髂腰韧带对腰骶与骶髂复合体关节运动学影响的实验研究

摘要

背景：人体腰骶部存在两大复合体结构：腰骶复合体(LumbarosacralComplexes)和骶髂复合体(Sacroilia.Complexes)。在关节运动学方面，腰骶复合体中的L4-L5、L5-S1椎间关节存在6个自由度，骶髂复合体中的骶髂关节仅有2个自由度，这种关节运动自由度的过渡构成腰骶区的运动学特征。以往的实验研究，或独立研究腰骶复合体，或独立研究骶髂复合体，缺乏对两者之间内在联系的详尽研究。在解剖学特征方面，髂腰韧带是联系者两大复合体之间的主要韧带结构，结合已往对髂腰韧带抗L5椎体滑脱的研究结果，推测腰骶复合体与骶髂复合体之间可能存在着运动学的耦合，并且髂腰韧带对两者之间的运动耦合具有一定的影响。
　　 目的：测量腰骶与骶髂复合体中关节的活动度，分析腰骶与骶髂复合体间的关节运动学耦合特点，评价髂腰韧带对腰骶及骶髂复合体间的关节运动学特征的影响，揭示腰骶部两大复合体结构间的生物力学特征，并从生物力学角度初步提出“腰骶髂复合体”的概念，以期为临床研究腰骶部的损伤与功能的重建提供理论依据。
　　 方法：
　　 1)髂腰韧带完整时腰骶与骶髂复合体关节运动学的研究
　　 通过对6具新鲜尸体标本进行生物力学试验，获得腰骶复合体关节(L4-L5、L5-S1)的矢状面中性区、矢状面屈伸活动度、冠状面中性区、冠状面侧弯活动度、水平面中性区、水平面旋转活动度；骶髂关节矢状面屈曲活动度，得出下腰部关节运动的运动学特征。
　　 2)切除髂腰韧带后腰骶及骶髂复合体关节运动学的改变
　　 切除髂腰韧带后，测得腰骶复合体关节(L4-L5、L5-S1)的矢状面中性区、矢状面屈伸活动度、冠状面中性区、冠状面侧弯活动度、水平面中性区、水平面旋转活动度改变；骶髂关节矢状面屈曲活动度改变；得出髂腰韧带对腰骶复合体关节、骶髂关节活动度的影响。
　　 3)髂腰韧带对腰骶与骶髂复合体关节运动学耦合作用的研究
　　 6具新鲜尸体标本进行逐级加载，分别测量在髂腰韧带完整、单侧切除、双侧切除三种工况下的腰骶复合体关节(L4-L5、L5-S1)和骶髂关节活动度的改变值，利用统计学“多重线性回归”方法，分析三者之间是否存在相关性，得出回归方程，探讨髂腰韧带对下腰骶部关节活动模式的影响。
　　 结果：
　　 1)矢状面活动度、冠状面活动度、水平面活动度L4-L5运动节段约为17.2(NZ2.3)°、6.0(N.0.6)°、4.6(N.1.4)°，L5-S1运动节段约为11.4(N.1.9)°、4.4(N.0.4)°、6.4(N.1.1)°。骶髂关节屈曲活动度为2.6°、背伸1.3°。
　　 2)切除髂腰韧带后，L4-L5运动节段左右侧弯活动度明显增加，由切除前的均值5.4°增至6.2°(P<0.01)；同时，水平旋转中性区增大(1.4°增加至2.0°，P<0.01)，左右旋转亦有增加(平均增大0.7°，P<0.01)；L5-S1运动节段则为矢状面中性区的增加(1.9°增至2.2°，P<0.01)、冠状面中性区增大0.5°(P<0.01)、左右侧弯平均增加0.5°(P<0.01)；髂髂关节矢状面屈曲活动度增加，由2.6±0.2增至3.0±0.3(°)(P＝0.001)，背伸活动度由1.3±0.3增至1.7+0.2(°.(P＝0.021)。
　　 3.L4-L5、L5-S1、骶髂关节之间存在耦合运动。髂腰韧带完整时回归方程为Y=-0.033+0.275X1(F＝344.678，P<0.01，R2=0.990)；切除单侧髂腰韧带时回归方程为Y=0.102+0.399X2(F=800.158，P<0.01，R2=0.996)；切除双侧髂腰韧带后回归方程为Y=0.144+-0.287X2(F=932.921，P<0.01，R2=0.993)，其中变量X1为L4-L5运动节段活动改变值，变量X2为L5-S1运动节段活动改变值，变量Y为骶髂关节活动改变值。
　　 结论：
　　 1)髂腰韧带完整时，矢状面的屈伸活动度及冠状面的侧弯活动度L4-L5节段大于L5-S1节段，而水平面的旋转活动度L4-L5节段小于L5-S1节段；矢状面的中性活动度及冠状面的中性活动度L4-L5节段大于L5-S1节段，而水平面的中性活动度L4-L5节段小于L5-S1节段。骶髂关节存在微运动，矢状面活动度均值为3.9°。
　　 2)髂腰韧带具有明显限制L4-L5、L5-S1、骶髂关节运动的作用，主要表现为限制L4-L5节段的侧弯及旋转运动；对L5-S1节段，主要限制侧弯运动，旋转运动未受明显影响。髂腰韧带对骶髂关节运动具有限制作用，切除髂腰韧带骶髂关节活动度增加0.80°。
　　 3)下腰部L4-L5、L5-S1、骶髂关节彼此间存在运动耦合，髂腰韧带在限制下腰部关节运动的同时也对3个关节间的运动耦合模式(Couplin.Pattern)存在影响：髂腰韧带完整时，这种耦合运动模式主要存在于L4-L5与骶髂关节间，L5-S1运动节段处于“屏蔽”状态，避免不协调运动产生应力集中现象，有利于保护L5-S1椎间盘，防止退变；当髂腰韧带单侧切除或双侧切除后，下腰部关节运动的耦合模式主要为L5-S1与骶髂关节之间，邻近L5椎体之上的L4-L5运动节段缺乏关节之间的耦合运动，容易产生不协调的运动，从而引起频繁的应力集中，加速椎间盘退变的发生与发展。
　　 4)下腰部结构存在特殊的生物力学特点，从生物力学角度可初步提出“腰骶髂复合体”的概念，但仍需进一步的临床研究支持。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 引言

