特发性脊柱侧弯的生物力学研究进展
青少年脊柱侧弯的研究进展
青少年脊柱侧弯的研究进展一、本文概述随着现代社会生活方式的改变，青少年脊柱侧弯问题日益受到关注。
青少年脊柱侧弯，也称青少年特发性脊柱侧弯（S），是一种复杂的脊柱三维畸形疾病，通常在青春发育前期发病，不仅影响患者的体型外貌，更可能导致心肺功能受损，严重影响其生活质量和身心健康。
近年来，随着医学研究的深入和诊疗技术的进步，青少年脊柱侧弯的研究取得了显著进展。
本文旨在综述青少年脊柱侧弯的流行病学特征、发病机制、诊断方法、治疗策略以及预防干预等方面的最新研究进展，以期为临床医生和相关研究人员提供有价值的参考信息，推动青少年脊柱侧弯诊疗技术的进一步发展和完善。
二、青少年脊柱侧弯的成因与发病机制青少年脊柱侧弯（S）是一种复杂的脊柱疾病，其成因和发病机制尚未完全明确。
然而，经过多年的研究和临床观察，科学家们已经提出了一些主要的理论和假说。
遗传因素在AIS的发生中起着重要作用。
研究发现，患有AIS的患者的家族史中，脊柱侧弯的发生率明显高于普通人群。
一些特定的基因变异已经被证实与AIS的风险增加有关，如HLBTB6和WNT等基因。
这些基因可能通过影响脊柱发育、骨代谢或神经肌肉功能等方式参与AIS的发病。
生长发育异常也是AIS的重要发病机制之一。
青少年时期是人体生长发育的关键阶段，脊柱在这个阶段也会发生一系列形态和结构的变化。
如果脊柱的生长板在生长过程中受到某些因素的影响，如机械应力、激素水平等，就可能导致脊柱侧弯的发生。
脊柱周围的肌肉和韧带等软组织也可能因为生长发育的异常而失去平衡，进而引发脊柱侧弯。
环境因素也对S的发病产生一定的影响。
生活习惯、运动方式、坐姿不良等都可能导致脊柱的力学平衡失调，从而增加患脊柱侧弯的风险。
一些疾病和药物也可能影响脊柱的发育和功能，如神经纤维瘤病、脊柱结核等，以及某些激素类药物和抗癌药物等。
青少年脊柱侧弯的成因与发病机制涉及多个方面，包括遗传、生长发育、环境等因素。
为了更深入地理解这一疾病的本质和制定更有效的治疗方法，我们需要进一步开展跨学科的研究和探索。
脊柱生物力学研究的回顾与展望
脊柱生物力学研究的回顾与展望本文刊登于《医用生物力学》2021年第36卷第2期，169-176页脊柱相关的临床疾病依然是当今社会影响人类健康和生活质量的主要问题，如腰痛、坐骨神经痛、成年或青少年脊柱畸形、脊柱肿瘤以及脊柱创伤等。
脊柱是人体的重要力学支撑与运动结构，而与这些疾病相关的生物力学问题在很大程度并没有被认识清楚。
因此，脊柱生物力学研究越来越受到关注。
在PubMed检索“spine”和“biomechanics”两个关键词，结果显示，近10年来的相关文献基本每年都呈稳步增长的趋势。
而在中国知网检索“脊柱”和“生物力学”两个关键词，则显示近10年来的文献量有逐年下降的趋势。
《医学生物力学》杂志在本期推出“脊柱生物力学专栏”，希望对国内脊柱生物力学的发展起到积极的推动作用。
脊柱相关基本解剖结构是认识脊柱整体生物力学性质的重要基础。
椎骨由前方椎体、后方椎弓板及一系列突起构成，是韧带和椎旁肌的附着点。
研究各部分结构的解剖学描述和生物力学性质，对于认识脊柱整体功能具有重要的意义。
1 椎骨的解剖与生物力学早在20世纪90年代，脊柱各部位椎骨的解剖学定量研究已经开始被报道[1]。
在随后的20多年间，对于颈椎、胸椎和腰椎的定量解剖学研究有更充分的阐述[2]，对于人种间椎骨差异的研究自2004年也引起关注[3-4]。
中国学者在上述领域的研究还应当继续开展，这对于内固定器械的研发具有非常重要的参考价值。
