1、跟随载荷在生物力学中的研究进展,姓名：蒋远年级：2017级导师：晏怡果 副教授,生理载荷对颈椎的生物力学存在重要影响,人的颈椎在体内承受一 定的压缩载荷 （Compressive load）肌肉力及头部的重量,生理载荷对颈椎的生物力学存在重要影响,Morone等报道颈椎的压缩载荷在头部放松自然位的时候大概是头部重量的 3 倍，在屈伸或其他运动时载荷会增加，最大可达到1200N 而不至于损伤颈椎。,生理载荷对颈椎的生物力学存在重要影响,体外生物力学实验尤其是多节段颈椎生物力学实验很少应用压缩载荷，其原因之一是没有肌肉的骨韧带颈椎脊柱会在小垂直压缩载荷下便会交锁（Buckle）（大约 11N，远远
2、低于体内的载荷承受水平）。,文献报道了多种模拟生理载荷的方法：倾斜的载荷钢板、偏心的轴向力加载、跟随载荷等。跟随载荷目前在多项多节段颈椎生物力学研究中是最可接受的实验方法，通过生成轴向载荷在体外单独地模拟肌肉力。,跟随载荷是颈椎生理载荷的有效模拟手段,Follower load,Vertical load,跟随载荷的加载方式,Patwardhan 等报道了一种可以在颈 2-7 加压缩载荷而不会交锁的测试方法。,跟随载荷的加载方式,vertical load,follower load,Patwardhan，Havey等学者对垂直载荷和跟随载荷下人颈椎承载能力的情况进行了对比。,减小了弯矩和剪切
3、力,垂直载荷与跟随载荷,vertical load,follower load,研究结果,垂直载荷,跟随载荷,跟随载荷的加载方式,如何更好模拟体内脊柱运动，使颈椎能够承受较大的压缩载荷而不至于产生过度运动？,跟随载荷的加载方式,体外生物力学测试应与体内脊柱运动最大限度地保持一致的载荷加载参数。,跟随载荷的加载方式,颈椎内部的扭矩和剪切力应该保持在一个较小的水平。所产生的内部压缩载荷（跟随载荷， Follower load）的方向必须是相切于颈椎的生理曲线，即通过每个颈椎运动节段的瞬时旋转中心，每个脊柱节段将所承受的载荷应该是纯压缩。,跟随载荷在颈椎的应用,Cho等人利用跟随载荷加载技术，对颈椎
4、前路双节段人工椎间盘置换、单纯前路椎间盘切除融合及前路颈椎间盘置换+相邻节段椎间盘摘除并融合三种术式进行多向测试，并对其置换后节段及其相邻节段的 ROM 进行生物力学分析。,跟随载荷在颈椎的应用,Puttlitz等人利用光学测量仪对 6 具新鲜冷冻的人颈椎（C2-C7）尸体标本进行测量，标本被施加压缩（利用跟随载荷的概念）和纯力矩载荷，研究植入颈椎的间盘假体在水平移动范围的影响因素，以及它如何改变了内置物平面的耦合运动模式。,跟随载荷在颈椎的应用,我科晏怡果副教授前期在美国匹兹堡大学生物力学实验室对15具新鲜人颈椎标本（C3-C7）分别随机行刚性板、平移板和旋转板固定，然后在100N跟随载荷和
5、2Nm扭矩下进行屈伸、侧向弯曲和旋转运动，计算活动范围、载荷分享和相邻节段椎间盘内压；该研究表明，在跟随载荷的情况下，与刚性板和旋转板相比，平移板表现出优异的载荷分享性能。,跟随载荷：1.为体外脊柱实验提供了接近于在体生理状态条件。2.是研究脊柱生理生物力学的基础，也是研究脊柱损伤、退变、机制的基础。3.同时也是脊柱手术方式、内固定器械设计与评估的决定性手段。,总结,展望,一.目前的跟随载荷通用的加载方式为脊柱两侧的线缆传导轴向压缩载荷，能比较完美的完成屈伸运动的肌肉力及头部重量的模拟，但对于侧屈运动及轴向旋转运动类似模拟方法是否有效仍需进一步验证或改进加载方法；二.目前跟随载荷的加载是恒定不变的，而在体脊柱运动过程和姿势改变时，所受的生理载荷是动态变化的，所以我们采用的跟随载荷也应是动态变化的，这需要进一步的探索与研究，以期为脊柱生物力学测试提供更接近生理载荷状态的测试方法。,谢谢！请各位老师、师兄批评指正,