1.1 概述

1.2 选题背景

1.3 研究思路与内容

1.3.1 髂腰韧带对腰骶与骶髂复合体关节运动学影响的实验研究

1.3.2 髂腰韧带对腰骶与骶髂复合体关节运动学耦合的研究

1.4 研究意义

第2章 髂腰韧带对复合体关节运动学影响的实验研究

2.1 实验理论基础和原理

2.1.1 腰椎运动学特点

2.1.2骶髂关节运动学特点

2.1.3 脊柱运动节段活动度的测量原理

2.1.4 测量方法及理论依据

2.2 实验材料

2.2.1 实验标本及前期处理

2.2.2 实验标本固定、加载及测量装置

2.3 实验方法和具体步骤

2.3.1 实验标本准备

2.3.2 标记点的确定

2.3.3 实验标本固定

2.3.4 三维坐标系的确定和三维数字化坐标仪的调校

2.3.5 实验标本的负荷加载过程

2.3.6数据采集和处理

2.4 实验结果

2.4.1 髂腰韧带完整时腰骶与骶髂复合体关节活动度

2.4.2 切除髂腰韧带后腰骶与骶髂复合体关节活动度

2.5 讨论

2.5.1 腰骶复合体与骶髂复合体关节运动范围

2.5.2 髂腰韧带对腰骶与骶髂复合体关节活动度的影响

2.6 小结

第3章 髂腰韧带对复合体关节运动耦合性的分析

3.1 理论基础和原理

3.2 分析数据

3.3 分析方法的具体步骤

3.4分析结果

3.4.1 髂腰韧带完整时腰骶与骶髂复合体关节的耦合性运动

3.4.2 髂腰韧带单侧切除后腰骶与骶髂复合体关节的耦合性运动

3.4.3 骼腰韧带双侧切除后腰骶与骶髂复合体关节的耦合性运动

3.5 讨论

3.6 小结

第4章 结论与展望

4.1 结论

4.2 不足和展望

5.2.1 本实验存在的不足

5.2.2 本实验的进一步延续

致谢

参考文献

附录 综述 后方动态稳定在腰椎退行性病变中的应用

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果