从颈椎至骶骨，椎骨的横截面积逐渐增加，生物力学强度也逐渐增强。
早期大量的生物力学研究证实，除椎体的横截面积外，骨密度（bone mineral density, BMD）是与椎体力学强度相关的重要因素之一[5]。
此外，加载速度也是影响椎体力学强度的因素，例如以2.5 m/s 速度加载所获得的椎体强度是以10 mm/s准静态速度加载所获得的椎体强度的2倍[6]。
椎体内松质骨的空间架构对椎骨的力学强度也有影响，BMD相同的椎骨因骨小梁结构的差异而表现出不同的力学强度[7]。
脊柱生物力学之研究进展
维普资讯
第５ 卷第 １ 期
２０ ０ ６年 ３月
南京体育学院学报 （ 自然科学版 ）
Ｊｕｎｌｆ ａｊ ＩｓｔｔｏＰ ｙｉａ Ｅ ｕ ａｏ Ｎ ｔ ａ Ｓ ｉ ｃ ） ｏｒａ ｏ Ｎ ｎｍｇ ｎｔｕｅ ｆ ｈｓｃｌ ｄ ｃｔ ｎ（ ａ ｒｌ ｃｅ ｅ ｉ ｉ ｕ ｎ
Ａｂ Ｗ ｃ ： ｏ ｔ ｇｔｅｌｗ ｆ ｏ ｕ ｅ ｔ ｎ ａｅｉｌ， ｉ ｐ ｐ ｒ ｅ ｉｗｅ ｅｃ ｒｅ ｔ ｉ ａｉｎｏ ｓ ａ ｔ Ａｄ ｐｉ ｎ ｈ ａ ｏ ｃ ｍ ｎｓａ ｄｍ ｔｒ ｓ ｔ ｓ ａ ｅ ｖｅ ｄｔ ｕｒｎ ｔ ｔ ｆ ｄ ａ ｈ ｒ ｈ ｓ ｕ ｏ
Ｋｅ ｒｓ Ｓ ｉｅ Ｉｔｒ ｅｔｂ ａ ｓ ； ｏ ｄ Ｂｉｍｅ ｈ ｉｓ ｙｗｏｄ ： ｐ ｎ ； ｅ ｖ ｒｅ ｒ１ ｃ Ｌ ａ ； ｏ ｃ ａ ｃ ｎ Ｄｉ ｎ
对神经系统伤害 ， 牵连其他部分肢体产生功能 在人体的解剖结构及运动、 训练中， 脊柱均占有非 能障碍 ，
给患者的 日常生活、 工作 、 学习和运动训练带来 常重要的地位。 脊柱不但是人体结构的中轴 ， 而且在运 障碍 ， 动中是主要承受力的部位 ， 因此 ， 脊柱的损伤对人体的 诸多不便 ， 并产生巨大痛苦 。 影响很大。在 日 常生活和工作中， 人们每天都要坐 ， 尤 临床医学对脊柱病进行 了大量研究 ，主要是针对
支具治疗特发性脊柱侧凸_生物力学的实践与论证
。根据生物力学理
论， 支具治疗能使侧凸顶椎区椎体凹侧生长终板负载减小， 侧凸 凹侧区的生长刺激使椎体结构重建似乎可以解释经治疗后侧凸 的改善或停止进展 ! "- # 。如果这样， 那么只要严格掌握适应证并 佩戴正确， 行支具治疗的患者都应该取得良好效果， 然而事实并 非如此， 亦为数不少的患者在接受支具治疗后侧凸仍继续进展， 最终接受手术治疗。儿童或青少年患者的脊柱在发生侧凸后， 影响其进展的因素主要由生物力学机制介导，但具体哪些因素 参与其中， 为何部分患者侧凸进展而部分停止进展， 目前知之甚
中图分类号： ’()!* + 文献标识码： , 文章编号： %(-% . &/!( 0 !""# 1 +! . -!#( . "! 收稿日期： !""# . "( . %# 修回日期： !""# . "- . %" 0 !( 2 34 1
摘要： 特发性脊柱侧凸是不明原因引起的脊柱在冠状面上的弯曲， 常合 并脊柱矢状面的异常及椎体的旋转， 是最常见的脊柱畸形。 近 %# 年来， 随着脊柱三维矫形理论的提出与推广， 各种新型内固定器械的出现， 使 得脊柱手术成功率大大提高， 然而手术治疗毕竟创伤巨大， 花费高且有 一定的风险和并发症。因而， 对于没有手术指征的轻度脊柱侧凸， 如何 进行有效的非手术治疗， 避免手术或推迟手术治疗的年龄， 一直以来是 学者们努力的方向。非手术治疗包括锻炼、 脊柱按摩、 电刺激及支具治 疗， 经过漫长的实践和研究发现， 对于早期发现的轻中度青少年特发性 脊柱侧凸， 支具治疗是惟一有效的非手术疗法。 由于对特发性脊柱侧凸 自然病程的研究并不十分清楚， 支具能否影响其自然病程， 经历了数 &# 年曲折而又漫长的实践和论证， 近 &# 余年的生物力学研究证明支具治 疗是有效的。 主题词： 脊柱侧凸； 生物力学； 综述文献
