靜載荷下由直立到背屈作業(yè)人體腰骶關(guān)節(jié)應(yīng)力特征研究

羅 炯

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)大大弱化了人們的體力需要，但在一些諸如手工搬運(yùn)、野外作業(yè)、機(jī)械維修等工種中，有時(shí)仍需要移動(dòng)沉重的負(fù)荷，這時(shí)外加載荷對人體肌肉骨骼系統(tǒng)產(chǎn)生的壓力是驚人的。長期靜力性背屈引起的椎間盤、脊柱肌群和棘上、棘間韌帶等疲勞及運(yùn)動(dòng)過程中人體的用力方式、用力姿勢不當(dāng)?shù)人坪跏菍?dǎo)致腰椎間盤髓核突出的主要力學(xué)因素。競技運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)員的腰痛問題依然突出，如射擊、劃船等項(xiàng)目，許多運(yùn)動(dòng)員甚至在退役后多年還存有不同程度的腰痛。由于急、慢性腰腿痛和腰椎間盤突出等都與椎間盤的承載能力、大小和方式、椎間盤材料的力學(xué)性質(zhì)以及組織結(jié)構(gòu)、病變等因素有關(guān)。臨床生物力學(xué)的資料顯示，下部腰骶關(guān)節(jié)（L5/S1，lumbosacral disc第5腰椎與第1骶椎間構(gòu)成的關(guān)節(jié)）出現(xiàn)的問題最大，故本研究以腰骶關(guān)節(jié)為研究重點(diǎn)，根據(jù)全身CT和MRI成像比例及臨床X線、CT、MRI成像測算和有關(guān)文獻(xiàn)[1-4]，通過建立L5/S1關(guān)節(jié)受力的力學(xué)模型，旨在為預(yù)防及治療不同職業(yè)人群腰椎傷病提供參考。

1 人體環(huán)節(jié)模型的建立

1.1 選擇腰骶關(guān)節(jié)（L5/S1）進(jìn)行建模研究的依據(jù)

（1）從人體脊柱解剖結(jié)構(gòu)特點(diǎn)看，每塊椎骨都承擔(dān)該椎骨上位身體的幾乎全部重量，從而推知最下緣的第5腰椎與第1骶椎間的椎間盤（簡稱L5/S1關(guān)節(jié)）受到的壓力是最大的，這也是L5/S1及L5/L4兩關(guān)節(jié)處椎間盤突出癥發(fā)病率（85%～95%）為何據(jù)高不下的原因之一[4-6]。

（2）L5/S1腰椎間盤“地位特殊”，比較容易招致?lián)p傷和退變。原因是L5/S1關(guān)節(jié)是軀干與骨盆之間的唯一聯(lián)系，其生理活動(dòng)范圍相對較大，多數(shù)舉載活動(dòng)中，對于手臂上的任何載荷在L5/S1處擁有最長的力臂，從而招致最大的力矩。

（3）人體解剖結(jié)構(gòu)表明：L5/S1關(guān)節(jié)是脊柱的薄弱環(huán)節(jié)，當(dāng)人體直立時(shí)，第1骶骨約傾斜30°，第5腰椎傾向于前下方滑動(dòng)，從而成為滑脫性腰痛的高危關(guān)節(jié)，多見于30～40歲的成年人[7]。

1.2 物理模型的建立

從正面觀察，正常人體的正中線應(yīng)通過脊柱，左右同名肌對稱分布且相對成組，眾多肌肉聚集成互相配合的整體，形成軀干的肌性前后壁。查閱相關(guān)文獻(xiàn)，眾多學(xué)者研究認(rèn)為：在L5/S1關(guān)節(jié)處的力矩實(shí)際上是由人體軀干前后肌群及腹壓等共同作用結(jié)果。

