脊柱生物力学的基本概念十篇

脊柱生物力学的基本概念篇1

1. 内蒙古医科大学，内蒙古呼和浩特 010110；2.内蒙古医科大学第二附属医院脊柱外科，内蒙古呼和浩特 010059

[摘要] 三维有限元分析法是研究脊柱生物力学的重要手段之一。随着三维有限元分析软件技术的日趋成熟和对脊柱生物力学的认识不断加深，为相关学者对治疗脊柱相关疾病过程中的应力分析影响研究提供了有利条件，并日益受到医学界的重视。本文从有限元法概念及原理、构建脊柱有限元模型的作用、有限元在脊柱畸形研究中的应用及其医学应用前景等方面综述了近年来的一些研究进展。

[关键词] 有限元法；生物力学；脊柱

[中图分类号] R682.3 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2014）03（a）-0166-03

Finite element analysis of progress in application of ankylosing spondylitis kyphosis deformity

ZHU Lei1 HUO Hongjun2

1.Inner Mongolia Medical University， Inner Mongolia Autonomous Region， Hohhot 010110， China； 2.Department of Spinal Surgery， the Second Affiliated Hospital of Inner Mongolia Medical University， Inner Mongolia Autonomous Region， Huhhot 010059， China

[Abstract] The three-dimensional finite element method is one of the most important methods in the study of spine biomechanics. With the maturing application of the three-dimensional finite element analysis software and further studies on spine biomechanics， it is creating favorable conditions for scholars on stress analysis influence research in spine-related disease treatment， and it is increasingly regarded in medical field. This article shows the concept and principle of finite element method， function of construction of spinal finite element model， application of finite element method in spine deformity， potential medical applications and so on.

[Key words] Finite element method； Biomechanics； Spine

强直性脊柱炎后凸畸形是强直性脊柱炎并发脊柱畸形的晚期的常见表现，其在生活中主要表现在是使患者难以保持人体的重心，两眼看地，难以向前平视，给站立和行走造成了很大功能障碍，使患者的生活质量严重下降，而治疗这类患者的有效手段就是截骨矫形术[1]。有限元法的基本方法是把独立的集合体离散化，简单的说，就是把一个由无限个单元组成的连续体进行划分，使其成为有限的具有力学特性的简单单元，用简化后的已知单元来近似原有的连续体，然后进行解析。其过程有三个基本阶段：有限元模型的建立（即前处理）、有限元解算、结果处理和评定（即后处理）[2]。通过有这种方法能够进行数字重建并在该基础上进行手术过程的模拟，使术者对整个手术过程有更加全面的了解，对术可能出现的问题及应注意的事项作全面的分析，对手术的方案具有指导意义[3]。

1 有限元法概念及原理

建立一个等价的模型使其替换原有的真实结构，此模型是由无数个分散的单元（即有限元素）组成的连续体，且其中这些单元易用数学语言表达，按照一定规律保证其连续性，将它们还原成可以用线性代数描述的真实的连续结构，通过运算可以解析出所需物理量的方法即有限元法，又称为有限元素法（finite element method，FEM）。将单独的弹性体进行离散化，使其成为由有限个单元所构成的连续体，而连续合体内的各个单元只能够在有限个节点上进行交接，其中全部的节点仅具有有限个自由度，在此条件下进行解析成为可能，这就是有限元分析的方法。将微分方程的持续形式转换成数学方程组，是其在数学意义上的表达。而有限元法亦是凭借位移法的思考方式，以能量转换的原理为基础，利用矩阵代数形式进行表达的一种数值方法。有限元法对处理各种纷乱的边界条件和繁琐的几何形状非常有效，且可以有效的解决各类杂乱的材料及其属性。而如果利用计算机软件来模拟人体体内的一些情况，可以通过控制一些实验室的条件，例如有限单元、自由度等来完成。这种方法在骨科生物力学中开始逐渐应用起源于20世纪70年代，而直到20世纪90年代，随着电脑技术的不断发展升级，计算机图像处理技术和电脑软件的联系逐渐加深，从而才出现的数字医学有限元分析（DM-FEM）技术。现在有限元分析早已成为探索骨科生物力学秘密的常用方法了[4-5]。现行有限元分析的软件种类十分繁多，且基本上都是国际通用的，他们在汽车制造、模具的研发、医学等领域的有十分广泛的应用。ANSYS、MARCABAQUS、ABAQUS等各个有限元软件利弊，但它们的运算方法大多类似，基本一致。如今有限元分析早已成为独立的研究骨科生物力学的手段，且早已不是最初以观察和验证某些实验的结果为目的而应用的了。

2 有限元模型在骨科应用中的优劣分析

2.1 有限元模型的优势

首先通过有限元模型可以模拟许多实体的变化，例如强直性脊柱炎后凸畸形矫形术前与术后的对比，脊柱截骨术前后脊柱形状的改变等；其次是在生物力学方面的研究，例如椎骨与椎间盘之间的生物力学变化，对它们内在的张力和应力进行有限元分析，对于寻找出骨适应性变化的原因有重大帮助，并且这对进行实体模型的负载应力实验研究亦有重要意义，而在其他实验中无法做到这些；然后通过有限元模型可以对脊柱器械元件长短、厚度的设计、材料的选用进行分析，在新的脊柱器械仍在研发阶段时对其进行评估；再次有限元模型能对损伤及退变、结核等多种病变进行模拟；最后该模型可以模拟肌肉对脊柱力学的影响。所以这种方法在进行脊柱运动学、脊柱动力学和脊椎及椎间盘内部的生物力学变化等各种研究方面拥有很大优势。

2.2 有限元模型的局限性主要存在两个方面

第一方面，该模型的建立过分依赖标本的实验研究：首先，要建立有限元模型，需要与实验模型进行对比，而实验模型往往是从已经做过的或者文献中搜寻到的较为合适的，将两者的结果进行对比，它们的吻合度高表示该模型的有效性好，这是验证有限元模型的有效性的方法。但是建立的数学模型能够很好的表达实验结果，可当其单独的进行预测的时候，其作用有限；其次，有限元模型建立的完全取决于模型的构成，能否取得合理的数据，直接影响着模型建立的结果。而有限元模型的本身并不能直接得到数据，它取得数据的最主要渠道就是从实体标本模型中获得，例如各种骨和软组织的材料的特征数据，然而这些数据并不是完全正确的，这其中包含了许多原有的错误，且这些数据并不是都适用于数学模型，更重要的有些数据甚至根本无法取得，这是有限元模型不能够理想建立的重要原因。第二方面，有限元模型存在太多的简化和假设：首先，与实体的标本和活体的实验进行比较，数字模型的建立是由对其进行实验的人员进行自由地对其进行各种假想，选用不同的材料及属性，对实验进行相对理想的简化，更重要的是对各种繁杂成分的材料的生物力学特性作理想化的简化假设，这样能够使得模型的有效性更为重要也更加难以实现。其次，椎体的完整形态与其相邻的椎体的位置关系对预测脊柱椎体间的生物力学关系有很重大的意义，但这些数据都是在CT断层片中获取的，或是从实体标本中取得的相近值。要建立脊柱有限元模型中脊椎的几何形态，首先应将其进行简化，以相对简单的构件来进行相对真实的几何形状模拟，用这样的方式建立的几何形态并不准确。

3 有限元法在脊柱畸形研究中的应用

有限元模型的离散化是指将一个由无限个单元所组成的集合体划分成有限个的有力学特性的已知的简单单元，这是其基本原理，这也是一种全新的生物力学测试方法。利用此方法的有限元模型能够与先前的实体进行替换，按照先前实体的材料及其应该的加载的力学状态，按照其所需要的类型进行挑选，在各个单元之间通过节点进行相连，使力在节点之间传递。而用单元节点量通过选定的函数关系插值可以求得单元内部的待求量[6]。

为了对脊柱侧凸、后凸畸形矫形手术中，椎体在术前与术后中的的改变进行比较，应用数字成像技术，在脊柱畸形矫形手术中，定量分析矫形定位的椎体并对其旋转和形矫形进行量化对比，Dumas等[7]运用此方法来评估脊柱侧凸、后凸畸形的程度及观察手术效果，所以掌握脊柱相关病变的病理性变化对于确诊和制定手术方案具有重要的意义。

晚期强直性脊柱炎后凸畸形必须进行脊柱截骨矫形手术，这是治疗这类疾病的有效手段。生物力学（Biomechanics）是一种将力学原理应用在生物体生命活动规律的一门学科，它把各个单一的学科整合在一起，使其相互叠加、共同作用形成了一门的新的将力学应用于生物学的新学科[8-10]。由于不同类型柔韧性评估方法根据其力学原理的异同，在各类脊柱侧凸中，采用相同的力学加载，所得到的结果必然不同。这为在不同力学加载产生的脊柱侧凸的形状进行的柔韧性评估方法的问题探索给出了重要的根据[11]。利用生物力学的有限元方法，可以针对具体病例、具体矫形器械和矫形策略进行模拟，预测术后矫形结果，分析术中参数选择对结果的影响权重，进而指导手术规划。Lafage等[12]为了对CD系统的矫形策略进行探讨，建立了以具体病例为依据的梁单元模型，这不仅仅让人们对胸腰椎侧凸矫形的上下端椎位置改变对术后矫形结果的原因有了深入的了解，更重要的是其引入了侧凸脊柱的刚度变化这一重要概念。Rolmann等[13]在ABAQUS软件中建立了简化的胸腰椎侧凸有限元模型，以加载方式为变量，初步讨论了前路VDS系统的矫形策略。为了对支具、器械与生长调制等进行实验研究，是Aubin等[14]利用从CT断层片中取得的数据，建立起了人体胸腔和脊柱的数字模型，与实体标本中取得的数据进行比较，有较高的吻合度，从而建立起了相对完整的数字模型，并以该模型为基础模拟出相应的各种用具。而通过器械治疗胸腰椎侧凸过程，是Poulin等[15]用ADAMS软件模拟出的。模拟手术的重要目的之一是分析脊椎的安全性，Lafage等[12]依照真实的病例重建了数字模型，希望能表达出椎间软组织的弹性变形，为此还引入侧凸脊柱的刚度变化，但却将脊柱的骨性结构作为刚体来相近处理，所以根本不可能取得与脊柱生物力学相符的力学变化，这明显不能够实现。Rohlmann等[16]利用数字模型比较了前、后路内固定器械的稳定性差别，并建立了颇具代表性的腰椎模型。这些工作都还处于初级阶段，但是已经展示了有限元方法在手术规划领域的广阔应用前景。

4 三维有限元的应用前景

利用生物力学的有限元方法，可以针对具体病例、具体矫形器械和矫形策略进行模拟，预测术后矫形结果，分析术中参数选择对结果的影响权重，进而指导手术规划。有限元分析的结果取决于不同因素对其产生的影响，其中包括模型的建立，不同模型间形状和材料属性的异同，还有对其负荷加载的差异等等，但这种分析研究的方法对在脊柱生物力学方向上有着极其广泛而又深入的探索。

Rohlmann等[17]在ABAQUS软件中建立了简化的胸腰椎侧凸有限元模型，以加载方式为变量，初步讨论了前路VDS系统的矫形策略。脊柱力学特性研究的较为常用的方法是有限元法，从基本原理的角度看，其能够应用于任何的复杂结构，可在脊柱的力学特性方面，还有许多尚无法解释的难点，例如颈椎有限元模型的建立，就仍需要继续去验证。所以要用数字模型来模拟近乎真实的人体，还有很长的路要走。近年来由于计算机科技水平的持续提高，且对探索脊柱组织力学特性的需要逐渐深入，数字模型的建立将可以逐渐真实的对脊柱在各种状态下的生物力学变化进行模拟，这对临床病例上遇到的常见难题会有更加透彻的了解，从而可以给医生在生物力学方面提供更好的参考。有限元方法是脊柱生物力学研究的有效方法，由于电子科技水平的持续性提高，且在生物力学领域的的探索的逐渐深入，这不仅使有限元软件的技术水平得到了提高，还将对脊柱生物力学的探索引向更深入的层次。

[参考文献]

[1] 宋若先，张永刚.强直性脊柱炎后凸畸形矫形修复中截骨方法的进展[J].中国组织工程研究，2012，21（17）：586-587.

