脊柱侧弯与不稳定结构(二)

沈跃新医生 发布于2024-03-18 11:56 阅读量2581

本文由沈跃新原创

青少年特发性脊柱侧弯的病因不清楚,导致在治疗上出现许多误区,故有必要对其进行深入的剖析,下面我们从生物力学、材料力学、结构力学的角度来分析脊柱侧弯的特征。

弹性模量

• 弹性模量(Elastic Modulus),也叫杨氏模量(Young's Modulus),弹性模量是指在外力作用下,材料产生弹性变形时单位应力和单位应变之间的比值,是衡量材料抵抗变形的能力的重要参数。弹性模量越大,材料的抗弯性、抗拉性和抗压性越好,即材料越硬;反之,弹性模量越小,材料的柔韧性越好,即材料越软。

• 弯曲强度是指材料在弯曲或扭转时抵抗破坏的能力。

脊柱强度与弹性模量

• 根据弹性模量理论,脊柱的抗弯强度(抗形变能力),与脊柱本身的强度关联。

• 从生理或生物力学角度分析:脊柱的本身强度与含钙量、维生素D3、钙调素(钙调蛋白)、 (骨骼与肌肉的)蛋白质等因素相关。


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补钙增加脊柱强度

脊柱侧弯从力学角度来说,与脊柱的强度有关,脊柱的强度不能孤立的看成为椎体的强度,脊柱周边与脊柱强度密切相关的结构,肌肉,稳定脊柱的肌肉应该受到密切的重视。与脊柱和肌肉强壮关联的因素,除运动训练外还和下列因素有关

• 补钙:根据中国居民膳食指南,各年龄段均需注意补钙。

• 晒太阳:通过太阳照射皮肤获得的维生素D,其活性比口服的维生素D好。

• 户外运动:户外运动除了可以接受阳谷照射外,运动本身也是促进骨骼肌肉强壮的必备因素。

• 补充优质蛋白质:青少年生长发育,强壮身体,离不开补充优质蛋白质。


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斜拉索的作用

在结构力学中,如图,细而长的立柱(单塔),要强化其稳定性,常借助两侧的斜拉索。斜拉索的作用在于:

• 1. 支撑作用:斜拉索的主要作用是在建筑中承担支撑的作用。比如,在建筑的大跨度结构中,常常使用斜拉索来增强支撑能力,使整个建筑更加稳定。

• 2. 固定作用:斜拉索的固定作用主要是通过将建筑各部分结构件相互勾连起来,从而使建筑结构牢固稳定。

• 3. 加固作用:斜拉索可以在桥梁、高塔等领域中发挥加固稳定的作用。


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脊柱的稳定性很大程度依赖两侧的肌肉

• 脊柱两侧的肌肉几乎都是斜拉索

• 单塔双索结构


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肌肉与脊柱不稳

• 脊柱的韧带肌肉承担脊柱大部分张力性载荷,其粘弹性又保证其活动在生理限度之内,既允许充分的活动又能保持姿位,并可产生“预应力”以维持脊柱稳定。

• 肌肉是保持姿位的必要条件,脊柱之所以能承担较大的载荷,主要是靠躯干的肌肉。当肌力不平衡、肌肉劳损或因瘫痪而丧失肌力时,即可引起脊柱不稳。而相当一部分病人虽有椎体间异常活动而无症状,可能是由于肌肉的代偿作用所致。上述任何环节遭到破坏均可引起脊柱的不稳定。

相关疾病的病因病理

 颈椎病和腰椎间盘突出症发病的基础是椎间盘的退行性变。

 但退变的始发病因还是脊柱不稳,由不稳导致易疲劳或劳损,由损伤或劳损导致不稳,形成恶性循环。


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