現(xiàn)假設(shè)肌性前壁肌（如腹直肌等）產(chǎn)生合力Pm1，肌性后壁肌（如骶棘肌等）產(chǎn)生合力Pm2，在左右同名肌對稱用力時(shí)，兩種合力均落在正中矢狀面上。選取L5/S1為代表的椎間盤受力中心為坐標(biāo)原點(diǎn)O，L5/S1關(guān)節(jié)面以上人體重心均落在正中矢狀面上；胸腹腔相對正中矢狀面左右對稱，胸腹腔內(nèi)壓的合力FA亦落在正中矢狀面上。據(jù)上述L5/S1關(guān)節(jié)所受應(yīng)力特點(diǎn)：人體從直立到背屈過程中，L5/S1受的壓應(yīng)力方向角與背屈角幾乎相等，因此我們可假設(shè)壓應(yīng)力Fc方向與軀干軸線近似共線，故將壓應(yīng)力方向定為Y軸，過L5/S1中心O與Y軸垂直的直線為X軸，前、后壁肌合力方向與軀干軸線所成的角分別為θ1、θ2，其中FS為剪應(yīng)力，F(xiàn)A為腹壓產(chǎn)生的合力，設(shè)其方向平行于軀干軸線[8、9]。

為簡化計(jì)算，假如L5/S1以上各環(huán)節(jié)合質(zhì)心已知，作用線為W1，載荷作用線為W，W1、W距離L5/S1關(guān)節(jié)中心O之力矩臂分別為b、h，上體前、后壁肌合肌力作用點(diǎn)到軀干軸線的距離分別為d1、d2，從而獲得兩維舉載后腰骶關(guān)節(jié)受力分析簡約模型圖（見圖1）。由靜力學(xué)平衡條件，不難獲得屈位作業(yè)下，人體在前、后壁肌力及腹壓的共同作用下的矢狀面內(nèi)的平衡方程有：

圖1 腰骶關(guān)節(jié)受力分析圖Figure 1 chart of lumbosacral joint Stress analysis

2 結(jié)果與分析

現(xiàn)假設(shè)有一平均尺寸的男士，體重Q=60 Kg，上半身的體重約占 64%[2-3]，即 W1=376.32 N。據(jù) CT 和 MRI成像[2、3]比例及臨床X線、CT、MRI成像的測算和相關(guān)文獻(xiàn)[2-3]，Pm1作用點(diǎn)距離Y軸變化較小，一般約為d1=10 cm。而后壁?。ㄖ饕秦Q脊肌）合肌力Pm2作用線與L5/S1關(guān)節(jié)中心距離（即力臂d2）目前爭論頗多，早期一些研究者認(rèn)為：d2約等于5.0 cm。最近許多學(xué)者研究表明：豎脊肌力臂值變化很大，近似在5.5 cm和7.0 cm之間。郭立新研究揭示：如果肌肉在某種形式收縮使脊柱前凸增加，那么豎脊肌力臂增加15%[9]。綜合上述學(xué)者的研究結(jié)果，參照中國人體標(biāo)準(zhǔn)，本研究模型中，對于平均尺寸大小的男士d2選擇為5.5cm，個(gè)體中的差別由體重決定。人體處于直立位時(shí)，不考慮L5/S1處的剪應(yīng)力，其他各變量值隨分析出現(xiàn)的先后而分別進(jìn)行討論。

2.1 人體處于放松直立位特征分析（W=0，F(xiàn)A=0，不考慮腹壓）

正常人體處于放松直立位時(shí)，重心位于脊柱前方，據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，此時(shí)θ1、θ2近似等于0，W1作用線與軀干軸線平行，b約等于0.02 m，θ=90。在這種情況下，肌性前壁肌放松，一般不需要產(chǎn)生張力，即Pm1=0。理論上只需后壁肌作等長收縮產(chǎn)生張力Pm2就可維持平衡（見圖 2）。將各已知值代入平衡方程（1）、（2）、（3）可得 Pm2=132.04，N＝0.35W1；Fc=508，N=1.35W1。

圖2 不計(jì)載荷人體處于直立位平衡時(shí)的力學(xué)條件圖Figure 2 Body lumbosacral joint Stress when it is balanced upright regardless of load conditions