[2] 古成中，吴新跃.有限元网格划分及发展趋势[J].计算机科学与探索，2008，2（3）：248-259.

[3] 李景欣，瞿东滨，王博亮，等.计算机辅助设计在强直性脊柱炎后凸畸形矫形手术中的应用[J].中国临床解剖学杂，2008，26（6）：619-623.

[4] 傅征，梁铭会.数字医学概论[M].北京：人民卫生出版社，2009：72-73.

[5] 裴国献，张元智.数字骨科学[M].北京：人民卫生出版社，2009：504-505.

[6] 倪伟峰，徐建广.有限元法在脊柱结构和腰椎融合生物力学评价中的应用[J].中国组织工程研究与临床康复，2008，12（30）：5949-5952.

[7] Dumas R，Steib J P，Mitton D，et al. Three-dimensional quantitative segmental analysis of scoliosis corrected by the in situ contouring technique [J]. Spine （Phila Pa 1976），2003，28（11）：1158-1162.

[8] Kupczik K. Virtual biomechanics：basic concepts and technical aspects of finite element analysis in vertebrate morphology [J]. J Anthropol Sci，2008.86：193-198.

[9] Ross CE. Finite element analysis in vertebrate biomechanics [J]. Anat Rec A Discov Mol Cell Evol Biol.2005，283（2）：253-258.

[10] Hu Y，Zhao HY，Xu RM. Biomechanical application of finite element method in upper cervical spine [J]. Zhongguo Gu Shang，2012， 25（3）：262-266.

[11] Little JP，Adam CJ. The effect of soft tissue properties on spinal flexibility in scoliosis：biomechanical simulation of fulcrum bending [J].Spine（Phila Pa 1976），2009，34（2）：E76-82.

[12] Lafage V，Dubousset J，Lavaste F，et al. 3D finite element simulation of Cotrel-Dubousset correction [J]. Computer Aided Surg，2004，9（1-2）：17-25.

[13] Rohlmann A，Richter M，Zander L et al. Effect of different surgical strategies on screw forces after correction of scoliosis with a VDS implant [J]. Eur Spine J，2006，15（4）：457-464.

[14] Aubin CE，Petit Y，Stokes IA，et al.Biomechanical modeling of posterior instrumentation of the scoliotic spine [J]. Comput Methods Biomech Biomed Engin，2003，6（1）：27-32.

[15] Poulin F，Aubin CE，Stokes IA，et al. Biomechanical modeling of instrumentation for the scoliotic spine using flexible elements： a feasibility study [J]. Ann Chir，1998，52（8）：761-767.

[16] Rohlmann A，Zander T，Bergmann G. Comparison of the biomechanical effects of posterior and anterior spine-stabilizing implants [J]. Eur Spine J，2005，14（5）：445-453.

脊柱生物力学的基本概念篇2

1.1体育艺术

体育艺术是指体育及体育相关领域的各种各样的艺术现象和艺术化体育运动的总称。它是体育与艺术的一门交叉学科，是艺术学与体育学两门学科的有机融合、深化，从而提升的新的学科层次，是体育和艺术学科的重要组成部分;狭义的“体育艺术”的概念是：一种以审美规范化了的有组织、有节奏的身体练习为基本手段，以体现人的身体运动能力、促进人的全面发展、并含有较强审美元素和艺术元素的社会体育文化活动。它是广义体育艺术概念中的“艺术化体育运动”，即体育表演艺术。①

通过这一界定，我们可以认为，类似于体育艺术体操、健美操、体育舞蹈等项目都属于体育艺术类项目。而这些项目本身和舞蹈这一通过身体运动而形成的艺术表现形式有着惊人的相似点和共通之处。同时我们可以认为，能够促进舞蹈更深一层发展的科学和科技也同样适用于体育艺术项目。

1.2身心学

身心学兴起于19世纪末期，此时欧美国家一些艺术、教育、医学等领域的专家学者，为解决自己身体上的一些问题、病痛，或是对身体现象的好奇，开始对对自我“身体”进行各种探索和研究，随着不断探索与体悟的过程和经验的累积，总结出了对“动作”与“治疗”的特有观点，并逐渐形成了许多不同派别的身体疗法和技巧。

“身心学”是一门研究身体现象、探索身体智慧和强调身心合一的学问，是强调内在经验的体会和反省，以探索人体觉察、生物功能和外在环境这三者间互动关系的一门艺术和学问。②

2.舞蹈身心学运用于体育艺术类项目

和舞蹈一样，我们可以认为身体是体育艺术类项目的出发点也是目的地。那了解和善于体会我们的身体就有着至关重要的意义。对于体育艺术类项目而言，身体就是展现这些项目的载体和材料，并将理念和内涵表达出来。所以对于身体的正确认知，影响着这些运动项目在教学、训练和比赛中的效果和成绩。

舞蹈身心学所强调的“身心合一”的理念，能改善身体感知能力，辅助发展身体能力，以此来提高动作技术技巧和舞蹈表现力，以及预防运动损伤。目前，国内外的一些舞蹈教师和身心学专家已在身心学运用到舞蹈教学训练中做了大量的尝试，将身心学理念及其一些身心训练技法作为舞蹈教育和技术训练的辅助手段方法，取得较好的效果。那我们是否可以将身心学理念和训练技法运用到体育艺术类项目当中呢？

身心学领域中，各学派或身心动作教育者基于因人而异的探索体验，在身心学基本观点的基础上，不断发展建立了各自的理论和具有可操作性的有效的身心训练方法体系，统称为身心学技法。像普拉提、瑜伽这些项目也属于身心技法的一种，在普遍运用于体育和舞蹈教学训练当中，并取得了相当有效的效果。舞蹈身心学技法也在发展和探究阶段，我们可以先将舞蹈身心学运用于舞蹈技巧训练的内容运用于体育艺术类项目当中。在体育艺术类项目中，难度和技巧虽然形态和方式与舞蹈技巧不尽相同，但是本质是类似的。那舞蹈身心学常用的手段有意动法（意动法将意象练习作为主要手段，是一个强调通过想象来调整和改善习惯性神经肌肉运作方式的方法，主要手段在于“想象”、呼吸法（通过对呼吸的探索#认识和调整，可以在身体平衡的协调中，更轻松地控制与发挥自己）、身体平衡技巧（身随心动，任何动作的质量所显示的即是心灵在当下透过身体之表现;动作质量之改变，亦显示心灵在身体中的焦点已产生转移。所以我们发现动作可以是一种观察心灵状态的媒介，而透过身体的探索与表现，也可以是一种影响身心关系变化的方法。）等等，都可以尝试着运用到体育艺术类项目当中。

3.舞蹈身心学用于体育艺术类项目难度动作――以旋转难度为例

对于体育艺术类项目，舞蹈身心学有哪些实质的用途和作用，我们先将旋转为例。舞蹈身心学强调，不论每个舞者在生理结构上有何限制，如提高了对身体意象的的深入认识和学会协调动作，将能大大提高旋转的能力。拿健美操来说，旋转其实是很多运动员所惧怕的难度和技巧，你会发现，不是肌肉能力够强旋转能力就强，其实这是长年使用坏习惯所积累之下的不良运动模式的影响。如果用强壮的肌肉以错误的方法去完成动作，对于肌肉会造成错误的记忆，并且很难在以后的训练过程中更好的完成动作。我们可以将舞蹈身心学技的旋转技巧训练运用到加强体育艺术类项目的旋转难度训练中。

3.1旋转时保证正确的排列

正确的排列是更多更好的完成旋转的基础，而脊柱的位姿的排列是最为重要的，因为脊柱的位姿排列的改变会牵动身体的每一个部位。如果脊柱排列良好，全身上下的关节首先会是协调的。那当旋转出现问题时，舞蹈身心学强调在锻炼基本身体能力的同时，要检查和审视身体来改变和修正脊柱的位姿排列。

（1）放松脊突，想象它们往下融化与掉落，想象一节节的脊突处于同一位面。这个时候，教练员可以将双手放在运动员脊柱位置，帮助他们去体会这一动作，从而达到肌肉的放松，修正脊柱的位姿排列。

（2）想象身体中的成对器官（肺部、肾脏、肝脏和大肠的部位）的平行排列。这个属于意动法的技巧，通过想象将身体的平行位置找到。

（3）留意骨盆的位置。避免前倾和后倾。这一错误也是在旋转过程中及其容易出现的问题。修正骨盆的位置，让它保持中立的位置，从而达到良好的旋转。

（4）关注两边的髂骨脊是否位于同一水平面，教练员将双手放在运动员髂骨脊的两侧上端，看两侧是否在一水平面上，当运动员在做准备动作时，是否就发生了改变。不在一个面上说明背部肌肉发展不均衡，会导致旋转的不稳定。

（5）想象着脊柱上的一条线在扯着你垂直向上。这一想象是可以通过意象让运动员达到身体上下拉伸的姿态，更好的完成旋转。

3.2减少紧张感

在旋转的过程当中，我们常常在强调收紧，但是却没有意识到不是全身都应该收紧的。许多运动员在旋转的过程当中脖子会变得紧绷，同时紧咬下颚。这一现象相当普遍。那通过体会咬紧下颚和放松下颚来完成旋转，会发现旋转状态有所改变。同时，舌头和嘴巴的紧张感也会影响旋转的质量，同时影响眼睛的视觉定位。

（1）先紧咬下颚来转圈，然后再放松下颚旋转。会发现紧绷的下颚会让旋转变的相对困难，下颚的位置与紧张程度是脊柱位姿排列的重要关键。

（2）指头置于耳朵前方一点点的地方，开阖下颚感觉关节的动作，如果这个区域是紧绷的，你会有触摸造成的疼痛感。

（3）指头往前移一点，并且沿着下颚两侧垂直下滑，按摩咬肌。咬肌是我们全身上下最强壮的肌肉。找到软化咬肌的紧绷点，放松并想象它融化。

（4）在放松了下颚后再去进行旋转训练，并注意颈部灵活度和头部位姿排列的改变。

3.3不要盲目的缩腹

我们在旋转的过程中常常强调收腹，其实强调的是核心的控制和骨盆底肌的收缩。旋转时缩腹（脊柱下背部的弯曲）是不正确的，常见的错误动作模式包括骨盆后倾和尾追前倾。在旋转的过程当中，留意脊椎、尾椎和坐骨的活动，在立半脚尖时，允许骨盆滴改变排列方式，但千万不要盲目去紧缩腹部。