脊柱侧弯生物力学
03
脊柱侧弯的预防与治疗
预防措施
保持正确的姿势
在日常生活和工作中， 保持正确的坐姿、站姿 和睡姿，避免长时间维
持同一姿势。
定期检查
定期进行脊柱侧弯筛查， 以便早期发现和干预。
增加体育锻炼
进行适当的体育锻炼， 如瑜伽、普拉提等，有 助于增强脊柱肌肉力量
和稳定性。
合理饮食与营养
保持均衡的饮食，摄取 足够的钙、维生素D等 营养素，有助于骨骼健
在动态情况下，脊柱侧弯会导致脊柱 的振动和扭曲，使得脊柱的受力更加 复杂。
脊柱侧弯的生物力学模型
生物力学模型是用来模拟和研究生物体结构和功能的工具。 在脊柱侧弯的研究中，生物力学模型可以帮助我们更好地理 解脊柱侧弯的发生和发展机制。
常见的脊柱侧弯生物力学模型包括有限元模型、离散元模型 和多体动力学模型等。这些模型可以模拟脊柱在不同情况下 的受力情况和运动状态，从而为治疗和预防脊柱侧弯提供理 论支持和实践指导。
手术方法
手术方法包括脊柱融合、矫形器械植入等，具体 方法应根据患者具体情况制定。
术后护理
手术后需进行严格的康复训练和定期复查，以确 保治疗效果和患者的康复。
04
脊柱侧弯的康复训练
康复训练的重要性
01
02
03
04
改善姿势
通过康复训练，可以纠正不良 姿势，减少脊柱侧弯引起的疼
痛和不适。
增强肌肉力量
康复训练可以强化脊柱周围的 肌肉，提高肌肉力量和稳定性
注意姿势正确
在日常生活中，应注意保持良好的姿 势，避免长时间保持同一姿势或过度 劳累。
定期复查
在康复训练过程中，应定期进行复查， 以便及时了解病情变化和调整康复计 划。
人体脊柱生物力学特性的研究方法及进展
ｖ ｅ ｍｂ ｅｒ ２ ５ ，２ ０１ ６ Ｖ ｏ １ ． ２ ０ ，Ｎｏ ４ ８ Ｃｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅＪ ｏ ｕ ｎａ ｒ ｌ ｏ ｆＴ ｉ ｓ ｓ ｕ ｅ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅｅ ｉ ｒ ｎｇＲｅ ｓ ｅａ ｒ ｃ ｈ Ｎｏ
第 ２ ０眷 第 ４ ８
关键 词 ：
骨科植入物：脊拄植入物：生物力学特性 ：置换： 合 ：脊柱力学 ：脊柱运 动学：拥载装置：溺量方法 ：
脊拄 强瘦 脊 拄 稳 定性 ：组 织 疲 劳 ：组织Ｉ程
基 金 资助 ：
国家科技支撑诗竟 ｊ ｆ ｛ ２ ｏ １ ２ Ｂ Ａ ｜ １ ８ Ｂ ０ ５ ）《 新型入Ｉ推闯盘》
张 恩泽 ，男 ，１ ９ ９ １ 牟 生，
河北省人 ，汉族 ，２ ０ １ ６
ｆ 在对生物力学研究进行在体和体外分 类的基础
年 清华大学毕 业，硕士 ，
主要从 事脊 柱生 物 力学
方 面 的研 究 。
■ｌ
二 次
通讯作者 ： 刘伟 强， 教授 ，
对各种生物力学研 究方法的优势 与不足进行 了
目的：综述 国内外相关文献 ，从测量主体和测量 内容角度总结脊柱生物力学研究方法 的优 势与不足 。
