利用头颈有限元模型研究散打运动中颈椎韧带损伤的风险

被引：6

作者：

柳茵 ^{[1
]}

李娜 ^{[1
]}

熊玮 ^{[2
]}

魏巍 ^{[3
]}

叶斌 ^{[1
]}

王维 ^{[1
]}

机构：

[1] 中南大学湘雅三医院放射科

[2] 湖南师范大学体育教育系

[3] Laboratory of Biomechanics and Application,MRT IFSTTAR-Aix-Marseille University

来源：

医用生物力学 | 2017年 / 32卷 / 01期

关键词：

有限元分析; 颈椎; 散打; 韧带;

D O I：

10.16156/j.1004-7220.2017.01.007

中图分类号：

R686.5 [韧带疾病];

学科分类号：

100220 [骨科学];

摘要：

目的研究颈椎有限元模型在预测散打中颈椎韧带损伤风险的作用,比较摆拳及直拳击打后颈椎韧带受力的差异。方法基于CT图像利用图像处理软件Mimics进行头颈骨骼部分的三维重建,并导入Hyper Mesh建立一个有效的头颈有限元模型,在对该模型的力矩-运动范围及击打后头部加速度进行验证后,比较不同击打力量(2.60、3.30、4.35 kN)下直拳及摆拳击打对颈椎韧带受力大小、分布的差异。结果所建颈部有限元模型具有良好的生物有效性,其预测的受击打后头部线性加速度及旋转加速度与参考文献相符。在摆拳模拟中,韧带最大受力部位位于环枕韧带,当击打力从2.60 kN增加至4.35 kN时,摆拳击打后韧带受力最大值分别为207、265、263 N;而在直拳击打后韧带受力最大部位位于环枢韧带,其受力最大值分别为96.8、91.4、101.4 N。在同样的击打力量下,摆拳所致的颈椎韧带受力较直拳更大。结论与直拳相比,散打摆拳更容易引起颈椎韧带损伤;头颈有限元模型可用于散打所致颈部损伤的生物力学机制研究,为散打的训练及损伤预防提供更精确的参考。

引用

页码：38 / 45

页数：8

共 22 条

[1]

Impact 'fingerprints' and preliminary implications for an 'intelligent mouthguard' head impact dosimeter [J].

Bartsch A. ;

Benzel E. ;

Miele V. ;

Morr D. ;

Prakash V. .

Sports Engineering, 2012, 15 (02) :93-109

[2]

Cervical spine response in frontal crash [J].

Panzer, Matthew B. ;

Fice, Jason B. ;

Cronin, Duane S. .

MEDICAL ENGINEERING & PHYSICS, 2011, 33 (09) :1147-1159

[3]

Biomechanical comparison between fusion of two vertebrae and implantation of an artificial intervertebral disc.[J].Guilhem Denozière;David N. Ku.Journal of Biomechanics.2005, 4

[4]

Uncinate processes and Luschka joints influence the biomechanics of the cervical spine: Quantification using a finite element model of the C5‐C6 segment.[J].John D. Clausen;Vijay K. Goel;Vincent C. Traynelis;Jeffrey Scifert.J. Orthop. Res..2005, 3

[5]

Radial tensile properties of the lumbar annulus fibrosus are site and degeneration dependent.[J].Yoshi Fujita;Neil A. Duncan;Jeffrey C. Lotz.J. Orthop. Res..2005, 6

[6]

Single lamellar mechanics of the human lumbar anulus fibrosus [J].

Holzapfel, GA ;

Schulze-Bauer, CAJ ;

Feigl, G ;

Regitnig, P .

BIOMECHANICS AND MODELING IN MECHANOBIOLOGY, 2005, 3 (03) :125-140

[7]

Finite element analysis of moment-rotation relationships for human cervical spine.[J].Qing Hang Zhang;Ee Chon Teo;Hong Wan Ng;Vee Sin Lee.Journal of Biomechanics.2004, 1

[8]

Theoretical model and experimental results for the nonlinear elastic behavior of human annulus fibrosus [J].

Wagner, DR ;

Lotz, JC .

JOURNAL OF ORTHOPAEDIC RESEARCH, 2004, 22 (04) :901-909

[9]

Tensile yield in compact bone is determined by strain; post-yield behaviour by mineral content.[J].John D. Currey.Journal of Biomechanics.2003, 4

[10]

Cervical spine curvature during simulated whiplash.[J].Manohar M. Panjabi;Adam M. Pearson;Shigeki Ito;Paul C. Ivancic;Jaw-Lin Wang.Clinical Biomechanics.2003, 1

← 1 2 3 →