（1）从预备动作到进入旋转的过程中，想象坐骨被一片会飞的魔毯所提升，同时坐骨要在魔毯上保持水平。

（2）从预备动作进入转圈时，注意腰椎的活动。旋转时稳定腰椎，不要弯曲和延展腰椎。

（3）想象肩胛骨往下掉落。

（4）转圈时，感觉两肺围着心脏旋转。

（5）将头部想象成中国杂技中长杆旋转的盘子，脊柱为长杆，两者不会互相干扰。

3.4身体两侧的均衡性

在旋转的过程当中，我们常常强调平衡，那到底怎样去达到身体的平衡？身心学强调在旋转的过程当中平均的感觉身体两侧。感知的是身体两侧的速度和力量，而不是简单的排列了。

（1）转圈时，想象骨盆围绕着脊柱呈旋转门状，门轴为脊柱。

（2）想象眼睛下方的骨头为托盘，让眼睛在它们上面休息。转圈时，保持双眼在一水平面上。

（3）感觉背部两侧均衡，胸腔两侧的均衡。

（4）保持双臂位于同一水平面上。感觉身体呈竹蜻蜓的状态。

（5）想象垂直身体的一系列肌肉。主要是腹直肌的垂直。

（6）转圈时，感觉颈部的两边一致的长度和节奏。

（7）在做视觉定位时，想象有人从前方拍摄你的脸，也就是我们常说的留头甩头。

3.5节奏的控制和掌握

节奏对转圈是相当重要的一点。一旦建立了一个协调的肌肉紧张程度与排列的关系，通过听觉意象来感受旋转，同时产生一种身体内在的律动，将更加有利于旋转的完成。

4.结语

旋转类难度作为体育艺术类项目的一个标志性难度，重要性不言而喻。笔者通过对舞蹈身心学的初步了解和探究，认为舞蹈身心学完全可以帮助运动员更好的去完成旋转类难度。通过旋转时保证正确的排列、减少紧张感、避免盲目的缩腹、感知身体两侧的均衡性、增强节奏的控制和掌握这些方式，笔者能亲身体验到旋转能力的增强和旋转圈数的增加，由此可知，这一方法对提升体育艺术类项目旋转类难度有着显著的作用。同时，对于其他类型的难度，例如跳跃类、柔韧类难度等等，舞蹈身心学也有相应的方法去提升和改善。

身心学作为一门冷门学科，并未为光大教练员和运动员甚至体育界所认知和了解，但这种方法其实在体育艺术类的教学和训练当中被广为运用，比如普拉提和瑜伽的冥想和呼吸方法都常常被运用于体育教学和训练当中。我们在教学和训练当中，多去寻找和开发新的方式方法，对体育项目的发展有着深远的意义。舞蹈身心学为体育艺术类项目开启了一扇新的大门。至于怎样最有效的去运用到我们日常的训练和教学当中，需要广大学者的关注和深入研究。

参考文献：

[1]马鸿涛，李敏.体育艺术基本理论体系构建――“体育艺术”概念辨析[J].北京体育大学学报，2011.34（5）

[2]林大丰，刘美珠.身心学的意涵与源起之探究[J].台东大学体育学报.2003（1）：250-251

[3]温柔.舞蹈训练的身心学理念及其技法运用[J].北京舞蹈学院学报.2014（4）：25-30

[4]叶皓生.认知与身体[J].心理学报.2013（4）：485

注解：

脊柱生物力学的基本概念篇3

【摘要】经皮椎体成形术是近年来发展起来的脊柱微创手术, 该技术已广泛应用于治疗骨质疏松性椎体骨折及多种良恶性椎体病变,并取得了良好的临床疗效。 本文综述了其基本概念、适应症与禁忌症、操作技术、并发症及其防治、成形材料等的研究近况，以及PVP技术的展望，以期提高对此技术的认识。

【关键词】椎体成形术；临床应用；展望

经皮椎体成形术(percutaneous vertebroplasty, PVP)是一种微创技术，通过向椎体内灌注骨水泥来增加椎体强度和稳定性，迅速减轻椎体压缩骨折所致疼痛，其治疗效果确切。首先应用经皮椎体内注射聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的方法,成功治疗1例长期疼痛的C2椎体海绵状血管瘤患者。现笔者对这一技术的临床应用及进展作一综述。

1 PVP的适应征与禁忌征

1. 1 适应征：PVP主要用于治疗各种原因引起的椎体压缩性骨折、肿瘤浸润、Kummells病等引起的疼痛。

1. 1. 1 骨质疏松性椎体骨折 脊柱压缩性骨折是骨质疏松症的严重并发症之一。通过卧床、药物等保守治疗可缓解症状，但多数药物有副作用，并易发生椎体高度进一步丢失，所以对骨质疏松性椎体骨折患者，PVP无疑是一种更好的选择。Evans等报道488例椎体成形术，术后按10级疼痛方法分级，疼痛减轻程度由原来的8.9降至3.4。Mauritsetal回顾性分析了112例骨质疏松性椎体骨折患者行PVP治疗后的短期、中期及长期疗效，几乎所有的患者均取得了良好的疗效。

1. 1. 2 创伤性椎体骨折 随着新型填充材料的研发以及PVP应用领域的扩展，已有PVP治疗创伤性脊柱骨折的报道，一般用于神经功能完好、后凸畸形

1. 1. 3 椎体肿瘤 PVP最早用于治疗椎体血管瘤、骨髓瘤、椎体转移性恶性肿瘤及原发恶性肿瘤，效果明显。骨髓瘤常为多灶性，切除难度大，而放疗会削弱骨重建能力并增加患者的痛苦，使椎体塌陷导致神经受压的危险性增加。PVP能立即缓解疼痛、栓塞瘤体并增加脊柱的强度和稳定性，若再行后路椎板减压，这样既简化了手术又无须椎体切除。

1. 2 禁忌征 有凝血功能障碍及不能行急诊椎板切除减压的患者不宜作PVP。相对禁忌证为: 椎体广泛性骨质破坏, 后缘不完整者; 椎体压缩程度超过75%者; 椎体塌陷或肿瘤扩散致硬膜囊及神经根压迫者; 成骨性转移瘤。

2 PVP操作方法及注意点

手术采用局部麻醉。在C型臂X线机透视下行椎体穿刺，穿刺时针尖应达椎体前1/3，针尖的斜面朝向注射的部位，灌注剂呈糊状时再注射，当感到阻力明显增大或透视发现骨水泥漏入椎间孔、椎静脉丛时立即停止，根据灌注剂在椎体内分布情况可一处或多处注射，注入量应根据椎体破坏情况及椎体水平而定，一般每个椎体2～10ml。

3 椎体成形的材料

3. 1 成形材料

3. 1. 1 聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）是PVP最初使用也是最常用的成形材料。该材料最显著的特点就是止痛效果明显。各国学者报道的疼痛缓解率为60% ～100% ,多数在90%以上。

3. 1. 2 磷酸钙骨水泥(CPC) CPC主要组成是2种不同的磷酸钙盐。它们在一定条件下发生沉淀反应，形成羟基磷灰石结晶。近期止痛效果明显，其远期疗效是否能保持，尚缺乏临床研究。

3. 1. 3 复合材料 复合性骨水泥较单一材料有明显的改进，且有可注射材料配方，如PMMA和CPC的复合配方，PMMA和(或) CPC与其他一种或几种生物材料的配方。但是这些配方在PVP的研究中多处于探索阶段，尚不能确定是否能用于临床。

3. 2 负载材料 根据不同疾病的治疗要求,可在成形材料中添加各种负载材料，如在成形材料中添加抗生素，可以预防PVP术后合并的感染，在PMMA中加入抗炎止痛药物磷柳酸，可以增加磷灰石的沉积，并能提高其生物相容性。

4 PVP疼痛缓解的可能机制

PVP有效性的确切机制尚不明了，他可能包含几种作用的结合：聚甲基丙烯酸甲酯改善了骨的负荷能力，并可能通过直接组织毒性和热损伤直接干预了疼痛的传入；此外在脊柱转移性病例中，PMMA注射（除了对椎体的机械性稳定）可能也导致了肿瘤血供的凝结以及对肿瘤的直接毒性，因此降低了肿瘤对病椎的破坏。

5 PVP并发症及其防治

5. 1 PVP并发症 ①骨水泥渗漏是最常见的并发症。此种情况多由骨水泥进入椎间盘、椎间孔、椎管内、椎旁软组织以及椎静脉丛，造成神经根及脊髓的热伤和压迫伤，产生相应的症状和体征。Chiras等［14］报道274例PVP仅发生一例（0.3%）因骨水泥渗漏至椎管压迫脊髓导致截瘫，该患者为恶性肿瘤引起的痛性椎体损害，经手术减压后神经症状部分恢复。其次是肺栓塞，Padovanietal报道了1例41岁女性患者在PVP后并发肺栓塞，胸部X线及CT均证实肺动脉中有骨水泥存在，该患者经抗凝治疗后效果满意。②肋骨骨折和神经根痛。③邻椎骨折：Troutetal回顾性分析了432例行PVP治疗的患者，认为行PVP后，邻椎发生骨折的概率较非邻椎明显要高。④其它：如猝死、感染等极为罕见。

5. 2 并发症的预防: 提高PVP的安全性的因素是多方面的，如正规的操作培训、严格把握手术的适应征、熟悉脊柱的解剖结构、穿刺针入路的正确选择、良好的术中X线透视、正确的手术等。

6 PVP技术的发展方向

6. 1 探索理想的成形材料 理想的生物材料应同时具备以下条件：生物活性、可降解性、相容性好；良好的渗透能力，与病变椎体紧密结合，迅速而持久地维持椎体的生物力学性能；宽裕的固化时间和良好的放射显影。然而到目前为止，还未找到一种真正理想的成形材料。PMMA和CPC虽然都有较好的临床疗效，但都不完全符合理想材料的条件。改进的新型复合性材料可克服单纯材料的缺点，有望成为理想的成形材料。

6. 2 探索合适的负载材料及配方:为满足不同椎体疾病的治疗要求，可选择负载材料与成形材料组成不同的配方。而各种负载材料的选择、调配方法、对成形材料的影响、在机体中的释放情况以及能否达到预期目的，都还有待于进一步的研究。

7 脊柱骨折治疗的展望

椎间稳定结构保持相对完整的脊柱骨折，手术减压复位后，如果理想的灌注材料能立即重建有足够强度的脊柱，则单纯椎体成形术可望达到脊柱稳定的目的；随着PVP技术的进步，对某些不需减压的脊柱骨折，如对于神经功能完好、后凸畸形< 20°，椎体压缩< 50%，脊柱稳定或相对稳定的新鲜胸腰椎骨折，PVP有望取代外科手术达到复位、固定的效果，这将无疑会是脊柱外科的一场变革。

参考文献

［1］ 朱雪松,杨惠林. 椎体成形术及椎体后凸成形术灌注剂［J］. 国外医学•生物医学工程分册, 2005, 28 (3) : 175 - 178.

