不同矢状力线类型腰椎退变模式的生物力学研究

The impact of sagittal alignment on the treatment of spinal disorders is of critical importance, it is not clear to understand biomechanical mechanism of lumbar degeneration patterns in the different spine sagittal curves. Our previous study showed that spinal fixation can cause stress increase within adjacent segments, it is hypotheses that different sagittal alignment of the lumbar spine have different degeneration models. A radiographic study of volunteers without symptoms of spinal disease was conducted to classify the variations in the sagittal alignment. In vivo segmental vertebral motion in persons of different spine sagittal curves and mechanical study on cadaver motion segments were performed to observe the lumbar motion pattern. Analysis of biomechanical changes of different spine sagittal curves by finite element analysis was also performed. Three-dimensional gait analysis system was used to evaluate the pattern of movement. The results of this project will help to better understand the biomechanical mechanism of lumbar degeneration pattern in the different spine sagittal curves and may provide a potential method for Individual and quantitative lumbar reconstruction.

脊柱-骨盆矢状面平衡参数是目前脊柱外科关注的热点，但其生物力学机制国内外尚未得到明确阐释。我们前期研究发现腰椎矢状面异常，局部生理前凸丧失，可破坏局部生物力学环境，据此提出假说：不同矢状力线类型腰椎的椎间盘、韧带、关节突关节等结构的应力分布不同，进而影响了腰椎退变过程，致使存在不同的退变模式。本研究通过无症状人群调查分析腰椎矢状力线类型的分布，采用三维运动分析系统研究不同腰椎类型各节段活动特点，通过三维步态分析系统研究不同腰椎矢状力线类型人群的步态特点，运用脊柱标本生物力学实验及有限元模型技术模拟不同运动状态下各力线类型腰椎的运动特点。在此基础上，根据所需重建的腰椎矢状力线标准建立腰椎椎间融合的仿真数理模型，分析术后生物力学相关因素变化情况，优化腰椎重建方案的设计。本课题期望为个体化、定量化腰椎矢状面重建方案的制定提供生物力学依据，对腰椎退行性疾病的防治提供参考依据。

脊柱-骨盆矢状面平衡参数是目前脊柱外科关注的热点，生物力学机制国内外尚未得到明确阐释。我们研究发现腰椎矢状面异常，局部生理前凸丧失，可破坏局部生物力学环境，不同矢状力线类型腰椎的椎间盘、韧带、关节突关节等结构的应力分布不同，进而影响了腰椎退变过程，致使存在不同的退变模式。本项目研究了无症状青年人群中腰椎间隙高度与不同类型腰椎矢状力线的关系，明确国人正常腰椎间隙高度的分布并明确腰椎高间隙的定义，为正常腰椎的影像解剖学和腰椎相关疾患的临床诊断提供形态学依据。通过体外生物力学研究证实前方椎间高度恢复对腰椎总体稳定性的重要性，并且通过全身影像学研究，阐明了腰椎前方椎间隙高度，腰椎前凸角和骨盆、膝关节等一系列人体整体力学平衡的相互作用，为腰椎手术术前评估和手术方案的制定提供了指导。本项目通过相关解剖和临床研究，对采用单侧入路双侧减压方案治疗腰椎退行性疾病的可行性和有效性进行了探索。同时研究结果丰富了力学因素在腰椎退变性疾病发病过程中的分子机制，为个体化、定量化腰椎矢状面重建方案的制定提供生物力学依据，对腰椎退行性疾病的防治提供参考意见。