可見當(dāng)肌性后壁肌向下作等長收縮時(shí)，只需0.35 W1即可維持平衡，而L5/S1椎間盤中心受到的壓力卻等于1.35 W1。這說明肌性后壁肌被動(dòng)地等長收縮維持平衡，不僅沒有起到肌力“軟支柱”的作用去分擔(dān)重力，反而加重脊柱的負(fù)荷。

同樣地，不良姿勢（如“含胸凸肚”）或不良體型（將軍肚或啤酒肚），即使是放松直立位，也會(huì)加重脊柱負(fù)荷。因?yàn)檫@些人群的軀干略后傾，重心可落于L5/S1受力中心O的后方，此時(shí)，只需要肌性前壁肌產(chǎn)生豎直向下的力Pm1就可維持最簡單的靜力平衡，而肌性后壁肌可處于放松無張力狀態(tài)（即Pm2=0）。同樣推證此種情形肌性前壁肌也沒有起到肌力“軟支柱”的作用，同樣是加重脊柱的負(fù)荷。

可見，肌性前后壁肌群在維持人體平衡時(shí)亦能增加L5/S1關(guān)節(jié)中心的壓力，未能起到肌力“軟支柱”的支撐作用（即重力分載作用）。因此對于正常人，若長期維持這兩種體態(tài)也會(huì)增加椎間盤的重力積累性損傷，加速其退變；對于椎間盤突出的患者，這些體態(tài)只會(huì)加重其膨突程度。

2.2 人體處于非放松直立位的力學(xué)特征（W=0，F(xiàn)A=0，不考慮腹壓）

人們平日里許多姿態(tài)是處于非放松直立位狀態(tài)下，例如當(dāng)我們抬頭望月時(shí)，人體處于收腹挺胸狀態(tài)。這種情況下，人體肌性后壁肌作等長收縮，與此同時(shí)，肌性前壁肌作離心（等張）收縮，前后壁肌同時(shí)產(chǎn)生合力 Pm1、Pn2，此時(shí) θ1≠θ2≠0，Pm1將軀干上部托起。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)資料及臨床影像測定θ1＞θ2，且兩者變化趨勢同步（即同增或同減）[10]，兩個(gè)角大約為 θ1≈15°，θ2≈10°，變化范圍 14°≤θ1≤16°、9°≤θ2≤11°；對 d2的爭論相對多些，在參照有關(guān)文獻(xiàn)基礎(chǔ)上，本研究d2控制范圍為4.5 cm≤d2≤8.0 cm[11]。將相關(guān)約束條件及數(shù)據(jù)代入方程（1）、（2）、（3），迭代計(jì)算結(jié)果表明：

（1）圖3、4顯示出幾乎相似的變化規(guī)律——隨θ1、θ2的增加，Pm1、Pm2及 Fc均呈下降趨勢。換言之，θ1、θ2 的變化代表著脊柱前、后壁肌的收縮力Pm1、Pm2的拉力角變化，從而引起意想不到收縮效果；進(jìn)一步迭代計(jì)算發(fā)現(xiàn)：當(dāng)θ1從14°增加到至16°，而θ2從9°增加至11°，壓應(yīng)力Fc可從-1 000 N以下（相當(dāng)于2.66 W1）下降至-500 N 左右（相當(dāng)于 1.33 W1），且 Fc作用力的方向也發(fā)生反向現(xiàn)象，于是我們推知可能存在某一最佳位置（反向臨界點(diǎn)），可使L5/S1處受到應(yīng)力趨于Fc=0，這樣就可實(shí)現(xiàn)脊柱前、后壁肌群收縮效果恰好達(dá)到最佳“軟支柱”作用。

