不同坐姿对腰椎压力的生物力学分析

坐位体前屈权重系数1. 什么是坐位体前屈权重系数坐位体前屈权重系数是指在人体坐姿时，各个身体部位所受到的压力比例。

通过对坐位体前屈权重系数的测量和分析，可以评估坐姿对身体各部位的影响以及是否合理。

2. 坐位体前屈权重系数的重要性坐位体前屈权重系数对于健康的重要性不容忽视。

长时间的不合理坐姿会给身体带来许多负面影响，如腰椎的疲劳、颈椎的过度压力等。

通过合理调整坐姿，可以减轻身体各部位的压力，预防相关疾病的发生。

3. 影响坐位体前屈权重系数的因素3.1 体型和体重分布体型和体重分布是影响坐位体前屈权重系数的重要因素。

体型较大的人通常在坐姿时会给腰椎和臀部带来更大的压力，而体型较小的人则相对较轻。

3.2 坐姿角度坐姿角度是影响坐位体前屈权重系数的另一个因素。

过于直立的坐姿会导致身体的全部重量集中在臀部和腰椎上，增加了这些部位的压力。

适度后仰的坐姿可以分散重量，减轻这些部位的负担。

3.3 座椅的支撑和软硬度座椅的支撑和软硬度也对坐位体前屈权重系数有影响。

如果座椅的支撑不良或过于软激，会导致坐骨和腰椎无法得到充分支撑，增加了这些部位的压力。

合适的座椅支撑可以分散压力，减轻相应部位的负担。

3.4 坐位时间坐位时间长短也对坐位体前屈权重系数有影响。

长时间的坐姿会导致肌肉疲劳和压力集中，增加了各部位的负担。

适当的休息和活动可以缓解长时间坐姿带来的不适。

4. 如何合理调整坐姿为了减轻坐位体前屈权重系数，保护身体各部位健康，可以从以下几个方面进行调整：4.1 坐姿角度坐姿角度应适度后仰，使身体重量得到分散，减轻臀部和腰椎的压力。

同时，要保持脊柱的自然曲度，避免过度前屈或后仰。

4.2 座椅调整座椅应具有良好的支撑性，能够为坐骨和腰椎提供适当的支撑。

座椅的硬度也要适中，既不能太硬导致不适，也不能太软缺乏支撑。

4.3 改变坐位时间长时间坐姿会增加各部位的负担，所以应尽量避免长时间连续坐姿。

每隔一段时间就要进行适当的休息和活动，缓解压力。

Chinese Journal of Tissue Engineering Research｜Vol 26｜No.10｜April 2022｜1505

中国组织工程研究 Chinese Journal of Tissue Engineering Researchwww.CJTER.com

腰椎病变融合器注入骨水泥后不同置入及固定方法的生物力学变化

聂文忠，李晓萱，曾嘉艺，石常强

文题释义：骨水泥：是骨粘固剂的常用名，其主要成分是聚甲基丙烯酸甲酯，主要用于人工关节置换手术。骨水泥是一种用于骨科手术的医用材料，它的部分物理性质以及凝固后外观和性状颇像建筑、装修用的白水泥。镍钛合金形状记忆合金：是指其形状在一定的初始状态下，经过低温塑形变形成为另一种形状之后，再经过加热等手段使其温度上升，重新变形为原始形状的一类合金。由于镍钛合金形状记忆合金具备较高的力学性能与生物相容性，使其在医疗领域获得广泛的运用。

摘要背景：腰椎退行性滑脱、节段性不稳、椎间盘源性疾病等对非手术治疗无效者一般都需进行腰椎固定融合术，单侧内固定和双侧内固定是治疗腰椎退行性疾病的两种主要的内固定方法。目的：采用有限元方法从生物力学的角度探究骨水泥注入前后不同固定方式对腰椎的影响。方法：选择 “数字航天人”国家973项目的CT数据中的L1-S段共计632张，层间距为0.625 mm。利用医学图像处理软件Mimics 10.0读入扫描得到的DICOM文件重建下腰椎L1-S的模型。运用UG、MIMICS等软件建立L3-5正常、单纯融合器单侧固定和双侧内固定、融合器-骨水泥灌注单侧固定和双侧内固定的5种人体腰椎三维模型。通过有限元分析方法比较5种模型在模拟人体腰椎前屈、后伸、侧屈、旋转时，L3-4椎体关节活动度、L3-4纤维环最大应力、L3-4髓核内压、L4下终板应力峰值、椎弓根内固定系统应力峰值。结果与结论：①相较于正常模型，单纯融合器放置组单侧固定在后伸状态下纤维环压力增加54%；后伸时，单纯融合器单侧固定时纤维环压力最大；融合器-骨水泥灌注组双侧内固定比单纯融合器双侧固定在前屈、后伸、侧屈、旋转状态下髓核内压分别降低了2%，7%，3%，3%；融合器-骨水泥灌注组双侧内固定在前屈、后伸、侧屈、旋转状态下比单侧的椎弓根应力减少了8%，3%，3%，5%；②结论：在