脊柱生物力学的基本概念篇4

关键词　中国脊柱推拿　国外整脊术　异同　发展

1　历史渊源

1，1　中国脊柱推拿手法是由中医推拿衍化而来，其历史进程大致经历了以下三个阶段：

第一阶段：脊柱伤病知识和治法的起源(公元前3世纪～公元前6世纪)。古人对脊柱的认识是基于天人相应观和整体观，采用取象比类的方法去认识人体的结构和功能。如三国时代的吕广注释《难经》就将脊柱24节按一年四季24节令归类；以方位分八卦，以上下分阴阳。在此基础上产生的功能体育、按摩、按脊、针灸、内外用药疗法的应用，促使了整脊疗法的产生。

第二阶段：整脊疗法的形成(7世纪～16世纪)。隋唐时期，国家太医署设立“按摩科”以“掌教导引之法以除疾损伤折跌者正之。”宋元明(10世纪～16世纪)时代，将按摩科细化为按摩推拿科、折疡科、正骨兼金镞科、接骨科。此时中国整脊疗法才渐成体系。第三阶段：整脊疗法的发展和传播(17世纪以后)。1608年，王肯堂编著《医宗金鉴・正骨心法要旨》介绍治疗脊柱骨折用“攀索叠转法”、“腰柱固定法”和“腰背垫枕法”。中国传统医学发展到19世纪初，对脊柱的复位既有过伸法，也有过屈法，形成了完整的整脊疗法。18世纪中国的整脊疗法远传日本，20世纪40年代以后，我国学者在传统脊柱推拿的基础上广泛吸取西方解剖学、病理学、生理学知识，丰富和完善了中国脊柱推拿学。

1，2　国外整脊术的历史悠久，古希腊名医希波克拉底曾详细阐述手法治疗的规律。他教导学生对脊柱后突的病人使用拔伸牵引手法时说“如医生与病人配合得好，拔伸牵引手法不会造成损伤，甚至医生用足踏患者脊柱以体重施压缓缓震荡，也不致造成损伤。”希波克拉底手法图解已在1544年在《vidius》外科学一书上刊出。研究西方医学史资料发现，2000多年前，奥力根人所留下的洞穴岩画上，就描绘了原始人以手按压别人背部的画面，可认为是人类有关脊柱手法治疗的最早文献资料。然而，整脊疗法真正成为一种独立的治疗体系却要追溯到100多年前。1895年，巴尔默首创按脊疗法，两年后建立了巴尔默整脊学院。之后历经波折，直到20世纪70年代，巴尔默整脊学院才被美国教育部和美国健康教育和福利部评为脊椎矫正专业的认证机构。

2　理论基础

2，1　中国脊柱推拿衍生于中医推拿，因此其理论基础也必然以中医基础理论为指导，尤以阴阳五行、脏腑、经络学说为核心。

2，1，1　阴阳五行学说是古代朴素的唯物主义哲学观渗透到医学领域后发展起来的概念。所以，手法也分为阴阳两大类。阳性手法用力较重，刺激性较强，具有泻下作用，如掐、拿、点、扳法等；阴性手法用力较轻，刺激性较弱，如抚法、运法、摩法等。有些手法则直接以阴阳来命名，如“分阴阳”，“和阴阳”等。五行学说是根据五行的“生、克、乘、侮”规律来阐述机体的生理和病理变化现象。

2，1，2　脏腑学说和经络学说是中医理论体系的核心。众所周知，人体有12正经，奇经八脉。每一条正经都与五脏六腑有属络关系，因此脏腑有疾病，可在经络上有所反映；经络有疾病，可在脏腑上有所表现。比如，脊柱是督脉的通道，总督一身之阳气，脊柱软组织出现损伤时，不但局部可出现异常反应而且通过督脉影响一身之阳气，再根据阴阳学说，最终会影响诸阴性，进而影响脏腑可出现心悸，胃胀等症。除此外，中医的卫气营血，三焦理论也对中国脊柱推拿手法产生影响。

2，2　国外整脊术作为西医学的重要分支，其理论基础离不开西医学的理论指导。

2，2，1　解剖学、生理学、病理学和免疫学等理论是国外整脊术创立的最前提条件，没有这些理论知识，就不可能对有疾患的人体有客观的认识。

2，2，2　帕尔默在早期创立整脊疗法的过程中，采用了“脊柱相关节段学说”，即自律神经系统的分布和走向要受到椎旁的交感神经和脊髓的保护，即内脏器官的功能，内分泌的平衡和组织的修复等，都经不同脊髓节段传导。整脊疗法在逐渐的发展过程中，形成了一个更为系统的理论即三元论是一个中心的原理模式，由人体的神经部分，物理结构，化学成分部分构成一个三角形。神经部分包括：自主神经，非自主神经。体现在神经系统对人的控制作用，人的精神状态；物理结构部分包括：全身骨骼，肌肉，韧带的物理机械平衡，以及这个平衡对内脏器官的物理平衡作用；化学部分包括：激素，营养成分以及其复杂的平衡关系。三者间相互联系，相互影响。

3　诊断方式的差异性和趋同性

3，1　中国脊柱推拿仍属中医治病范围之内，因此其诊断方式离不开传统诊断中的“望、闻、问、切”四大方面，不过，更倾向于“问、切”二诊，通过问诊可以了解病患的既往史，摸法包括摸压痛法，摸畸形，摸体温，摸异常活动，摸弹性固定感，摸肿块来判别病位。也有中医推拿手法中一些有别于上述手法的特殊诊法，如挤压法，叩击法，旋转法和屈伸法来辅助诊断。

3，2　国外整脊术诊断方法依靠问病史，望、触、动、量四诊，特别是依赖诊断学来诊断疾病，根据脊柱相关节段学说，依据脊髓节段功能的不同，结合解剖学、生理学、病理学知识和临床经验，对相应脊椎疾病，脊神经，交感神经受刺激可能出现病症情况作出判断，如C1～2病变，则能出现头痛，眼痛，眼胀等病症。现代运用运动固定分析，主要依靠x射线，根据最优结构所制定的标准，对脊柱四肢乃至关节进行测量与评估，发现病灶和确定疾病性质。

值得注意的是，中国脊柱推拿在继承传统诊断方法的基础上，并没有排斥现代医学理论指导下的诊断，而是从中学习借鉴，尤其是影像学，因此从这一点看，二者的趋同性是两种手法体系诊断过程中结合的亮点。

4　手法特点及治疗原则的异同

4，1　中国脊柱推拿手法很多，总的来说有推、拿、按、揉、提、捏、弹、拨、牵引、扳和压等，具体来说有：摇颈法、摇腰法、摇髋法、旋颈法、旋胸法、旋腰法，颈部扳法、胸部扳法、腰部扳法、颈部拔伸法、腰部拔伸法和背法等。医师根据患者症状不同以辨虚实，再确定手法的轻重阴阳，如急性闪腰用泻法，慢l生腰痛由肾虚而致用补法，其治疗原则是治病求本，调整阴阳，扶正祛邪，因时因地、因人制宜，异病同治，同病异治。

4，2　国外整脊术手法种类较少，主要有压、扳、捏、挤、剁、提和拍击法。其手法的目的原则在于是脊椎恢复其稳定性，重点在于纠正椎间及邻近关节的错缝，从而达到神经系统的重新的常化。其行手法时视患者体质而定轻重。

4，3　中西方脊柱手法中，指导思想和适应范围有很大差别。中国脊柱推拿从诞生的那天起，就从未脱离中医基础理论的指导，在经络、腧穴相结合应用于脊柱推拿是其一大特色，借助药膏等剂型，既保护了皮肤，又提高了疗效，多样性和技巧性的手法使患者不痛苦。治疗范围涉及多个临床学科，对某些脊椎关节的急性病变有奇效，而且手法有多样与简单之别，技巧有粗糙细腻之分。但在某些方面二者却有共同之处，即一是在行整脊手法前均讲究必要的放松手法，放松脊柱周围的软组织，以减轻整复时的阻力；二是在行脊椎卧位扳法时，二者十分相像。

脊柱生物力学的基本概念篇5

近年来，大量临床工作和实验研究，对颈椎病的病理变化和临床特征有了更深刻认识。颈椎病早期诊断和恰当科学的外科干预时机并选择合理的手术方式，可以显著提高颈椎病的远期治疗效果，并大幅降低手术风险，减少手术并发症。现今，颈椎病外科干预范围限于脊髓型颈椎病、持续发作严重根性疼痛的神经根型颈椎病及少数有选择的明显不稳并有严重局部症状的局部型颈椎病等。然而，临床工作发现，越来越多的混淆颈椎病诊断基本概念，盲目无根据扩大手术指征并滥用内植物，造成理论上混乱和临床工作上失误，必须引起大家关注。

脊髓型颈椎病发病之后，意味脊髓已遭受变性突出的椎间盘和骨赘等压迫，但也有其发病及转归的规律。研究发现，80%～90%呈持续发展或恶化趋势。因此，对此类患者应采取稳妥而积极外科干预态度。临床对发病早期选择性的干预前瞻性研究发现，对其手术的远期疗效进行观察，结果认为在起病后6～12个月之内是最佳手术时机。因此，认为脊髓型颈椎病一经明确诊断，经短期门诊连续观察之后无缓解迹象，即应考虑早期实施手术。必须指出，首先明确确定脊髓型颈椎病诊断作为先决条件，因为，作者经常见到根本没有诊断根据或不是这种类型的颈椎病而妄加实施手术治疗。

颈椎病手术治疗指征是，因退变形成致压物对神经损害的进行性发展并非手术治疗失败者，包括脊髓型颈椎病，诊断明确又有影像学支持；神经根型颈椎病，非手术治疗后疼痛仍剧烈存在，不能缓解，根性症状逐渐加重，表现神经根性损害；严重的颈肩疼痛(axial syndrom)非手术治疗无效，在排除其他疾病后，影像显示与临床相对应的节段致压物存在。

对已确定有手术指征的颈椎病，分别采取手术治疗和非手术治疗作前瞻性比较研究，结果表明，非手术治疗的脊髓型颈椎病患者中，其中64%无任何改善，病情进一步恶化26%；相反，采用手术治疗者，症状改善75%。作者对4 585例脊髓型颈椎病手术治疗，平均随访8年，优良82.4%，只有8.73%的患者术后未能明显缓解，有部分症状持续加重。

解除脊髓和神经根的压迫，恢复或重建椎间隙高度并获得正常生理曲度和脊髓相适应的椎管容量及形态，最大限度恢复脊髓残留功能和阻止病情进一步发展或恶化是手术治疗的目的。

强调颈椎手术基本原则：手术前必须完善各项检查，包括患者全身情况和神经功能及影像学评估等；减压的基本原则应是以最安全、最小损伤切除致压物，使脊髓和神经根获得减压；减压的最有效办法是要直接切除减压。脊髓型和神经根型颈椎病的致压物，主要在脊髓腹侧的椎体后缘骨赘或变性碎裂的椎间盘组织，必须通过前路直接切除减压，必须强调植骨融合，任何内固定都不能替代植骨。只有骨性融合，才能达到坚强的力学稳定。采用内固定，应在充分减压基础上，又可以重建和恢复病变节段生物力学功能。

要根据病变特点来确定是采取前入路还是后入路，应根据所要减压融合、固定的具体部位而定。其原则是：在脊髓和（或）神经根受压区施行减压融合。如致压物主要是椎间盘或骨赘时，则考虑前路减压融合；当同时需要减压时，则首先应该选择减压的具体节段和致压物位置；还需要考虑可能造成颈椎后凸畸形的应力方向。在术中，恢复或重建前柱高度和生理弧度，防止术后发生后凸畸形。