（2）圖 5 顯示出 Pm1、Pm2、Fc隨 d2變化規(guī)律，而此時(shí)假設(shè)θ1、θ2是一組相對較大的數(shù)值（如 θ1=15°、θ2=10°），當(dāng) d2≤5.0 cm，Pm1、Pm2、Fc隨d2的變化而改變較小，Pm1、Pm2只需較小發(fā)力就幾乎確保Fc由壓應(yīng)力轉(zhuǎn)換為拉應(yīng)力，且值不太大，即脊柱壁肌發(fā)力完全起到“軟支撐”作用；隨著 d2的增加，Pm1、Pm2、Fc相應(yīng)增加，如當(dāng)d2=5.5 cm時(shí)，肌性前壁肌合力Pm1=474.45，N=1.26W1，肌性后壁肌的合力Pm2=707.17 N=1.88W1，可以維持身體平衡，此時(shí)L5/S1關(guān)節(jié)中心應(yīng)力為Fc=-778.42 N=-2.07W1，出現(xiàn)負(fù)壓。說明人體上半部自重（W1）沿脊柱（通過肌性前后壁）直接傳至骨盆上，這樣肌性前后壁替脊柱分載部分甚至全部的軀體重力，故肌性前后壁肌作等張收縮的基礎(chǔ)上維持等長收縮，可使其重力分載作用持續(xù)，即起肌力的“軟支柱”作用；當(dāng)d2增至6.3 cm時(shí)，F(xiàn)c的值達(dá)-6680.8 N，當(dāng)d2增至6.7 cm時(shí)，F(xiàn)c的值約為7 692.6 N，據(jù)壓縮實(shí)驗(yàn)的結(jié)果[12]：在椎體前緣施以5 880 N的縱軸壓力可使它產(chǎn)生壓縮性骨折。因此本研究認(rèn)為d2的值應(yīng)6.3 cm以下，而且θ1、θ2 愈小，d2的取值就越小。

（3）可見，日常腰椎間盤突出癥（Lumbar discherniation，LDH）往往是引起腰腿痛的重要原因，目前對LDH的具體自然病程尚缺乏深入的認(rèn)識(shí)，學(xué)者們普遍認(rèn)為突出的髓核不能自然吸收或還納，但臨床病例中證明，通過從生物力學(xué)、病理生理組織結(jié)構(gòu)的改變以及影像學(xué)表現(xiàn)等角度探討的結(jié)果是突出的椎間盤“還納”的可能性。本研究認(rèn)為椎間盤負(fù)壓可使凸出的椎體向其中心收縮，從而慢慢降低并最終消除椎間盤膨突所引起的“占位變”，“占位變”的解除可使椎間孔重回原來舒擴(kuò)狀況，這樣在椎管內(nèi)和椎間孔管部分被擠壓的神經(jīng)根亦獲得自由，從而消除神經(jīng)及其周圍軟組織的無菌性炎癥。

據(jù)臨床實(shí)驗(yàn)報(bào)道[13]：骨盆牽引的有效力約在400～600 N之間，當(dāng)肌性前后壁的合力分別達(dá)到0.85 W1和1.3 W1時(shí)，腰椎間盤內(nèi)的壓力即達(dá)-485 N，進(jìn)入有效牽引力的范圍內(nèi)。本研究當(dāng)d=5.5 cm時(shí)，所獲得的迭代值即可達(dá)到這一要求，從而左證了這樣的假設(shè)——即人體可以不依賴外力牽引，但可依靠自身肌力的支撐作用達(dá)到與牽引療效相同的結(jié)果。然而，本研究所獲得的“這種牽引作用”意旨人體自身就是一架牽引器，只要保持適當(dāng)?shù)淖藙菁熬S持發(fā)力狀況就可隨時(shí)起到牽引治療和預(yù)防作用。

圖3 當(dāng)d2為定值時(shí)合力Pm1、Pm2及L5/S1關(guān)節(jié)中心應(yīng)力Fc分別隨θ1變化曲線Figure 3 When d2 was identified as a certain value，thechangecurvethe Pulling force of Pm1 and Pm2，and L5/S1 stress Fc respectively withθ1

圖4 當(dāng)d2為定值時(shí)合力Pm1、Pm2及L5/S1關(guān)節(jié)中心應(yīng)力Fc分別隨θ2變化曲線Figure4 When d2 wasidentified asa certain value，thechangecurve the Pulling forceof Pm1 and Pm2，and L5/S1 stress Fc respectively withθ2

