跟隨載荷簡(jiǎn)潔版副本

1、跟隨載荷在生物力學(xué)中的研究進(jìn)展,姓名：蔣遠(yuǎn)年級(jí)：2017級(jí)導(dǎo)師：晏怡果 副教授,生理載荷對(duì)頸椎的生物力學(xué)存在重要影響,人的頸椎在體內(nèi)承受一 定的壓縮載荷 （Compressive load）—肌肉力及頭部的重量,生理載荷對(duì)頸椎的生物力學(xué)存在重要影響,Morone等報(bào)道頸椎的壓縮載荷在頭部放松自然位的時(shí)候大概是頭部重量的 3 倍，在屈伸或其他運(yùn)動(dòng)時(shí)載荷會(huì)增加，最大可達(dá)到1200N 而不至于損傷頸椎。,生理載

2、荷對(duì)頸椎的生物力學(xué)存在重要影響,體外生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)尤其是多節(jié)段頸椎生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)很少應(yīng)用壓縮載荷，其原因之一是沒(méi)有肌肉的骨韌帶頸椎脊柱會(huì)在小垂直壓縮載荷下便會(huì)交鎖（Buckle）（大約 11N，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于體內(nèi)的載荷承受水平）。,文獻(xiàn)報(bào)道了多種模擬生理載荷的方法：傾斜的載荷鋼板、偏心的軸向力加載、跟隨載荷等。跟隨載荷目前在多項(xiàng)多節(jié)段頸椎生物力學(xué)研究中是最可接受的實(shí)驗(yàn)方法，通過(guò)生成軸向載荷在體外單獨(dú)地模擬肌肉力。,跟隨載荷是頸椎生理載荷的有效模

3、擬手段,Follower load,Vertical load,跟隨載荷的加載方式,Patwardhan 等報(bào)道了一種可以在頸 2-7 加壓縮載荷而不會(huì)交鎖的測(cè)試方法。,跟隨載荷的加載方式,vertical load,follower load,,Patwardhan，Havey等學(xué)者對(duì)垂直載荷和跟隨載荷下人頸椎承載能力的情況進(jìn)行了對(duì)比。,,,,減小了彎矩和剪切力,垂直載荷與跟隨載荷,vertical load,follower loa

4、d,研究結(jié)果,,垂直載荷,,跟隨載荷,跟隨載荷的加載方式,如何更好模擬體內(nèi)脊柱運(yùn)動(dòng)，使頸椎能夠承受較大的壓縮載荷而不至于產(chǎn)生過(guò)度運(yùn)動(dòng)？,跟隨載荷的加載方式,體外生物力學(xué)測(cè)試應(yīng)與體內(nèi)脊柱運(yùn)動(dòng)最大限度地保持一致的載荷加載參數(shù)。,跟隨載荷的加載方式,頸椎內(nèi)部的扭矩和剪切力應(yīng)該保持在一個(gè)較小的水平。所產(chǎn)生的內(nèi)部壓縮載荷（跟隨載荷， Follower load）的方向必須是相切于頸椎的生理曲線(xiàn)，即通過(guò)每個(gè)頸椎運(yùn)動(dòng)節(jié)段的瞬時(shí)旋轉(zhuǎn)中心，每個(gè)脊柱節(jié)段將

5、所承受的載荷應(yīng)該是純壓縮。,跟隨載荷在頸椎的應(yīng)用,Cho等人利用跟隨載荷加載技術(shù)，對(duì)頸椎前路雙節(jié)段人工椎間盤(pán)置換、單純前路椎間盤(pán)切除融合及前路頸椎間盤(pán)置換+相鄰節(jié)段椎間盤(pán)摘除并融合三種術(shù)式進(jìn)行多向測(cè)試，并對(duì)其置換后節(jié)段及其相鄰節(jié)段的 ROM 進(jìn)行生物力學(xué)分析。,跟隨載荷在頸椎的應(yīng)用,Puttlitz等人利用光學(xué)測(cè)量?jī)x對(duì) 6 具新鮮冷凍的人頸椎（C2-C7）尸體標(biāo)本進(jìn)行測(cè)量，標(biāo)本被施加壓縮（利用跟隨載荷的概念）和純力矩載荷，研究植入頸椎的

6、間盤(pán)假體在水平移動(dòng)范圍的影響因素，以及它如何改變了內(nèi)置物平面的耦合運(yùn)動(dòng)模式。,跟隨載荷在頸椎的應(yīng)用,我科晏怡果副教授前期在美國(guó)匹茲堡大學(xué)生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)室對(duì)15具新鮮人頸椎標(biāo)本（C3-C7）分別隨機(jī)行剛性板、平移板和旋轉(zhuǎn)板固定，然后在100N跟隨載荷和2Nm扭矩下進(jìn)行屈伸、側(cè)向彎曲和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，計(jì)算活動(dòng)范圍、載荷分享和相鄰節(jié)段椎間盤(pán)內(nèi)壓；該研究表明，在跟隨載荷的情況下，與剛性板和旋轉(zhuǎn)板相比，平移板表現(xiàn)出優(yōu)異的載荷分享性能。,跟隨載荷：1.為

7、體外脊柱實(shí)驗(yàn)提供了接近于在體生理狀態(tài)條件。2.是研究脊柱生理生物力學(xué)的基礎(chǔ)，也是研究脊柱損傷、退變、機(jī)制的基礎(chǔ)。3.同時(shí)也是脊柱手術(shù)方式、內(nèi)固定器械設(shè)計(jì)與評(píng)估的決定性手段。,總結(jié),展望,一.目前的跟隨載荷通用的加載方式為脊柱兩側(cè)的線(xiàn)纜傳導(dǎo)軸向壓縮載荷，能比較完美的完成屈伸運(yùn)動(dòng)的肌肉力及頭部重量的模擬，但對(duì)于側(cè)屈運(yùn)動(dòng)及軸向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)類(lèi)似模擬方法是否有效仍需進(jìn)一步驗(yàn)證或改進(jìn)加載方法；二.目前跟隨載荷的加載是恒定不變的，而在體脊柱運(yùn)動(dòng)過(guò)