1、第五节 脊柱侧弯Scoliosis的实用生物力学1.正常弯曲稳定的胸段脊柱 一、结构分析2.关节面脊椎运动的主要原因可能是在于关节连接的形状和位置，正是由于这些关节面的位置和定向作用影响着脊椎 的力学性能。胸椎：正常关节面是几乎接近于平滑面并向后延展的略微向侧面和向上倾斜；不正常关节面则向前、缓慢地向下、向中部倾斜。棘间韧带与脊椎竖立肌的肌腱与脊柱侧弯相关性不大；黄韧带与脊柱侧弯有关，黄韧带及关节面限制着正常胸椎绕轴间的旋转。3.韧带 二、正常的运动后体：后体结构的移动增大了绕脊柱的转动；限制脊柱的绕轴转动。螺旋轴：螺旋运动是一种沿螺旋轴的轴向移动与绕该轴的转动的叠加，轴的方向一致。黄韧带横断
2、面及关节囊的松驰，有益于阻止侧弯导致的脊柱转动。对于侧弯的脊柱，它们的放松很可能便于校正不正常的轴向转动。三、脊柱侧弯的生物力学定义形态定义：相对于脊柱正常中心线明显的侧向弯曲。力学定义：脊椎骨之间或之内不正常的变形，既在正面有过多的弯曲，又在不当的方向上绕竖直轴的转动太大。表现：椎板及椎体不对称棘突发生弯曲且不在中线上一侧椎弓宽而另一侧椎弓窄，中间的横突不对称绕轴转动方向不正常额面过度弯曲椎骨变形椎骨之间的相对位置不正常1.生物力学的分类2.实验研究手术原因切除肋骨靠背侧的一端切除单侧椎板切除肋与横突间背侧的韧带对骨增生面的压力，会抑制其生长，减压则加速其生长。切除或单侧刺激引起骨增生面的变
3、化85-90%病因不明四、治疗中的生物力学条件刚硬，包括脊椎的变形、骨的结构被破坏或发生变形、弯曲的韧带失去弹性等。功能性弯曲由于重力作用于松驰的韧带与肌肉之上引起的变向功能性弯曲。结构性弯曲可通过肌肉锻炼来矫正。不能通过肌肉的力量来矫正发生转动力图使脊柱恢复正常结构。1.蠕变与驰缓 蠕变是一种变形，在对物体施加了初始力之后，即使受力不再随时间变化，变形也将随时间推移而增大。蠕变由肌肉、骨骼、韧带的弹性力学性质决定。当力加于弹性体上，产生一定的变形，随后发生受力随时间而减少的现象。蠕变应用：颅环，股骨牵引 驰缓：应用：Harrington棒临床应用后，再次手术FLL+D2.脊柱侧弯矫正时轴向力
4、与切向力比较CAB Cobb法 在正位X线相，先确定侧凸的上终椎及下终椎，在主弯上端其上、下终板线向凹侧倾斜度最大者为上终椎，主弯下端者为下终椎。在上终椎椎体上缘及下终椎椎体下缘各划一平线，对此两横线各作一垂直线，这两条垂线的交角即为Cobb角，用量角器可测出其具体度数。三、脊柱侧弯的生物力学定义打石膏前将患儿置于专用的牵引支架上形态定义：相对于脊柱正常中心线明显的侧向弯曲。The young girl is recovering after such an operation.The young girl is recovering after such an operation.The y
5、oung girl is recovering after such an operation.She has a tracheostoma to permit anaesthesia with the head immobilized in this way.打石膏前将患儿置于专用的牵引支架上黄韧带与脊柱侧弯有关，黄韧带及关节面限制着正常胸椎绕轴间的旋转。36-60侧弯的患者效果最佳力学定义：脊椎骨之间或之内不正常的变形，既在正面有过多的弯曲，又在不当的方向上绕竖直轴的转动太大。刚硬，包括脊椎的变形、骨的结构被破坏或发生变形、弯曲的韧带失去弹性等。由于重力作用于松驰的韧带与肌肉之上引起的变向
6、功能性弯曲。This relieves the vulnerable cervical spine from part of the full extensive force applied between halo and pelvic apparatus.黄韧带与脊柱侧弯有关，黄韧带及关节面限制着正常胸椎绕轴间的旋转。DFFCAB FFLLCBFLFMa)sin()sin(LDFLMa变形越大，D值就越大，Mt值越大，矫正效果就越好（1）Harrington Rod原理图Harrington RodCABF/2F/2LLCBF/2LF/2Mt)cos()cos(2LDLFMtDFFFFF/
7、2F/2（2）Milwaukee Brace原理图变形越小，D值就越大，Mt值越大，矫正效果就越好，所以只适合变形轻微的脊柱侧弯的矫正Milwaukee braceCABF/2F/2LLCBF/2LF/2McFFFF（3）组合加载的效果分析）组合加载的效果分析30F)sin(87.0)cos(2FLLFMt相对矫正弯矩M/FL110014053组合加载轴向加载径向加载变形角（度）（4）三种加载效果比较）三种加载效果比较矫正弯矩=M/FLTL（5）Connock 法法适于轴向旋转的脊柱侧弯异常 五、不同治疗方法中的生物力学问题 肌肉的力量在矫正侧弯时并无明显的力学价值。为了获得稳定的粘弹性结构，