圖5 當(dāng)d2為定值時(shí)合力Pm1、Pm2及L5/S1關(guān)節(jié)中心應(yīng)力Fc分別隨d 2變化曲線Figure5 When d2 wasidentified asa certain value，thechange curvethe Pulling forceof Pm1 and Pm2，and L5/S1 stress Fc respectively with d2

2.3 當(dāng)載荷W=0，F(xiàn)A≠0（非放松且考慮腹壓的作用），人體處于直立狀態(tài)下的力學(xué)特征

查閱相關(guān)文獻(xiàn)[14]，當(dāng)吸氣時(shí)，胸腔產(chǎn)生負(fù)壓，呼氣時(shí)產(chǎn)生正壓，可見腹壓隨呼吸節(jié)律變化而變化。ZHONG[15]和MORGAN[16]等人從純理論角度研究認(rèn)為單純向上的胸腹腔內(nèi)壓亦能使軀體維持平衡，即胸腹腔內(nèi)壓對脊柱的重力載荷有分載作用。本研究選擇將腹壓PA的極限值定為90 mmHg[14]，而以CHAFFIN建議[17]的腹壓力FA的力臂為依據(jù)（直立時(shí)d=7 cm，而屈曲位時(shí)d=15 cm）建立如下模型：

將相關(guān)數(shù)據(jù)代入可簡化成如下方程：

從等式（7）、（8）可知當(dāng)胸腹內(nèi)壓FA值越大，肌性前后壁合力 Pm1、Pm2的值越小，這與 ZHONG[15]和 MORGAN[16]提出的胸腹腔內(nèi)壓能減輕腰脊柱負(fù)荷和軀干肌緊張的觀點(diǎn)相吻合。特別地，當(dāng) FA增加到 106N 時(shí)，Pm1≈Pm2≈0，而 Fc=269.54N（約為 0.716 W1），這個(gè)結(jié)果表明僅依賴腹壓就可維持軀體平衡，同時(shí)又起到了支撐分載的作用。

但從（9）式可以看出：Fc與FA成正比，即腹內(nèi)壓FA增加同時(shí)增加椎間盤的內(nèi)壓。現(xiàn)假設(shè)腹壓作用于的隔的面積取465 cm2，PA取90 mmHg[17-18]，則人體處于直立位時(shí)腹壓產(chǎn)生的壓力FA=550 N，將該值代入（7）、（8）、（9）可得：Pm1=-1957.5 N=-5.20 W1，Pm2=2 913.02 N=-7.75 W1，F(xiàn)c=4588.5 N=12.19 W1。顯然這個(gè)內(nèi)壓值造成肌性前、后壁肌力方向反向，肌肉收縮形式由離心改為向心收縮，使壓應(yīng)力Fc為W1的12.19倍，此時(shí)腹壓作用增強(qiáng)了椎間盤脊柱及內(nèi)含胸腹腔的軀體的剛度，從而使腰、脊柱及軀干的穩(wěn)定性增加，與此同時(shí)，L5/S1椎間盤內(nèi)壓也增加，這與KRAG[18]的實(shí)驗(yàn)和理論研究結(jié)論一致。因此，對于舉重運(yùn)動(dòng)員舉載發(fā)力、體力勞動(dòng)者扛抬重物及不同病患者打噴嚏等都可導(dǎo)致L5/S1椎間盤內(nèi)壓突增，這勢必使椎間盤突出的治愈病例很容易再復(fù)發(fā)，故在臨床上采取提高胸腹腔內(nèi)壓的“壓力支柱”作用來減輕自身重力和外加載荷的方法不可取。迭代計(jì)算表明：增加Pm1、Pm2則可使L5/S1椎間盤內(nèi)壓下降，因此，我們完全可以采取增加Pm1、Pm2（脊柱前后壁肌力）方法達(dá)到降低胸腹腔內(nèi)壓，進(jìn)而使L5/S1椎間盤內(nèi)壓下降，這是具有重要臨床價(jià)值的措施。然而，如何讓椎間盤膨凸患者提升脊柱前、后壁肌力，這無論在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練學(xué)及還是臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域都一直在探討及爭論的熱點(diǎn)問題，特別是對那些腰椎疾患者訓(xùn)練方法更難把握，因?yàn)檎Ｈ说难?、腹力量?xùn)練方法很可能在這些患者身上產(chǎn)生不適。

