發(fā)布時間：2024-12-18 03:15

　　 目的分析微重力環(huán)境下穿戴模擬重力服對人腰椎間盤的生物力學(xué)影響。方法基于健康成年志愿者CT影像,建立人L4～5脊柱有限元模型。在腰椎有限元模型空載荷以及加載4 h 400 N軸向載荷基礎(chǔ)上,分別模擬微重力環(huán)境下無干預(yù)和穿戴模擬重力服對腰椎間盤的生物力學(xué)影響。結(jié)果微重力環(huán)境下,人腰椎間盤中心孔壓、徑向位移和含水量隨時間推移而增大。微重力環(huán)境穿戴模擬重力服情況下,72 h后腰椎間盤中心孔壓、軸向應(yīng)力、徑向位移和含水量與無干預(yù)組相比均有減小。結(jié)論微重力環(huán)境下,穿戴模擬重力服了在一定程度上可幫助宇航員對抗微重力造成的對脊柱的不利影響。

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【部分圖文】：

圖1 腰椎L4～5三維有限元模型

選擇1名37歲成年男性志愿者，身高1.75m，體質(zhì)量76kg，身體健康，無腰椎疾病或相關(guān)癥狀，無外科手術(shù)史。采用64排螺旋CT(GE公司，美國)對腰椎橫斷面進(jìn)行連續(xù)掃描，獲得腰椎L4～5的CT影像資料。受試者對試驗(yàn)方案知情同意，試驗(yàn)方案經(jīng)過同濟(jì)大學(xué)生命與醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)。通....

圖2 加載500 N軸向載荷和7.5 N·m前屈、后伸、側(cè)彎載荷后椎間ROM對比

對模型精度進(jìn)行驗(yàn)證。固定L5下終板，加載1kN軸向載荷6h，計算模型椎間盤高度變化，并與文獻(xiàn)[21]中的實(shí)驗(yàn)測量值進(jìn)行對比。另一方面，加載500N軸向載荷和7.5N·m力矩，模擬人體腰椎前屈、后伸、側(cè)彎動作，將模型所預(yù)計的椎間活動度(rangeofmotion,ROM....

圖3 兩種工況計算結(jié)果

椎間盤含水量是通過計算椎間盤所有單元的含水量百分比與其體積之積累加獲得。72h后，無干預(yù)組、穿戴模擬重力服組腰椎間盤含水變化量分別增加4.74%、4.50%[見圖3(d)]。3討論與結(jié)論

本文編號：4016966