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摘要
背景：韧带是维持腰椎稳定的重要结构，由于产生的机械应力这些结构容易退化，而对于韧带损伤的研究较少。目的：基于三维有限元模型模拟韧带损伤，确定各个韧带在运动状态下的活动度及应力方面的作用，系统探讨韧带受损对腰椎稳定性的影响和生物力学意义。方法：建立腰椎L4-L5有限元模型，约束L5下表面所有自由度，施加5 N·m力矩模拟腰椎的各个运动状态，通过改变韧带弹性模量模拟韧带渐进式受损。结果与结论：(1)大部分韧带损伤伸展活动度都出现了明显的增大；相比之下侧弯活动度无明显变化。(2)关节囊韧带受损后前屈、后伸和侧弯的活动度明显增大；前纵韧带受损后伸展活动度明显增大；横突韧带损伤导致侧弯活动度明显增大。(3)单韧带损伤后，伸展时活动度变化最为显著；单韧带受损后剩余韧带应力增大，尤其是关节囊韧带；整体来看棘间韧带和黄韧带应力变化最不明显；韧带应力在侧弯状态下变化最小，而扭转状态下变化最大。(4)韧带受损并未导致椎间盘压力发生重大变化，提示韧带损伤导致腰椎活动度增大，影响腰椎稳定性。(5)关节囊韧带稳定前屈、后伸和侧弯；前纵韧带稳定后伸；横突韧带稳定侧弯。(6)后伸运动对韧带损伤敏感，可通过后伸运动检查韧带病理变化。(7)单韧带损伤后剩余韧带给予应力补偿以维持腰椎稳定性。(8)棘间韧带和黄韧带损伤对周围韧带影响最小，关节囊韧带损伤对周围韧带影响最大。(9)韧带损伤对侧弯运动下的剩余韧带应力影响最小，而对扭转运动下的韧带应力影响最大，韧带损伤患者应避免扭转运动；韧带损伤不影响椎间盘压力。
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