 MPa;L4-L5的相邻节段分别为0.356-1.493 MPa和0.359-1.718 MPa）。随着腰椎间盘退变程度增加,退变节段的小关节应力无明显变化规律。然而,随着椎间盘退变程度的增加,相邻健康节段的小关节应力增加（伸展:49.7-295.3N;侧弯:3.5-171.2N;轴向旋转:140.2-258.8N）。结论:椎间盘退变导致退变节段及邻近正常节段的活动和受力载荷模式发生改变。退变模型中的异常负荷和活动有加速邻近正常节段退变的风险。此外,对退变小关节的精确模拟是预测椎间盘退变后小关节负荷变化的重要依据。
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