锻炼的注意事项椎间盘突出患者不要穿任何带跟的鞋，高跟鞋有害是常识，而中跟鞋和坡跟鞋的作用也一样，都是让重心前移，容易导致脊柱弯曲加大，与高跟鞋相比只是程度的问题，而且学术界早就指出，中跟鞋有益健康是伪科学。

这个不利因素很容易被忽视，对于椎间盘突出患者，是雪上加霜，为此科技日报特别提醒《腰椎间盘突出选鞋须理性》，需要康复锻炼的患者更要注意。

同时应注意康复锻炼和通常意义的锻炼是不同的，通常的锻炼属于活动身体、游戏和竞技，没有什么禁忌，但患者就不同了。

千万不要忘记自己的身体情况，留有余地切忌挑战自己的极限，不要做高强度的剧烈运动和过度运动，避免一时兴起而忘乎所以，尤其是有身体与他人接触的竞技项目尽量不要参与。

爬山运动也不适合椎间盘突出患者，尤其是爬陡坡和攀岩，腹腔压力会大幅度增加，而且腰部处于屈曲位，二者力量的结合，很容易导致髓核向后移动，造成再次突出复发。

预防病症预防1．保持良好的生活习惯，防止腰腿受凉，防止过度劳累。

2．站或坐姿势要正确。

脊柱不正，会造成椎间盘受力不均匀，是造成椎间盘突出的隐伏根源。

正确的姿势应该“站如松，坐如钟”，胸部挺起，腰部平直。

同一姿势不应保持太久，适当进行原地活动或腰背部活动，可以解除腰背肌肉疲劳。

3．锻炼时压腿弯腰的幅度不要太大，否则不但达不到预期目的，还会造成椎间盘突出。

4．提重物时不要弯腰，应该先蹲下拿到重物，然后慢慢起身，尽量做到不弯腰。

从生物力学的角度上看，腰4～腰5及腰5～骶1椎间盘所承受的压力最大，其活动度也最大，而位于这两个节段的后纵韧带却相对较窄（只有上部宽度的1/2），因而腰4～腰5及腰5～骶1椎间盘是最容易受损的部位，临床上也是以腰4～腰5及腰5～骶1椎间盘突出最为常见。

5．饮食均衡，蛋白质、维生素含量宜高，脂肪、胆固醇宜低，防止肥胖，戒烟控酒。

6．工作中注意劳逸结合，姿势正确，不宜久坐久站，剧烈体力活动前先做准备活动。

7．卧床休息，宜选用硬板床，保持脊柱生理弯曲。

人们日常工作学习中很少注意自己的坐姿，然而大家的坐姿都或多或少的存在一些问题，坐姿不标准是十分普遍的事情，却没有得到大家的重视。

下面三张图是三个受试者在实验室用实验室的压力坐垫测量的标准坐姿下的坐垫表面的压力分布图（其中红色表示压力大的部分）：正常情况标准坐姿时应表面压力较小，且压力分布图相中左右对称，但观察三张图可得，三个受试者臀部的压力值都偏大，且左右明显不对称，由此可知对应的三个受试者平时坐姿均存在一些问题，同时可以推出坐姿不标准在日常生活中是非常普遍的，社会中的大部分人或多或少的都存在一些坐姿问题。

坐姿不标准会导致一系列问题，例如，使用电脑，当我们全神贯注在屏幕上时，头部和脖子就好像慢慢被屏幕吸引进去的，而肩膀和身体重心都因为长时间要在身体前方工作而变得向前引，长期保持这个姿势，会引起颈椎代偿性增生。