脊柱生物力学的基本概念篇6

上个世纪九十年代，据一份健康状况的普查显示，体力劳动者的腰腿痛发病率达到了22％，并且呈逐年上升趋势。

腰腿痛的发病原因究竟是什么

腰腿痛多指腰部的疼痛，也可以从腰部放射到臀部及腿部，由于痛是由不同损伤所引起，其痛也各有其特点和规律，影响正常行走是其主要表现。引起腰腿痛的主要原因是腰椎间盘突出。

在历史漫长的发展过程中，对腰腿痛的认识有个漫长的过程。直到18世纪，德国人最先认识到这个症状。德语中有个单词翻译过来叫“魔鬼的一脚”，就是形容腰腿痛：发病的时候，正在劳动或者正在弯腰搬重物，感觉好象有人在背后突然踹了一脚，导致腰痛、腿部的疼痛，一回头却什么人也没有，所以把它形容为“魔鬼的一脚”。

随着人类文明的进步，对腰腿痛的认识也逐渐在深化。一直到1904年，两位英国的医生研究发现：腰椎间盘凸出是引起腰腿痛最主要的原因。腰椎间盘凸出以后，从解剖位置发生移动，对腰部的神经压迫引起腰痛，同时引起腿部疼痛，从此确立了“腰椎间盘凸出”--“腰椎间盘突出”的椎间盘的一般结构和椎间盘突出以后压迫神经的基本道理。

要了解腰椎间盘突出，首先我们大致了解一下脊柱的生理功能。脊柱对人体起重要作用， 第一个功能是支撑，没有脊柱人类就不可能直立行走，支撑人头部、上肢和整个躯干；脊柱第二大功能是运动，包括弯腰向前、后、左、右；第三个功能是缓冲震荡，人体跑跳时，脊柱分解和缓冲抗击力和压力；第四个功能是保护，在脊柱周围有肋骨可以保护胸腔脏器和腹腔脏器。

脊柱共由26个椎骨组成，如同落砖一样逐渐的垒起来，并靠23个椎间盘来连接这26个椎骨，在这23个椎间盘中，每一个都可能发生椎间盘凸出，（临床上常见一个椎间盘凸出，当然也有2、3个）引起神经压迫并且引起相应的症状。椎间盘占脊柱长度的四分之一，所以他和人身高有密切关系。椎间盘起着连接脊柱、增加脊柱的活动、稳定脊柱、减轻震荡的作用。

椎间盘大致由三部分组成：髓核、纤维环及软骨板。髓核是胶原糖蛋白组成的成分，里面含有大量的水，年轻时期，水份占人体的70~90％。人体昼夜身高有变化就是这个原因。比如也许晨起身高测量为1.8m，等到下班以后测量为1.78m，这就是经过一天紧张的劳作后，椎键间盘受到压缩的原因。

再比如，当人处在老年期，除了驼背的因素外，身高明显较青年期低很多。这也说明：随着年龄的变化，椎间盘在逐渐的退化。退化的一个重要的标志就是椎间盘中间水分的流失 ，椎间盘固缩人体高度降低。

椎间盘一般在20岁左右开始退化，脆性增加弹性减少，日常劳作、姿势不良等都可以引起退化，在一个外力的作用下，就可以引起椎间盘纤维环的破裂，椎间盘的髓核向后、后外方凸出，从而压迫脊椎神经和神经根，引起腰腿疼痛症状。

椎间盘凸出包括颈椎间盘凸出、胸椎间盘凸出，腰椎间盘凸出，但是90％的椎间盘凸出发生在腰部。胸椎的发病率0.7％，颈椎不到10％。

生活中，我们应该如何有效预防

腰椎间盘突出严重的时候，如果压迫马尾神经可以引起大小便失禁，甚至可以引起瘫痪，是一种非常严重的疾病，长期困扰着患者正常的工作和生活。那么，腰椎间盘突出怎么去预防？

前文提到了腰椎间盘在20岁左右纤维环和髓核就开始退化，那么第一个问题就是怎么去延缓腰椎间盘退化造成的腰椎间盘突出，从而有效预防腰腿痛。

生物力学专家做过一个椎间盘压力的研究试验，观察在何种情况下对椎间盘的压力最小。通过大量的实验室和动物实验表明：坐着的时候，椎间盘的压力最高，其次是人直立或行走，卧位的时候压力是最低的。同时生物力学实验的结果还提示：坐姿不良，尤其是前倾或趴在桌子上，腰椎间盘的压力是最高的。显而易见，通过这个试验我们就知道保持一个正确的姿势，对我们延缓椎间盘退化非常重要。

预防的第一点就是：我们要保持一个正确的坐姿、避免长期的疲劳或者弯腰搬重物。不见得必须站如松、坐如钟，但是不良的姿势一定要避免。为什么举重运动员、长途车司机的椎间盘突出率非常高，我们能从实验的结论里找出答案来；第二、坚持体育锻炼。当我们站立时，维持脊椎的稳定要靠骶棘肌、背阔肌等大量肌肉来维护，如果有一个强壮的体魄，脊柱和椎间盘的负但就会减轻，起到保护椎间盘的作用。第三、养成良好的工作和生活习惯。对于长期伏案工作的人群，要学会自我的调节，即使工作非常忙碌，也要适当的给自己一个做运动的间隙，延缓椎间盘的退化。以上三点，不仅对腰椎间盘突出有预防作用，而且也是其他疾病的有效预防手段。

教您自测腰椎间盘突出症

随着现代人生活水平的提高，我们周边的生存环境、饮食习惯都在改变，所谓富贵病、现代文明病越来越多，椎间盘凸出的发生率也越来越高。世界卫生组织在基本的疾病预防和控制概念中明确的指出，人类有45％的疾病是由不良的习惯造成的，有1/3的疾病是可以通过改变不良的生活习惯避免的；有1/3的疾病是可以通过生活工作中的注意是可以预防的；有1/3的疾病是可以通过信息的交流，社会的进步去控制的。

可以利用腰椎间盘突出症的自查六法，先做个初步自我检查。其法如下：

第一在急性腰部扭伤后查看是否有跛行，跛行就是走起路来拐，走路拐不拐，这是第一个信号。第二在腰部和腿部疼痛的时候，保持站立位，使劲咳嗽一下，感觉疼痛是否加重，这是第二个信号。第三当您在卧位休息时，疼痛是否能缓解。站立时是一种非常锐利的疼痛，疼痛难忍，卧位时可自行缓解，或者是不缓解。第四在您仰卧位，自查或他查，脊柱的腰部中心和两旁是否有明显的压痛，这是第四个信号。第五仰卧位时，慢慢坐起来，看您的双腿能不能伸直，若伸不直表明腰椎间盘有凸出，从而压迫了神经根，导致不能伸直。第六仰卧位时，把腰腿疼痛明显的一侧腿抬高，查看抬高受不受限制，越抬高越疼，那说明和腰椎间盘突出有很大关系。

只要有一点符合以上六点之一，或检查时可以引起明显疼痛，一定要到医院做详细的进一步诊断。

保守治疗VS手术治疗

现代医学对腰椎间盘突出的诊断没有什么困难，包括问诊，体格检查，做CT及核磁共振，短时间内，很快便可以确诊。我给大家一个比较肯定的说法，椎间盘突出，通过现代医学的诊断和治疗，是完全能治愈。腰椎间盘突出有90％的病人不需要做手术，通过保守治疗，完全可以缓解甚至基本控制。需要做手术的患者仅仅是10％左右的少数人，指症状比较重，突出程度比较严重，引起肌肉瘫痪的患者。

腰椎间盘突出症有哪些方面的治疗？保守治疗适应哪些椎间盘突出的患者？

第一、病程比较短的初发患者。第一次发生椎间盘突出，而且时间不是很长，肯定是要做保守治疗的。第二、虽然病程比较长，但当症状比较轻的患者。相对而言就是指椎间盘突出的程度不是很严重，没有影响工作和生活，此类患者可以做保守治疗。第三、确诊腰椎间盘突出症后，通过CT或核磁共振检查，可以看到椎间盘突出的程度不是很严重。椎间盘突出症，在病理学上有个分级，从CT或核磁上就可以看出，轻微的叫“彭出”，中度或中重度以上叫“突出”，重度叫“脱出”，一般椎间盘“突出”和“彭出”，完全可以通过保守治疗来控制病情减轻症状。

保守治疗具体有哪些方法

第一、卧床休息。有位法国医生，发明了 “佛肉”卧位法：侧卧位时，屈曲髋关节和膝关节，两腿间夹一个枕头，此时椎间盘的压力是最轻的，有利于椎间盘突出后的还纳。所以，“佛肉”卧位法运用三周以后，就可以带腰围下地，慢慢活动。

第二、正规医院所做的牵引治疗。可以减轻牵引治疗椎间盘的压力，促进腰椎间盘的还纳。

第三、推拿。推拿可以促进腰椎间盘周围及周围肌肉的血液循环，促进周围的淋巴回流。

以上三种方法就是保守治疗法，通过治疗，90％的患者症状都可以缓减，恢复正常的工作和生活。

除了保守治疗外，近些年兴起了椎间盘突出的微创治疗，微创治疗基本概念是：经皮穿刺进行介入治疗。经过CT引导和X线引导，通过导管穿刺入皮肤，进入到椎间盘的凸出部位，用臭氧、激光、射频等多种方法使椎间盘汽化、凝固、回缩，来治疗椎间盘凸出。微创治疗在国外有大量的治疗病例，美国加州的一家医院做射频已经超过1万1千例，治愈率已经达到85％以上。在我国，臭氧治疗激光治疗已经运用到临床治疗中，使很多患者治愈。

传统的手术治疗，已经有100多年的历史。就是老百姓讲的椎间盘摘除。从上个世纪30年代，第一例椎间盘突出手术到现在已经超过10万。在脊柱外科，椎间盘突出的手术的数量是最多的，技术也很成熟。

哪些患者需要做开放手术治疗

第一通过3~6个月的正规保守治疗效果不好的患者。

第二椎间盘突出严重的患者，出现了大小便失禁，或者肌肉瘫痪，需要手术治疗。

第三出现了间歇性跛行，通过CT和核磁共振检查，有椎管狭窄症的患者。椎间盘凸出合并椎管狭窄，需要手术治疗。

第四椎间盘的急性凸出的患者。突然用力或是突然搬重物，椎间盘急性受损，服用止疼药无法缓解，而且在短时间内症状越来越严重，需要手术治疗。在椎间盘突出的压迫下，神经水肿严重，便要消肿，摘除椎间盘防止他出现瘫痪，和大小便失禁。

脊柱生物力学的基本概念篇7

强直性脊柱炎（AS）是一种常见的免疫遗传性疾病，是以骶髂关节和脊柱慢性炎症为主的周身性疾病[1]。临床上以腰痛、脊柱畸形强直、弯腰活动障碍为主要特征。随着病情的进展，最终可导致脊柱关节活动受限，功能逐渐丧失[2]。本病是一种发病率、致残率较高的一种疾病，好发于16～30岁的青年男性，目前我国约有400万患者。AS目前无根治的方法，其治疗目的在于控制炎症，缓解症状，控制病情发展，保持关节功能，防止出现畸形。因此要早期诊断，早期治疗，做好各项早期功能锻炼。