方法 ：以 “ ｂ ｉ ｏ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ｄ（ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｒ ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｒ ｅ ｖ ａ ｌ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ） ，ｓ ｐ ｉ ｎ ａ ｌ ｂ ｉ ｏ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ｓ ，ｓ ｐ ｉ ｎ ｅ
５ １ ８ ０ ５ ７ ）
９
囊 张愚泽 寥振华 ． 文 ｆ ｊ 伟强 人 体脊柱生物力学特性的研究方法及进展【 Ｊ １ ． 中国组织 Ｉ程磺 究． ２ ０ １ ６ ， ２ ０ （ ４ ８ ） ： ７ ２ ７ ３ Ｄ Ｏｈ １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ￣ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． ２ ０ ９ ５ ． ４ ３ ４ ４ ． ２ ０ １ ６ ． ４ ８ ． ０ １ ９ 文章快速阅读
特发性脊柱侧弯的生物力学进展
脊柱侧弯是脊柱的一个或多个节段在冠状面上偏离中线的侧弯、矢状面上的前弯或脊椎体在纵轴上的旋转，是最常见的脊柱三维畸形[1]。
脊柱侧弯是躯干的畸形，以脊柱的侧向偏移和轴位旋转为特征。
许多特发性脊柱侧弯患者存在肋骨的变形以及矢状面上胸椎生理后弯的减少。
少数特发性脊柱侧弯患者表现为主弯与次弯交界区的后弯畸形。
由于其病理解剖特点复杂，导致脊柱在出现侧弯后和矫正手术后的生物力学变化较正常生理曲度的脊柱复杂得多，本文就目前国内外在脊柱侧弯生物力学方面的研究综述如下。
1脊柱侧弯生物力学机制的研究脊柱侧弯是复杂、常见的脊柱畸形，其中最为常见的类型是特发性脊柱侧弯，国内外数十年来的研究发现特发性侧弯的病因与遗传、生长发育、神经肌肉因素、内分泌系统等有关，但目前还无明确证据表明其存在单一的致病因素。
由于对脊柱侧弯的病因尚不明了，以及对于脊柱侧弯进展、转归以及术后的预后等亦不清楚。
目前文献报道对脊柱发生侧弯以后的生物力学改变亦不多，但学者普遍认为，在快速生长期脊椎不对称生长的自身生物力学调节加重了特发性脊柱侧弯的进展[2]。
对于影响脊柱侧弯的进展，目前国内外学者普遍认为占主导作用的是生物力学机制，占重要因素的是脊柱负载及椎体生长的不平衡。
Villemure 等[3]通过三维有限元模型对脊柱侧弯进展的情况进行了模拟，为进一步研究脊柱侧弯创造了条件。
Aronsson 等[4]利用小牛脊柱进行生物力学实验，证明通过不同方向对脊柱进行特发性脊柱侧弯的生物力学研究进展侯翰涛综述，王文军审校（南华大学附属第一医院脊柱外科，湖南衡阳421001）【关键词】脊柱侧凸；生物力学；矫形外科手术文章编号：1009-5519（2012）09-1364-03中图法分类号：R5文献标识码：A牵拉或压缩会影响椎体正常生长，这暗示了椎体的正常生长是影响侧弯进展的因素。
Roaf[5]早在50年代利用正常的婴儿脊柱成功构建侧弯模型，并通过生物力学实验发现造成脊柱侧弯进展的主要因素是椎体旋转力。
生物力学原理在青少年特发性脊柱侧弯中的研究进展
生物力学原理在青少年特发性脊柱侧弯中的研究进展青少年特发性脊柱侧弯病因一直是不明确的，但生物力学原理一直是许多学者不断探索的途径，而且在治疗方面也主要针对生物力学方面研究治疗方案，本文主要对生物力学对青少年特发性脊柱侧弯原理的研究进行了总结分析。
