女子举重运动员腰骶关节结构力学及其稳定性的研究

摘要

研究目的:通过脊柱形态测量，分析长期冲击应力对女子举重运动员脊柱稳定性的影响。建立腰骶关节有限元模型，施加冲击载荷，分析单次冲击应力对腰骶关节结构力学的影响。
　　研究方法:通过Formtric4D脊柱云纹照相仪对4名女子举重运动员和8名普通女大学生进行脊柱形态测量以及静态稳定性测试，比较差异。通过CT双螺旋技术，对一名女子举重运动员腰骶关节进行薄层扫描，导入Mimics、SolidWorks软件建模，并通过ABAQUS模拟抓举训练中负荷大小施加冲击载荷，分析单次冲击应力对腰骶关节结构力学的影响。
　　研究结果:
　　(1)举重运动员躯干长度略低于大学生，但无显著差异(P＞0.05，腰曲最凸点到颈7的距离较长，表明女子举重运动员腰曲最凸点略低于大学生，但未达到统计学差异(P＞0.05)。
　　(2)女举重运动员胸曲与腰曲无显著差异(P=0.14)，与大学生胸曲角度无显著差异(P＞0.05)，但两者的腰曲曲度有显著差异(P＜0.05)，腰曲顶点到铅垂线距离有显著差异(P＜0.01)，运动员腰部长期紧张，抓举时杠铃的冲击力使得腰椎的弯曲度发生变化，易引起腰椎关节失稳，会造成椎间盘过分挤压，且在重力的作用下峡部向前剪切力过大可引起峡部裂伤。
　　(3)举重运动员脊柱矢状面和冠状面偏离位移位移存在差异(P=0.05)但在角度上无显著差异(P=0.67)，大学生脊柱在矢状面和冠状面偏离位移(P=0.52)、角度(P=0.57)均无显著差异。与大学生相比，举重运动员脊柱在冠状面偏离位移、角度均无显著差异(P＞0.05)，而在矢状面却表现出显著差异(P＜0.05)
　　(4)女子运动员骨盆每项指标的平均值均低于大学生，反映出一定的稳定优势，但是女子举重运动员与大学生在骨盆倾斜距离（左右髂后上棘的高度差）、骨盆倾斜角度（左右髂后上棘连线与水平线的夹角）、骨盆扭转角度（左右髂后上棘与铅垂线角度）、骨盆旋转角度无显著差异(P＞0.05)。
　　研究结论:
　　(1)举重不影响女子身高的发育，女子举重运动员腰椎的生理弯曲变小。举重训练中长期的冲击应力对腰椎造成了损坏，破坏了腰部的自然生理弯曲。
　　(2)举重运动员矢状面稳定性相对较差，更容易前后晃动，这与举重训练中反复的屈曲动作有关，长期的负重屈伸运动对腰椎、骶骨以及相间的椎间盘压力较大，造成脊柱不稳，易诱发损伤。
　　(3)单次冲击应力使得第五腰椎棘突产生最大位移，位移量约2.2mm，腰椎的整体位移都显略大，但腰椎整体应力比较均匀，最大应力约为5MPa，说明腰骶关节在单次抓举训练该载荷下并不会发生损伤，椎骨的位移量主要是由椎间盘的变形引起的。在冲击应力作用下椎间盘组织被压出部分最外缘出现一条应力普遍偏大的狭长边带，说明外力作用会最先导致该处破损，需要尤为注意。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 选题依据

1．2 研究目的意义

1．3 文献综述

1．3．1 腰骶关节的结构特征

1．3．2 有限元建模

1．3．3 举重运动员腰骶关节结构力学的研究

1．3．4 腰骶关节稳定性

1．3．5 脊柱形态测试

2 研究对象与方法

2．1 研究对象

2．2 研究方法

2．2．1 文献资料法

2．2．2 专家访谈法

2．2．3 实验法

2．2．4 数理统计法

3 实验结果与数据分析

3．1 长期应力对脊柱形态的影响

3．1．1 长期应力对脊柱长度的影响

3．1．2 长期应力对生理曲度的影响

3．1．3 长期应力对脊柱偏离的影响

3．1．4 长期应力对骨盆的影响

3．2 冲击应力对腰骶关节结构力学的影响

3．2．1 腰骶关节三维有限元模型的建立

3．2．2 腰骶关节三维有限元模型建立的生物力学分析

4 结论

参考文献

致谢