1 功能锻炼的概念

功能锻炼又称练功疗法，古称导引。它是通过肢体的运动来预防和治疗某些损伤性疾病，促进肢体功能恢复的一种有效方法。

2 功能锻炼对强直性脊柱炎患者的意义

健康教育在健康促进中起主导作用，它能改变患者的认知、态度和理解能力，促进其行为发生变化，调动患者主观能动性，以积极心态面对各种问题[3]，已经成为慢性疾病管理项目的普遍方法。健康教育对疾病的恢复起着积极的作用，特别在改善关节炎相关疾病病人对疾病知识的认识程度、对治疗依从性、自我保健方面有着更重要的影响[4]。功能锻炼属于健康教育的范畴。众多研究表明[5]，早期的功能锻炼对强直性脊柱炎患者特别是青年患者来说显得非常重要，青年人肌肉纤维，关节韧带的弹性好、可塑性强，加之代偿功能强，早期并持之以恒地进行锻炼能最大限度地维持肌肉、关节的柔韧性，防止因局部肌肉长期痉挛、僵硬、关节退化而出现的脊柱强直，是延缓或减轻患者的社会功能衰退和残疾程度，减少畸形，提高患者生活质量重要措施。目前功能锻炼在强直性脊柱炎患者康复治疗中的重要作用已被认可且被广泛应用于临床工作中。然而，有研究表明，70的AS病人功能锻炼的强度、时间和动作幅度不符合康复锻炼要求，多数病人仍依赖于药物治疗[6]，故对病人进行科学的功能锻炼指导显得尤为必要。

3 指导强直性脊柱炎患者功能锻炼的目的

目的在于教会患者正确、积极的锻炼，从而可以促进患者关节功能的恢复，维持胸廓的活动度，维持正常的生理弯曲，保持脊柱的灵活性、维持肢体的运动功能，有效的防止或减轻肢体因废用而致肌肉萎缩，延缓或减轻患者的社会功能衰退和残疾程度，提高其生存质量[7]。

4 指导强直性脊柱炎患者功能锻炼的原则

在患者熟悉疾病相关临床表现及自身病情的基础上，在责任护士帮助下掌握相关功能锻炼的方法，以积极的态度坚持循序渐进、持之以恒的功能锻炼，并遵循个体化原则，根据肢体活动程度及康复状况自主调整锻炼时间、强度和动作幅度以锻炼后疼痛持续不超过2h为宜[8，9]。

5 功能锻炼的方法

5.1 急性期功能锻炼 急性期患者禁止进行训练活动[10]，应注意休息，睡硬板床，宜仰卧，侧卧轮流交替。仰卧宜低枕，枕头的高度一般10cm左右且尽量放在颈中段，颈部应尽量少枕头，不能在膝关节下垫枕[11]，如已侵犯颈、上胸，应去枕睡眠。

5.2 亚急性期功能锻炼 患者在适当卧床休息的同时，进行简单的床上运动和被动锻炼。

5.2.1 床上运动法 每天睡醒后，不急于起床，先闭上双目放松腹肌、背肌慢慢的屈膝，缓慢的吸气、呼气，连续1min，然后双下肢交替屈、伸5min，改变卧位，做脊柱的屈、伸运动5min。

5.2.2 局部按摩 活动前先按摩椎旁肌肉，可减轻疼痛，防止肌肉损伤。同时配合以水疗、超短波等物理治疗方法，可起到解除肌肉痉挛、改善血液循环及消炎止痛的作用[12]。按摩时将一手平放在受累关节处轻轻按摩，然后逐渐增加力量。

5.3 恢复期的功能锻炼

5.3.1 保持正确的和生理姿势：a站立：头保持中位，下肢微收，肩下垂自然放松；腹略内收、双脚与肩等宽，踝、膝、髋等关节保持自然位，重心居中不要偏移。b坐位：坐直角硬木椅，腰背挺直，劳累时可将臀部后靠，腰背紧贴在椅背上休息。c卧位：睡硬板床，宜仰卧，侧卧交替，避免长时间保持一种姿势，理想的应是比较坚固的，不会有下陷，但不要太硬，若是弹簧床垫，底部不是非常坚固，可在床垫下面放个板子，枕头也不宜过高。另外，每天晨起或睡前可俯卧5min。

5.3.2 身体局部功能锻炼：对受限的关节如髋、膝、肘、踝等关节进行屈伸运动，尤其是髋关节功能障碍者，可进行穿脱鞋袜、裤子及起立、下蹲、分腿、行走等生活自理能力的训练[13]。

5.3.3 低强度的有氧运动：广播操、太极拳、散步、慢跑等是较为普及的全身有氧运动，对于改善情绪、增进健康、提高机体抵抗力均有积极的疗效。一些耐力性项目如登山、游泳长距离慢跑等有助于提高心肺功能，增强肌力，适合于年轻、体力好的早期病人，其中游泳是一项最好的全身运动。

5.3.4 医疗体操：（1）床上伸展运动。仰卧位，双臂上伸过头，向手指、脚趾两个方向伸展、放松，反复几次。（2）膝胸运动。仰卧位，双足着床板、屈膝，抬起一膝缓慢向胸部方向屈曲，双手抱膝位拉向胸前，回复到原位，双膝重复2～3次。（3）猫背运动。趴蹲如猫状，低头尽量放松，同时拱背如弓状，直至拉伸满意为止，反复几次。（4）腹部运动。仰卧位，屈膝，双足着床，双臂置身旁，头肩一起慢慢抬高，以至双手触膝，坚持5s，放松，反复几次。（5）转体运动。站立位，双脚与肩同宽，双手叉腰，髋部不动，做上身左右转体运动。（6）转颈运动。站立位，双脚与肩同宽，头部左右缓慢转动至最大幅度。（7）扩胸运动。站立位，双脚与肩同宽，双肘关节屈曲90。，双上肢尽量往后运动。

6 功能锻炼的注意事项

（1）患者详细掌握疾病相关知识及及自身疾病进展状况；（2）患者在责任护士的指导下熟练掌握功能锻炼的方法；（3）患者在进行功能锻炼过程中保持积极乐观的态度及持之以恒的精神；（4）根据关节受累程度的不同适当调整功能锻炼的侧重点、强度和时间；（5）坚持正规治疗，合理用药，定期复查。

参考文献：

[1] 陶晓平.强直性脊柱炎 [M].北京，中国医学科技出版社，2004，10-11.

[2] 李兆申，梅长林.内科学与野战内科学[M].上海，第二军医大学出版社 2002，：803-804

[3] 施春香.健康教育对强直性脊柱炎患者治疗依从性的影响[J].上海护理，2010，10（6）：17-18.

[4] 李晓兰，吴红丽，刘丽莎，等.强直性脊柱炎病人疾病知识认知状况的研究[J].护理研究，2008，22（9）：2459-2461.

[5] 岳月，高明俐.功能锻炼在治疗强直性脊柱炎中的重要作用[J]，中医药学刊2006，24（3）：491.

[6] 刘庆芬，侯月中，赵福涛.强直性脊柱炎病人运动疗法自我护理培训的效果评价[J].护理研究，2009，23（1）：39-40.

[7] 林玉滕，章晓云.强直性脊柱炎的临床护理[J].当代护士，2009，3：22-23.

[8] 唐福林.风湿免疫病300个怎么办[M].北京：北京医科大学，中国协和医科大学联合出版社，1998：85.

[9] 李杏敏，孙文才，徐清朴，等.强直性脊柱炎的护理进展[J].中国中医急症2009，6（18）：972-973.

[10] 赵凤军，田瑞芳.强直性脊柱炎患者功能康复训练效果观察[J].南方护理学报，2005，9（12）：40-41.

[11] 祝雄伟 ，许骁伟，章凌红. 强直性脊柱炎的护理体会[J].中华现代临床护理学杂志，2010，3（5）：163-165.

脊柱生物力学的基本概念篇8

手术是外科医生治疗疾病的基本手段，但手术却是一把双刃剑，手术本身就意味着损伤，如何在达到治疗目的的同时，尽可能地减少手术对患者造成的损伤，一直是外科医生追求的最高境界。随着生物-心理-社会医学模式观念的形成，对组织愈合机理的进一步认识，以及日新月异的诊疗设备的出现，传统的骨科手术也向微创甚至无创方向接近。自1983年英国外科医生Wickham首次提出“微创外科（minimallyinvasivesurgery，MIS）”的概念以来，微创技术以及微创理论在骨科中的运用取得了可喜的变化。

1微创观念

微创不等于小切口，盲目选择小切口，而对皮下组织进行粗暴牵拉，反而有可能影响伤口愈合，或延长手术时间，更有甚者，还会因显露不清误伤重要神经或血管组织。作者的微创观点是指微小损伤，是以最小的侵袭和最少的生理干扰达到外科疗效的新型外科技术。它不光具有小的切口，重要的是有更佳的内环境稳定状态，更轻的全身反应，更短的愈合时间，更少的瘢痕愈合，以及更好的心理效应。

2骨科微创手术的应用

关节镜技术是骨科最早使用的微创技术。自20世纪60年代应用于临床以来，极大地提高了关节疾病的确诊率，并且完成了很多常规手术很难执行的关节内病变手术。它不但已经从初创时单纯的膝关节扩展到肩、肘、腕、髋、踝甚至指间关节，而且从原先简单的处理半月板损伤和滑膜疾病发展到能够做半月板移植，前后交叉韧带重建和软骨缺损移植。另外随着关节镜性能的提高和手术器械的改善，关节镜手术的时间明显缩短，而治疗的准确性和针对性却明显地提高。关节镜技术的日趋成熟，镜下手术进一步简化，对关节功能的干扰进一步减小，使关节镜的手术适应证不断扩大。在创伤骨科，关节镜作为关节内骨折复位后的评价辅助手段，使关节内骨折的复位更接近解剖复位，而且使切口更少，对骨折断端血供的破坏更少，减少术后的并发症，使患者的康复更快。

腔镜技术在骨科快速发展的领域是脊柱外科。椎间盘镜的广泛应用，配合术中C型臂X线机的准确定位，在不到2cm的切口内，已可完成髓核摘除、神经根管扩大等手术。由于最大限度地保存了脊柱后柱的生物力学结构，患者康复更快。自1993年胸腔镜首次用于治疗脊柱疾病以来，此技术已经可以协助骨科医生轻松完成胸椎前路椎间盘、肿瘤、结核病灶的彻底清除减压和脊柱重建，脊柱畸形的前路松解、矫形固定和植骨融合术。与创伤较大的开胸手术相比，其微创性在脊柱手术中占有明显的优势。随着腹腔镜技术的成熟，腹腔镜已经成功用于切除椎间盘后植入椎间融合器行腰椎融合术，也可用于腰椎肿瘤、结核的病灶切除植骨融合内固定术，还可用于脊柱骨折的减压、植骨、内固定术等各种类型手术。其损伤周围重要血管神经的几率大为下降，已显示出良好的应用前景。

