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目的
利用多体动力学模型分析腰椎在飞行载荷条件下的内力变化，探讨飞行中腰椎间盘力学损伤机制。
方法基于腰椎肌肉-骨骼系统多体动力学模型，对其施加Herbst机动飞行产生的三轴时变过载，计算3种腰椎运动与飞行过载耦合工况。根据腰椎间盘内力、小关节接触力、肌肉及韧带内力水平评价飞行载荷导致的力学变化。
结果3种不同机动状态下，椎间盘压力峰值均以腰5-骶1最大。飞行过载中，腰椎前屈更容易损伤腰椎椎间盘，尤以腰5-骶1间盘最为明显。腰椎前屈与头-足向过载耦合产生椎间盘峰值内力，腰椎伸展可以明显减小下腰椎负载。腰椎间盘剪切与关节接触力随时间变化曲线与椎间盘峰值内力变化曲线相吻合。
结论多体动力学方法可以再现腰椎间盘内力变化，减少下腰椎负载，保护椎间盘及周围组织所受伤害。椎体可通过在小关节与椎间盘构成的曲面上滑移来平衡飞行外载，腰椎间盘剪切变形是引发腰椎不稳定的重要因素。相比于有限元方法，多体动力学模型可以直接反映腰椎被动元件与主动元件力学行为之间的联系，为解释飞行中腰椎间盘疲劳损伤机制提供理论依据与数据支撑。