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摘要
目的：通过建立全脊柱模型，观察在不同姿势和不同载荷作用于人体脊柱时脊柱稳定性的变化，向背包者建议较为合适背包姿势和负重。方法：针对人体脊柱骨骼和韧带系统开展了以人体脊柱CT扫描图像为基础的准确几何模型三维重建，并基于几何模型划分了有限元网格，采用有限元分析法对其开展了研究工作，观测了不同载荷作用于人体时全脊柱模型椎体间位移变化特点。结果：采用有限元分析法构建全脊柱模型并选取4种负荷（以体重的10%(10%BW)为单位增加）对全脊柱模型进行稳定性研究，结果显示：T7,T12,L3三组的位移在负荷为10%BW较小，均小于3mm；负荷加到20%BW时，T7、T12组大于3mm，但尚未达到3.5mm，而L3组为2.7mm；负荷高达30%BW后，T12位移稍大于3.5mm,T7组位移已达3.695mm，超出稳定位移界限0.195mm，仅L3处位移最大值2.767mm，低于稳定位移值。载荷达到40%BW后，T7和T12位移远远大于稳定位移临界值，分别达到4.113和3.898mm，但L3组位移仅为3.047mm，依然在稳定位移值范围内。结论：全脊柱模型验证表明，该研究构建人体全脊柱模型构建成功，并通过人体全脊柱有限元分析得出结论：背包负荷在10%BW-20%BW下，L3、T12、T7这3个位置的脊柱均处于平稳状态；当背包负荷达到30%BW时，只有L3的位置脊柱处于稳定状态；40%BW的负荷下也依然仅L3符合正常位移标准，这表明当载荷大于30%BW时，将L3处定为载荷放置的位置最为合理，这样可最大程度控制脊柱位移范围，以降低人体脊柱损伤。
- 出版日期2023
- 单位哈尔滨体育学院; 黑龙江中医药大学