压迫神经根，引起肩周炎、上肢活动受限，出现头痛、头晕、记忆力下降等症状。

此外，坐姿不标准还会导致一下疾病的产生：（1）使腰椎组织磨损老化，引发腰间盘突出（2）肥胖（3）痔疮（4）腰椎间盘突出（5）下肢静脉曲张。

不标准的坐姿会造成人体的不适甚至是疾病的发生，影响人们正常的生活工作，那么，正常的坐姿应该是什么样子的呢？，我们通过下面图片来说明。

下图对标准坐姿给出更详细的显示：如图可知，标准坐姿要注意以下几点：（1）工作学习时保证眼睛的平视（2）大腿水平，膝关节成九十度（3）双手垂直时可放置在扶手上（4）脚恰好能接触到地面，或者有脚托支撑（5）脊椎竖直，脖子处有支撑。

然而日常生活中，由于人们不良坐姿的习惯，很难自然地维持住标准的坐姿，这时候就需要就行坐具定位，以保证标准坐姿的维持，维护人们的身体健康。

坐姿的定位可以从以下几个方面考虑：（一）骨盆的定位在坐姿定位中，骨盆的相对位置和稳定度是控制姿势的第一步，也是重要的环节。

稳定的骨盆应该处于水平及中位线，可向前稍微倾斜，最佳的角度应该是固定骨盆后，大腿和躯干呈九十度，这是可防止骨盆后倾和因肌张力增加而引起的双腿过伸，躯干后仰。

生物力学与人体运动分析生物力学是研究生物体运动和力学性质的学科，通过运用力学原理和方法，对人体运动进行深入分析。

在医学、运动科学、康复治疗等领域中，生物力学的应用非常广泛，可以帮助我们更好地理解人体运动的机理和特点，从而为运动训练、康复治疗等提供科学依据。

一、生物力学的基本原理生物力学的研究对象主要是人体骨骼系统和肌肉系统。

在人体运动过程中，骨骼系统提供支撑和保护，肌肉系统则负责产生力量和控制运动。

通过运用牛顿力学的基本原理，生物力学可以分析人体运动的力量、速度、加速度等参数，并研究骨骼关节的力学特性。

二、人体运动的力学分析1. 步态分析：步态是人体行走过程中的一种运动模式，通过对步态的力学分析，可以了解人体行走的步幅、步频、步态稳定性等参数。

这对于康复治疗、运动训练等具有重要意义。

2. 动作分析：生物力学可以帮助我们分析人体各种动作的力学特点。

例如，通过运用生物力学方法，可以研究运动员在进行跳高、跳远等项目时的起跳力量、着地冲击力等参数，从而为运动员提供科学的训练指导。

3. 姿势分析：生物力学可以帮助我们分析人体在不同姿势下的力学特点。

例如，通过运用生物力学方法，可以研究人体在坐姿、站姿、躺姿等不同姿势下的脊柱压力分布、关节力量分布等参数，从而为人体工程学设计提供科学依据。

三、生物力学在康复治疗中的应用生物力学在康复治疗中发挥着重要作用。

通过对患者运动过程的力学分析，可以帮助康复医生了解患者的运动能力和运动障碍，从而制定出科学的康复治疗方案。

例如，在关节置换手术后的康复治疗中，通过生物力学分析，可以确定患者在康复过程中的运动范围、负荷等参数，从而帮助患者尽早恢复正常功能。

四、生物力学在运动训练中的应用生物力学在运动训练中也有重要应用。

通过对运动员运动过程的力学分析，可以帮助教练员了解运动员的力量、速度等参数，从而制定出科学的训练计划。

例如，在田径运动中，通过生物力学分析，可以帮助教练员优化运动员的起跳力量、着地技术等，提高运动员的竞技水平。

略微抬高椅子的高度对坐姿有什么影响？一、改善姿势稳定性抬高椅子的高度可以增加坐姿的稳定性。

当椅子高度适中时，身体与椅子之间的接触面积会增加，从而提供更好的支撑。

这种姿势稳定性有助于减少肌肉疲劳和不适，提高工作和学习效率。

二、缓解腰椎压力适当抬高椅子的高度可以缓解腰椎的压力。

当椅子太低时，人的腰部会处于过度前屈的状态，导致腰椎韧带和肌肉的过度拉伸，增加腰部疼痛的风险。

而抬高椅子的高度可以使腰部得到更好地支撑，减轻腰椎的负担。