劳顿和迪克森[1]说他们用兔子的实验支持Roaf的假设。
研究人员在一组兔子中形成了纯冠状面畸形，在第二组兔子中发生了纯矢状面畸形，在第三组中发生了矢状面和额状面畸形。
他们的研究结果表明，渐进性实验性脊柱侧凸仅在那些同时具有矢状（脊柱前凸）和冠状面畸形的动物中发展。
没有纯粹单平面畸形的兔子发展为进行性脊柱侧凸。
他们还指出，当患有双平面畸形的兔子在成熟前释放畸形时，畸形会自发消退。
研究者支持这样的观点，即脊柱的前部结构比后部结构生长得更快，导致正常脊柱后凸的丧失和椎体（前部元件）向外侧向屈曲。
作者还指出，在许多外科手术过程中单独校正冠状面畸形并不能纠正正常脊柱后凸的丧失。
Ohlen的人类受试者的工作支持Lawton和Dickson的工作，当时证明了脊柱侧凸的胸椎后凸畸形比正常情况少。
通过使用向前弯曲测试并从侧面观察受试者，Weiss和Lauf 研究了2岁，4岁和5岁儿童受损前屈（IFF）的患病率。
他们将IFF描述为下胸段的一个区域，其中胸椎的脊柱被短的椎骨段中断，该椎骨段看起来是直的并且不能主动或被动地向前弯曲。
1).Weiss和Lauf发现IFF在2中不太常见年龄（7.9％）比4岁和5岁（分别为78.9％和70.8％），并假设其原因是从爬行到直立姿势的过渡。
在686名健康的9-10岁儿童中研究了IFF，27％在随访一年内继续发展为特发性脊柱侧凸。
对于大多数儿童来说，受屈的前屈可能会解决，因为他们适应直立行走。
然而，对于那些IFF无法解决的人，或那些发展多个IFF片段的人来说，它可能是造成脊柱不稳定的一个因素导致生长期间的旋转和侧向偏离。
萨默维尔首先将胸椎特发性脊柱侧凸描述为脊柱前凸，轴向旋转和侧屈的组合，并且提示脊柱前凸是由于脊柱节段的后部元件的生长失败引起的。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
特发性脊柱侧弯的生物力学研究进展
侯翰涛
【期刊名称】《现代医药卫生》
【年(卷),期】2012(28)9
【摘要】脊柱侧弯是脊柱的一个或多个节段在冠状面上偏离中线的侧弯、矢状面上的前弯或脊椎体在纵轴上的旋转，是最常见的脊柱三维畸形_l】。
脊柱侧弯是躯干的畸形，以脊柱的侧向偏移和轴位旋转为特征。
许多特发性脊柱侧弯患者存在肋骨的变形以及矢状面上胸椎生理后弯的减少。
少数特发性脊柱侧弯患者表现为主弯与次弯交界区的后弯畸形。
由于其病理解剖特点复杂．导致脊柱在出现侧弯后和矫正手术后的生物力学变化较正常生理曲度的脊柱复杂得多，本文就目前国内外在脊柱侧弯生物力学方面的研究综述如下。
【总页数】3页(P1364-1366)
【作者】侯翰涛
【作者单位】南华大学附属第一医院脊柱外科,湖南衡阳421001
【正文语种】中文
【中图分类】R5
【相关文献】
1.生物力学评估在矫形器治疗青少年特发性脊柱侧弯的应用 [J], 郑倩;苏强;张勇;关云飞;谢凌锋;许涛
2.可视化角膜生物力学分析仪评估角膜生物力学特性的研究进展 [J], 田磊;黄一飞
3.可视化角膜生物力学分析仪评估角膜生物力学特性的研究进展 [J], 田磊;黄一飞;
4.青少年特发性脊柱侧弯患者足部姿势和步态特征的3D形态分析及生物力学评价[J], 朱飞龙;张明;吴宇;王斌;郭晓琦;曹建刚;朱茜;陈伟
5.青少年特发性脊柱侧弯患者足部姿势和步态特征的3D形态分析及生物力学评价[J], 朱飞龙;张明;吴宇;王斌;郭晓琦;曹建刚;朱茜;陈伟
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。