经皮微创技术也在骨科领域快速发展，在术中C臂机或CT引导下，配合新型组织切割设备（激光气化、射频高温刀和聚焦超声切割刀等）和组织填充材料（如骨水泥），经皮精确找到病变部位，可以完成椎间盘髓核摘除，病灶取活检，肿瘤瘤巢的切除，椎体压缩性骨折的复位或填充。另外还有学者在术中CT监视下，经皮行寰枢椎侧块关节融合术，也获得满意的临床疗效。

计算机辅助骨科手术（CAOS）综合了当今医学领域的多种先进设备：计算机断层扫描（CT），核磁共振成像（MRI），正电子发射断层扫描（PET），数字血管减影（DSA），超声成像（US）以及医学机器人（MR）等，能对人体骨骼肌肉解剖结构进行显示，帮助骨科医生进行精确的术前和术中定位，规划手术途径，在术中实时监测、跟踪、显示手术器械、病灶及其周围组织、内固定物及人工假体的相关位置，极大地提高了手术定位精度、假体放置及术中器械操作的成功率。通过良好的人机交换界面以及计算机可视化技术，可以建立包括病人手术部位的形态、功能和特征的计算机三维实体模型和手术场景，还能进行术前模拟操作，这在医学教学和手术模拟中发挥了积极作用。目前该技术已广泛用于各种关节假体的预制、置换和脊柱椎弓根螺钉植入，交锁髓内钉植入等手术，并受到各国骨科医生的高度重视。

以上主要是一些微创设备及技术的改进，其他如纳米技术、基因治疗和组织工程的研究也越来越受到医学界的重视。作者的观点认为微创骨科的来源主要还取决于临床实践，微创观念做指导，微创技术做保证，二者缺一不可，手术操作的微创化是保证治疗过程微损伤的根本。在骨科微创领域中另一个值得重视的是骨折治疗微创观念的产生，主要表现为从AO提倡的断端加压和坚强固定，过度到强调生物学愈合的骨折治疗观点（BO）。正是在这一观点的指导下，各种髓内针技术、外固定技术得到了不断的发展和改进，其中最引人注目的是将外固定技术和钢板结合到一起的LISS钢板。术中无须塑形，植入体内后与骨表面接触面积小，对血供影响小，有利于骨折愈合，使原本非常棘手的骨质疏松症患者骨折和假体周围骨折的钢板固定获得良好的临床疗效。

脊柱生物力学的基本概念篇9

关键词：构造 建筑 仿古

1、概述

华西坝近代建筑始于英国建筑师荣杜易。1913年，在华西协合大学理事部的邀请下，荣杜易携其弟George Rowntree同行，先到北京考察了中国传统古建筑，再到成都对川西一带地方建筑和华西协合大学校园基地进行测量和研究后，设计出了中西合璧的建筑蓝图，定下了基本的基调。建筑材料多取自当地，在窑厂烧制砖瓦，在深山伐木后，顺锦江漂运到大学校门口，石灰石采自河岸，只有铁钉和玻璃是经过长途贩运而来。

2、建筑分析

华西协合大学的近代建筑群有着和谐的美感，采用了统一的白灰抹缝的青砖墙体、小青瓦、坡度较大的大屋顶、大红柱、大红封檐板的外观，室内地面及楼梯均为木质，同时又不失作为单体建筑的各具特色。下面以怀德堂和懋德堂为例，对其进行初步的分析探索。

2.1怀德堂（行政楼）

又名事务所， 1915年动工，1919年建成，是美国纽约罗恩甫为纪念白槐氏所捐建的。两层砖木结构建筑，长一百七十五尺，宽九十三尺，包含有校办公室、礼堂、文科教室及照相部等。总平面为三合院式围合，主要由三个部分建筑组成，主体建筑平面H形对称（图1），具有英国都铎风格晚期的府邸型制特点（早期为三合院的平面布局，晚期两侧厢房向两侧突出，平面呈H形）。

当初荣杜易在基础工程中采用了倒拱形结构这项新技术；建筑屋架是木制人字形，这在当时是新式构架体系。屋顶整体为木结构体系，构架跨度大、结构复杂，木屋节点部分采用钢螺栓及钢拉杆锚固链接；屋身建于一宽大的平台之上，三面带月台，是为设置通风层而抬高了室内地坪形成的；主入口面带有前廊，局部进深两间；组合式屋顶是由一个横向重檐歇山顶与两个纵向歇山顶相交形成，纵向屋顶以山墙面作为正面，与西方古典建筑的做法有相似之处。

主入口檐廊处可见有雕刻精美的梁托，其截面高厚比接近于1，并且在两层梁架之间有立方体的垫块，作用是承托住上部结构，减小跨度（图2）。主入口为有两道弧度平缓的砖砌圆拱大门，套有华丽中国古典图案装饰的雕花木隔扇，大门的对景是弧度更平缓的大面积圆拱形外窗，正对一内向庭院。室内的空间处理具有典型的罗马风特征，入口门厅顶棚是四分肋骨拱结构，半圆形拱券由两个筒形拱直角相交而成，为了协调一致，室内走廊顶棚均采用半圆形拱券，内墙门窗上缘也以半圆形与之相呼应。室内多处可见花牙子、木挂落以及各种镂空雕花的中式装饰。楼梯望柱的柱头雕刻有花，柱身截面为四方形，具有清代的做法特点。

外部造型是中国古典元素与英国都铎式构图方法的结合。正门两旁各立四根粗大的红色圆柱，有着北方官式建筑的威严感，檐口中间做向上弯曲的弧形处理形成了波浪型的檐口形式，这有着日本古建筑中“破唐风”的手法特点。反宇屋面上细高的烟囱连通内部西式壁炉。突出的老虎窗上是翼角起翘的四角攒尖顶。屋角起翘，翼角上的灰塑花饰是荣杜易与成都匠师思维审美趣味的结合。建筑四周都有宽大明亮的开窗，部分窗户的上缘作弧形处理。建筑侧立面的形态不似中国传统建筑的单调，中部耸起的歇山顶达到侧立面构图中心的视觉效果。屋面脊兽形态怪异，屋脊正吻抬起下颚让正脊穿过却没有张嘴咬住正脊。中堆是两只明显被异化的龙正戏着果篮的形象。侧面穿破屋面、有雉堞趣味的突出部分，其檐下有西式的张开翅膀的飞狮雕塑，蹲伏在刻有几何图形的方石上。入口门廊的正脊上，塑起了一块具有道教特色的扇形镇妖镜面装饰。在山墙面封檐板下有挡尖（悬鱼）装饰。大平台的侧面以石刻的方式来表现近似于斗淼男蜗蟆

正面檐廊的檐部利用了形似斗淼慕峁菇行承托，而其余部分的檐下则是在与开间对应的墙壁上，伸出倒三角形斜撑来托住挑檐桁，正面二层部分的三角形斜撑外形较为平实，仅做了简单的弧形处理，一层部分的斜撑则是结合了各种动物的形态进行了雕饰，并且两个一组托两升，以升托住檐桁。

2.2懋德堂（四川大学华西医学展览馆）

老图书馆，1926年竣工，为美国赖孟德氏为纪念其子所捐建。两层楼，作为图书馆及博物馆使用。同怀德堂遥相呼应，也利用了通风层做成了一宽大平台。采用H形对称平面，中部向后侧拉长，形成了两个较小的内院空间。（图3）

三组歇山顶相交纵横相交，主体屋面为重檐歇山顶，入口门廊屋顶与披檐连接一体。屋顶轮廓较为平缓；房屋二层中部房屋采用带天窗架的梯形屋架，两端之间采用三角形屋架，该部分屋架下弦兼做二层楼盖梁，三层部分房屋采用三角形屋架。懋德堂虽建成于 1926 年，但用中庭室内空间的构思在 1912 年的初始设计方案中就已初步形成，可以算得上是中国近代建筑史上最早的中庭建筑。

室内为以长边为主入口的横向巴西利卡式的宽敞大厅，被纵向的柱子分割成三个长条形空间，大厅中部通高跨度大，两侧低矮跨度小作拱形券，其上有二层内围廊。中厅通过侧高窗采光，贯通空间的构架形式直接进行了展示。二层回廊空间中则有连续的半圆拱券，室内的柱头上刻着张开双翅的拟人猫头鹰石质浮雕，具有罗马风时期教堂室内装饰的典型特征，而在这种柱头之上却中西合璧地顶着硕大的木制中国雀替。局部二层通过回廊与木梯相互联系，A字形屋架直接落在柱子上。得益于西式的各种不同的开窗位置（老虎窗，高侧窗）室内空间光影非常丰富。

与怀德堂不同的是没有了烟囱在屋面上的穿插，而主入口的两根大圆红柱、柱基石、檐下的穿插枋及檐翼的起翘与其保持了一致。正立面上既有竖向长条窗户，也有横向长条窗户，窗户没有了曲线的变化。门廊檐口采用的是“破唐风”的处理方式，波浪较为平缓。门廊屋脊有中堆，两只以尾相对的脊兽几乎占据整个正脊，主体的屋脊中堆是二龙戏珠的形象，屋顶上的鸱吻都将下颚放置于正脊之上而并未咬住。侧立面在北端设置了入口，南端用墙封闭并装饰成牌坊的形式。平台侧面有做斗硌式的雕刻装饰。

挑檐部的承重，构造上设置了对固定于墙上的三角形撑砩戏胖昧蕉妨缴支撑起内侧的一根挑檐桁，一对曲形挑梁穿墙而出，以斗口为支点托住第二个恚通过两升支起外侧的挑檐桁（图4）。

3、总结

华西坝近代建筑西方建筑师对中国古建筑学习认知之后的融合性模仿。大部分的构造做法是以传统做法为基础的。然而西方建筑师对中国建筑中元素的模仿、日本建筑表现手法在其中的混用，是建筑师对东方建筑风格同一性、表面化的理解。不可否定的是西方建筑师所具备的基础知识是系统的、具有较强的逻辑性，所以即使各种构件发生了形变，却与材料相适应，并且尺度与比例所体现出的受力状况也是较为合理的。这些对今后仿古建筑构造做法具有一定的提示意义：现代仿古建筑的构件一定要准确表达文化内涵，并且具备充分的合理性，内部不可见的构造做法应随着材料、技术的不断提高而不断优化。

参考文献：

【1】 董黎.中国近代教会大学建筑史研究[M].北京：科学出版社，2010

脊柱生物力学的基本概念篇10

对年龄较小的早期脊柱侧凸患者的治疗一直是一个棘手的难题。对于这部分患者，不仅需要能够有效的矫正脊柱畸形，还需要保持脊柱的生长能力。大部分患者早期都会尝试支具治疗，然而由于支具治疗的种种弊端及患儿大多数年龄较小难以配合导致支具治疗常难以奏效，一旦支具治疗失败，手术就成为唯一有效的治疗手段。标准的后路植骨融合术虽然能够很好的矫正畸形但同时也带来诸多问题，比如：由于早期植骨融合导致患儿躯干短小不成比例、发生曲轴畸形以及肺组织生长受到影响进而导致通气功能障碍等等。几十年来，国外生长棒技术因其在矫正脊柱畸形的同时能够保留患儿脊柱的生长潜能而被诸多脊柱外科医生运用于早期脊柱侧弯的治疗。

