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人腰椎椎間板の力学的特性に関する実験的および数値学的研究

人体腰椎间盘力学性能的实验和数值研究

基本信息

批准号：
05221202
负责人：
浅野聡
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

1.ヒト腰椎(L4-5)脊椎機能単位(functional spinal unit:FSU)の連続的な前方-後方屈曲運動における力学的特性を調査した。その結果、全後方要素はL4-5FSUの前方屈曲剛性の約40〜50%、後方屈曲剛性の約30〜75%に関与し、その効果は後方屈曲では高変形領域ほど有意に大きかったが、前方屈曲では変形領域間の差を認めなかった。前方屈曲剛性には棘上・棘間靭帯の関与は少なく、椎間関節(両側で約30%)と黄色靭帯(約15%)が屈曲剛性に関与していた。後方屈曲剛性には棘上・棘間靭帯(16〜33%)と椎間関節(両側で15〜45%)の関与が大きかった。また、屈曲剛性を最小にするような回旋軸の位置は、前方屈曲では椎間板の前方部、後方屈曲では椎間板の後方部に存在した。2.ヒト腰椎FSUの連続的な前方-後方剪断運動における力学的特性を調査した。その結果、全後方要素はL4-5FSUの前方剪断剛性の約60〜70%、後方剪断剛性の約40〜45%に関与していた。前方・後方剪断剛性ともに椎間関節の関与が大きかった。椎間関節の片側切除により前方・後方剪断剛性ともに約25〜30%減少したが、両側切除後では前方剪断剛性値が著明に減少した。棘上・棘間靭帯切除と黄色靭帯切除の影響はほとんどなかった。3.ヒト腰椎FSUの連続的な引張-圧縮負荷およびねじり負荷における力学的特性に及ぼす椎間板変性の影響を調査した。その結果、後方要素が健常であれば、椎間板変性により圧縮およびねじり剛性値は増加し、引張剛性値は減少した。後方要素の切除は各剛性値を減少させた。後方要素各成分では、椎間関節が圧縮およびねじり剛性値に大きく関与し、ねじり剛性において、この関与は変性群でより著明であった。

1. To investigate the mechanical properties of the anterior-posterior flexion motion of the lumbar spine (L4-5) functional spinal unit (FSU). As a result, the front bending stiffness of the L4-5FSU is about 40 ~ 50%, and the rear bending stiffness is about 30 ~ 75%. The anterior flexion stiffness is related to the upper and lower joints, and the intervertebral joints (about 30%) and the yellow toughness (about 15%) are related to the flexion stiffness. Posterior flexion stiffness: upper and lower joint stiffness (16 ~ 33%), lower joint stiffness (15 ~ 45%), and lower joint stiffness (16 ~ 33%). The position of the rotation axis is the smallest, the anterior flexion is the anterior part, and the posterior flexion is the posterior part. 2. To investigate the mechanical properties of the anterior-posterior shear motion of the lumbar FSU. As a result, the front shear stiffness of the L4-5FSU is about 60 ~ 70%, and the rear shear stiffness is about 40 ~ 45%. The front and rear cut off the rigid joint and the big joint. The anterior and posterior shear rigidity of the intervertebral joint decreased by about 25 ~ 30% after lateral resection, and the anterior shear rigidity decreased significantly after lateral resection. The effect of removing the yellow tape on the upper and middle dates is different. 3. To investigate the mechanical properties of the extension-compression load and the influence of the intervertebral plate on the joint motion of the lumbar FSU. As a result, the posterior elements are healthy, the intervertebral plate is variable, the compression stiffness is increased, and the tension stiffness is decreased. The removal of the rear elements reduces the rigidity of the elements. Each component of the posterior element is divided into two groups: the pressure of the intervertebral joint is reduced, the rigidity is increased, and the rigidity is increased.