8、需要施加力来形成粘弹性的蠕变，使肌肉随意伸缩，并长时间的施力于脊椎。1.体操 植入电极的方法，可以刺激肌肉收缩，矫正侧弯 强有力而且编制过的特殊体操，定期操作，可能对矫正侧有帮助2.Milwaukee支具Milwaukee brase原图 :/Milwaukee brase治疗图 卧床可以减少重力的影响，是Milwaukee支具的最有效矫正法之一 联合使用牵引及推挤力，可以随着病人的生长和弯曲的矫正而随时加以调整。按照患者的意愿靠自己肌肉的活动来矫形，在支具下可以完成活动体操，患有意识的动作（做体操）或无意识的动作（矫正垫、腑下吊环、喉部及枕骨等部分偶然的运动），都钭产生矫正力。瘫痪或不能主动
9、地矫形和内在力不大的病人，Milwaukee支具无效 36-60侧弯的患者效果最佳 超过60的侧变或伴随严重旋转的侧弯，Milwaukee支具效果不佳，甚至加重旋转变形 Milwaukee brase的特点变形越大，D值就越大，Mt值越大，矫正效果就越好打石膏前将患儿置于专用的牵引支架上对骨增生面的压力，会抑制其生长，减压则加速其生长。后体：后体结构的移动增大了绕脊柱的转动；The young girl is recovering after such an operation.After the initial lengthening is done,an operation can be
10、performed with the patient still in the device.Milwaukee brase的特点This relieves the vulnerable cervical spine from part of the full extensive force applied between halo and pelvic apparatus.由于重力作用于松驰的韧带与肌肉之上引起的变向功能性弯曲。打石膏前将患儿置于专用的牵引支架上一侧椎弓宽而另一侧椎弓窄，中间的横突不对称力学定义：脊椎骨之间或之内不正常的变形，既在正面有过多的弯曲，又在不当的方向上绕竖直轴的转
11、动太大。The young girl is recovering after such an operation.采用石膏夹克治疗婴儿型脊柱侧弯各种侧弯均有效，尤其对顽固性倾斜的骨盆有拉直作用。黄韧带横断面及关节囊的松驰，有益于阻止侧弯导致的脊柱转动。对象：严重弯曲和轻度弯曲均有效果。The young girl is recovering after such an operation.3.局部矫正石膏背心对象：严重弯曲和轻度弯曲均有效果。机理：局部推压垫片提供侧向或环形的载荷，同时结合头部的牵引。打石膏前将患儿置于专用的牵引支架上 采用石膏夹克治疗婴儿型脊柱侧弯 4.牵引(Halo Tra
12、ction)：与骨盆环或股骨固定钉合用。In this unusual arrangement,wire hooks are attached to the upper thoracic spine and connected to the halo.This relieves the vulnerable cervical spine from part of the full extensive force applied between halo and pelvic apparatus.各种侧弯均有效，尤其对顽固性倾斜的骨盆有拉直作用。For the most extreme curv
13、es,pins are bored directly into the pelvis.A pelvic ring is connected to the halo with four heavy bars that can be individually extended with turnbuckles.This“halo-hoop”arrangement allows the largest acceptable distraction force without undue discomfort for the patient.It is also possible to correct
14、 pelvic tilt and rotation with this apparatus.After the initial lengthening is done,an operation can be performed with the patient still in the device.The young girl is recovering after such an operation.She has a tracheostoma to permit anaesthesia with the head immobilized in this way.5.Harrington 棒能够矫正大部分畸形