Harrintong最早描述早期采用非融合内固定技术并定期延长来治疗脊柱侧凸的概念［1］。即通过在脊柱上放置可延长的内固定棒来矫正畸形而不行一期植骨融合，此后通过定期延长内固定棒来达到矫正畸形并保持脊柱生长能力的目的。较早的生长棒主要是单根的HarrinSton棒或者Luque棒。棒的两端采用钩或者椎弓根螺钉锚定在椎体上。Morin最早在棒的两端设置了抱钩样结构［2］，在近端椎体放置开口向下的椎板钩或者横突钩，同时远端一个或者两个椎体上放置开口向上的椎板钩，术中予以抱紧以增强局部的稳定。生长棒一般放置在皮下或者深筋膜下，这就要求在手术中尽量保护椎旁肌，避免行骨膜下剥离以减少对椎体骨皮质的破坏以期降低术后自发性融合的发生率。近年来有不少应用标准的哈氏棒技术或者其改良系统（如Moe棒)治疗早期脊柱侧凸的报道。现在大部分学者都认同其适应证应符合以下几个条件［3-4］：（1）脊柱尚具有明显的生长潜能；（2）脊柱弯曲超过50°且进一步加重；（3）脊柱具有一定的柔韧性。目前国内外报道较多的生长棒技术主要有单棒系统和双棒系统两种。两者用于治疗早期脊柱侧凸都取得了较满意的效果但同时也存在很多问题，诸如内固定并发症(脱钩、断棒、钢丝断裂等)、伤口感染及脊柱的自发融合等等，这些最终都导致脊柱的生长能力受到抑制从而影响生长棒技术的运用。本文主要通过文献回顾此两种技术在治疗早期脊柱侧凸中的研究进展及其各自优缺点。

1单棒技术

单棒可为单根延长棒也可以分为两段中间采用连接器串联。棒的近端或者远端可以包含一个抱钩样结构以增强稳定性［5、6］。两端置钩(钉)的区域通常进行植骨以增强局部的稳定性。根据弯曲位置的不同一般需要在头端或者尾端预留出大约4~5 cm的棒以备后期手术延长。部分学者推荐在顶椎区域行局部的植骨以增强脊柱的稳定。术后患者均需佩戴支具直到末次融合手术。侧弯进展15°~20°为延长手术的指证。末次融合手术一般在患儿发育基本成熟之后(男孩12岁，女孩10岁)进行。手术方式可以选择延长原有单棒或者换用标准的双棒，大部分学者认为后者能够获得更好的的矫正率。

Moe等在1984年报道运用皮下牵开棒(改良的哈氏棒)治疗20例早期脊柱侧凸［7］。其中9例患者骨骼成熟后行末次融合术，期间平均每人行54次延长术；Cobb’s角术前平均为58°，初次术后为40°，术后1年3个月随访时为43°，此后均没有明显角度丢失，内固定区域脊柱平均生长38 cm。另外11例患者没有行末次融合手术，其Cobb’s角术前平均为70°，末次随访时为38°。并发症方面，有5例内固定物脱出和4例断棒发生。Moe认为只要能够严格控制手术适应征，单棒矫形配合定期延长手术可以有效的治疗早期脊柱侧凸。

Blakemore也赞同单棒技术在早期脊柱侧凸治疗中的有效性［5］。他在2000年报道了一组采用含有抱钩结构的改良系统治疗29例不同类型的早期脊柱侧凸的随访数据。Blakemore采用肌肉下置棒，11例同时在顶椎区域行局部植骨。29例患儿初次手术时平均年龄为67岁(1~11岁)，术前侧凸Cobb’s角平均为66°（42°~112°)，首次术后为38° (16°~70°)，末次随访时为47° (28°~70°)。29例患者共有7例出现9例次并发症，其中脱钩5例，断棒3例和感染1例。Blakemore认为生长棒技术能够有效的治疗早期脊柱侧凸。

然而Minerio和Weinstein对生长棒技术的价值提出了质疑［8］。他们报道一组采用Harritong系统对11名早期脊柱侧凸患者进行治疗的数据。11例患儿初次手术时平均年龄为57岁，术前侧凸Cobb’s角为74°（53°~100°)，随访中有1例患者角度加重，1例没有变化，其余9例平均矫正32° (18°~60°)。手术区域的脊柱生长高度为2 cm(05 cm~45 cm)。11例患者共发生17例次并发症：其中8例患者发生10处断棒；2例患儿发生脱钩；发生深部感染、浅部感染、脑脊液渗漏及椎板骨折各1例。没有发生神经系统并发症。有8例患者在随访中发生了脊柱自发性融合。作者认为尽管脊柱畸形矫正效果尚满意，但是权衡采用此技术获得的脊柱增长高度及多次手术带来的诸多问题，生长棒技术同早期行传统的矫形融合手术的效果孰优孰劣尚难定论。

2双棒技术

双棒技术最早由Tompson及Akbamia等人报道［6、9~12］。每根可延长棒都有两段组成，两段棒在中间通过一个串联器样的结构连接，此后的每次延长术都在此连接处完成。同单棒系统一样，两端的内固定系统都包括一个抱钩结构，手术时作局部植骨增强内固定的稳定。同单棒系统不同的是，双棒系统在两端各增加一个横连接以增强整体的稳定；尤其是两端使用钩系统时横连接的作用更为重要。术后患儿支具的佩戴时间可以缩短为六个月。另外同单棒系统不同的是，采用双棒系统可以每6个月进行一次延长术而不必考虑弯曲的进展程度。末次融合手术仍在患儿骨骼发育成熟后进行。

Akbamia和McCarthy等报道了一组采用双棒技术治疗23例早期脊柱侧凸患者并随访2年以上的数据［9、10］。患者术前均行支具治疗失败转而采取手术。所有患者初次手术时平均年龄为54岁。术前侧凸Cobb’s角为82°±20°；术后即刻平均侧凸角度为38°±15°，随访结束时侧凸角度为36°±15°。初次手术后脊柱（T1~S1）高度从术前平均2301 cm±41cm增长到28 cm±37 cm，随访结束时为327 cm±49 cm，平均增长度为121 cm±07 cm/年。并发症方面，23例患者共发生11例次并发症，其中感染6例，断棒2例，脱钩3例，发生交界处后凸畸形各1例。作者认为双棒技术能够安全有效的治疗各种类型的早期脊柱侧凸，同单棒技术相比，双棒技术能够在保持脊柱生长能力的同时更好的矫正畸形并且能够降低内固定并发症的发生率。

Thompson等将28例早期脊柱侧凸患者分为3组［6］，分别采用不同的策略进行治疗以比较单棒和双棒的疗效。第1组5名患者采用单棒同时行顶椎区融合；第2组16名采用单棒不行顶椎融合；第3组7名采用双棒系统不行顶椎融合。术前侧凸Cobb’s角平均为85°±23°，61°±13°，92°±21°。末次融合凸Cobb’s角平均为65°±22°，39°±15°，26°±18°。脊柱生长高度分别为64 cm±14 cm，76 cm±47 cm，121 cm±19 cm。并发症方面第1组4名患者发生8例次并发症；第2组3名患者发生5例次；第3组2名患者发生2例次。Thompson认为评价生长棒技术的一个重要指标是术后脊柱的生长度。3组数据中，在保持脊柱生长力方面第3组最佳。Thompson认为这是因为双棒更稳固，可以提供更强大的把持力和控制力，并且可以规律的每隔半年进行一次延长而不必考虑弯曲的进展程度。Thompson认为3组比较第2组并发症发生率最低可能由于第1组和第2组病人数量太少，导致统计结果没有意义。因为从理论上讲，双棒的两端带有更多的锚定结构应该更稳固，第3组应该能够降低并发症发生率，可是实际上第2组和第3组的并发症率基本相当。此外Thompson等人预想通过顶椎区域的局部植骨来增加弯曲的柔韧性从而取得更好的矫正效果，但是恰恰相反，顶椎区域的植骨导致弯曲僵硬，脊柱的生长能力破坏，内固定并发症率增高甚至诱发曲轴畸形。

生长棒技术用于治疗早期脊柱侧凸的疗效被大多数学者证实［13~17］。无论是双棒还是单棒技术都能够在保留脊柱生长能力的同时很好的控制弯曲的进展，同单棒技术相比，双棒技术由于其更加强大的控制力、可以定期的进行延长术从而可以更好的矫正弯曲畸形，但生长棒技术并发症的发生率仍然较高，虽大多数学者认为其可以控制，但仍需改进，而且国外生长棒技术最终仍需将脊柱融合于僵直状态为其缺点。笔者认为生长棒技术运用于治疗早期脊柱侧凸的利弊仍然需要大量的随访分析来进一步评估。

参考文献

［1］Harrington PTreatment of scoliosis：correction and internal fixation by spine instrumentation［J］J Bone Joint Surg Am，1962，44：591Y610

［2］Morin C，Pediatric Cotrel-Dubousset instrumentation systemIn：Bridwell KH，Dewald RL，ed alThe textbook of spinal deformity［M］Philadelphia，PA：JB Lippincott，1991，212-217

［3］Tello CAHarrington instrumentation without arthrodesis and consecutive distraction program for young children with severe spinal deformities：experience and technical details［J］Orthop Clin North Am，1994，25:333-351

［4］Mardjetko SM，Hammerberg KW，LubickyJP，et alThe Luque trolleyrevisited：review of nine cases requiring revision［J］Spine，1992，17：582-589

［5］Blakemore LC，Stoles PV，Thompson GH，et alSubmuscular isola rods with or without limited apical fusion in the management of severe spinal deformities in young children:preliminary report［J］Spine，2001，26:2044-2048

［6］Thompson GH，Akbarnia BA，Kostial P，et alComparison of single and dual growing rod techniquesfollowde through surgery:a preliminary study［J］Spine，2005，30:2039-2044

［7］Moc JH， Kharrat K， Winter RB， et al Harrington instrumentation without fusion plus external orthotic support for the treatment of difficult curvature problems in young children［J］ Clin Orthop，1984，185:35-45

［8］Mineiro J， Weinstein SL  Subcutaneous rodding for progressive spinal curvatures: early results［J］J Pediatric Orthop，2002，22:290-295

［9］Akbarnia BA， McCarthy R Pediatric Isola instrumentation without fusion for the treatment of progressive early-onset scoliosis Spinal instrumentation techniques［M］ Vol II Chicago， IL: Scoliosis Research Society，1998

［10］Akbamia BA， Marks DS Instrumentation with limited arthrodesis for the treatment of progressive early-onset scoliosis［J］ Spine，2000，14:181-190

［11］Akbamia BA， Marks DS， Boachie-Adjie O， et al Dual growing rod technique for the treatment of progressive early onset scoliosis A multi-center study［J］ Spine， 2005，30:S46-S57

［12］Breakwell LM， Akbarnia BA， Marks DS， et al End results of dual growing rod techniques followed for 3 to 11 years until final fusion The effects of frequency of lengthening［R］ Presented at: the Annual Meeting of The Scoliosis Research Society; Miami， FL，2005

［13］Luque ER Paralytic scoliosis in growing children［J］ Clin Orthop，1982，163:202-209

［14］Moe JH， Kharrat K， Winter RB， et al Harrington instrumentation without fusion plus external orthotic support for the treatment of difficult curvature problems in young children［J］ Clin Orthop，1984，185:35-45

［15］Rinsky LA， Gamble JG， Bleck EE Segmental instrumentation without fusion in children with progressive scoliosis［J］J Pediatr Orthop，1985，5:687-690