三、改善血液循环适当抬高椅子的高度还可以改善血液循环。

当椅子高度较低时，双腿容易受到压迫，阻碍血液回流。

而抬高椅子的高度可以使腿部得到更好的伸展，促进血液循环，减少腿部水肿和疲劳感。

四、增加视野范围抬高椅子的高度可以增加视野范围。

当椅子高度适中时，人的眼睛与桌面之间的距离会增加，使得视野更加开阔。

这有助于减少眼部疲劳和颈椎压力，提高视觉舒适度。

对于久坐族群来说，适当抬高椅子的高度对坐姿有着积极的影响。

通过改善姿势稳定性、缓解腰椎压力、改善血液循环和增加视野范围，可以降低坐姿带来的不适和健康问题。

因此，在日常生活中，合理调整椅子高度，保持正确的坐姿，对于身体健康有着积极的促进作用。

在选择椅子时，可以考虑以下几个因素：首先，椅子的高度应适合个人身高，使双脚能够平稳踩在地面上；其次，椅子的座垫应具有一定的软硬度，以减少对臀部的压力；另外，椅子的靠背高度和角度也需要合适，以提供腰部的支撑。

此外，久坐族群还需要注意以下几点：定期起身活动，缓解肌肉疲劳；注意调整坐姿，避免长时间保持同一姿势；合理安排工作和学习时间，避免长时间连续久坐。

这些小的改变和调整对于保护脊柱健康和减少久坐带来的不适很有帮助。

总之，略微抬高椅子的高度对坐姿有着明显的影响。

通过提高姿势稳定性、缓解腰椎压力、改善血液循环和增加视野范围，可以改善坐姿的舒适度和健康效益。

因此，在日常生活中，我们应该重视调整椅子高度，保持正确的坐姿，养成良好的习惯，关爱自己的身体健康。

骨盆与腰椎、颈椎的力学关系骨盆有多重要？骨盆位于身体中心，是连接上半身和下半身的枢纽，也是力传导的枢纽。

骨盆与脊椎通过骶髂关节相连，上半身的重力在这里兵分两路，向两侧传递。

骨盆与下肢则通过两侧的髋关节相连，重力分别从两侧向下传递。

同样，地面的反作用力以相反的反向通过两侧髋关节经由骨盆和骶髂关节向上传递。

骨盆区域的微小变化，传导至脊椎和自由上下肢时，会被不断放大。

因此骨盆位置异常可能带来其他部位的更加严重的体态问题。

换句话说，我们将人体想象成一棵树，双脚就是树根，扎进泥土深处，躯干就是树干，手臂就是树枝，那么骨盆就是地平面。

骨盆是脊椎的地基，当地基位置不正，脊椎也不会好到哪里去。

很多人经常说腰痛、颈痛，但是却找不到原因，那你不妨试试评估一下你的骨盆是否有异常。

正常的骨盆应该是什么样？正常的骨盆：健康的骨盆位置是骨盆处于中立位，在站立时，从侧面观看，髂前上棘与耻骨形成的三角形平面与地面（即水平面）是垂直的（如下图a所示）。

骨盆可以以两侧髋关节为轴心，能够产生以下的动作：前倾、后倾、侧倾和旋转，那下面我们就从人体力学的角度，分析骨盆前倾、骨盆后倾、骨盆侧倾、骨盆旋转给腰椎、颈椎带来的力学影响。

01骨盆前倾# 力学分析当骨盆向前倾，看起来臀部往后翘，腰部就会前凸，头部也会向前倾。

骨盆前倾会造成的腰椎过度伸展，会让腰椎承受的压力变大（尤其是腰椎四五节或是腰椎第五节与骶骨第一节，L4-5orL5-S1）最常见的就是感觉自己臀部后凸，腹部向前顶，前挺后撅，更形象一点说就是“感觉自己呈S形曲线”。

# 骨盆前倾危害（1）长期下背痛（2）腰部僵硬、酸痛（3）长期颈痛、呼吸不顺、肩颈酸痛（4）无法久站、站一会就会腰酸（5）坐久后，刚站起来时无法把腰挺直（6）腹部突出显得大腹便便，屁股翘臀部突出、腰椎前突02骨盆后倾# 力学分析骨盆后倾时，腰椎会失去正常的明显向前的生理曲度，前凸角度变小，甚至反弓，使背腰臀部如同一块平板，腰椎曲度变小，耻骨和尾椎骨将承载身体更多的重量，迫使下肢大腿来分担并承受这种过大身体的不平衡力量，而腰部以上的胸椎稍向前曲的弧度会随之变小，人体的颈肩部及上肢为了完成日常活动中的某些功能活动，基本上都是处在颈肩向前的姿态，这样不仅会导致驼背，更容易形成乌龟颈和圆肩。