許多情況下，人們不重視腰、腹部肌肉力量訓(xùn)練，但事實(shí)上，日常生活中豎脊肌的工作量很大，因而受傷的風(fēng)險(xiǎn)很高，人們患腰部疼痛的比例很高（如長久坐姿、站立和躺著是引發(fā)這類疼痛的主要原因）；同樣地，腹部肌肉力量對于腰椎的活動(dòng)和穩(wěn)定性也有相當(dāng)重要的作用，軟弱無力的腹肌可能導(dǎo)致骨盆前傾和腰椎生理彎曲增加，并增加腰背痛的幾率。

綜上所述，腰背患者必須注意兩方面：（1）無論是日常行走或是伏案（坐姿狀況）工作，務(wù)必間或維持軀體收縮挺立向上的姿態(tài)，以防止含胸凸肚狀態(tài)（軀干松馳）時(shí)間過長；（2）平時(shí)要盡可能降低腹橫肌、內(nèi)、外斜肌、胸廓肌群的收縮力度及頻次，使胸腹壓盡可能低，同時(shí)可適當(dāng)加大脊柱前、后壁肌力的分載作用讓更多的時(shí)間內(nèi)使腰椎間盤內(nèi)形成負(fù)壓。

2.4 當(dāng)載荷W=0，F(xiàn)A≠0（非放松且考慮腹壓的作用），人體處于屈位時(shí)的力學(xué)特征

從人體解剖結(jié)構(gòu)看，人體前傾時(shí)，前壁肌基本處于放松位即Pm1=0，為研究方便，這里不妨假設(shè)前傾角為45°，Pm2的作用力方向幾乎與y軸平行，W1的力臂b=0.25 m。d取CHAFFIN推薦值[18]15 cm，故可獲得如下簡約模型：

整理后得：

顯然，若腹壓為0，Pm2=1 710N，F(xiàn)c=1 976 N，與直立姿勢相比較，屈位狀態(tài)下Pm2是直立放松時(shí)的2.45倍，F(xiàn)c是直立放松時(shí)的2.59倍；若設(shè)腹壓分別為FA=50 N、100 N、150 N，經(jīng)重新計(jì)算發(fā)現(xiàn)：與放松直立時(shí)相比，人體屈位對應(yīng)的Pm2、Fc的值均成倍增加。究其原因，主要是因?yàn)榍扒鼤r(shí)，W1力臂成倍增加的結(jié)果，故腰椎間盤突出患者應(yīng)盡量避免前屈彎腰，當(dāng)前屈搬物時(shí)更應(yīng)盡可能地減小重力矩。

另一方面，由（13）、（14）、（15）表達(dá)式可知，當(dāng)身體前屈時(shí)，Pm2及Fc都與胸腹腔內(nèi)壓力FA呈負(fù)相關(guān)，Pm2與Fc成正相關(guān)?？梢妼τ谖椿?、已患及已治愈的椎間盤源性腰腿痛的患者而言，在日常生活中，要盡量減少長時(shí)間背屈身體且脊柱充分前屈的提物動(dòng)作，若不得不前屈彎腰搬運(yùn)重物時(shí)，必須盡量增加胸腹腔內(nèi)壓以降低椎間盤內(nèi)壓，發(fā)揮“壓力支柱”的重力分載作用。還有，在體育運(yùn)動(dòng)中，例如舉重，要盡量避免遠(yuǎn)離身體的提鈴動(dòng)作；平時(shí)寫字、讀書、操作計(jì)算機(jī)、駕車等動(dòng)作，也要盡量減少長時(shí)間背屈度較大的靜力性動(dòng)作，以減少由于韌帶、纖維環(huán)疲勞引起的椎間盤髓核突出的發(fā)生率。

3 結(jié) 論

（1）正常人體處于放松直立位時(shí)，無論是肌性前壁肌還是后壁肌作向下等長收縮，L5/S1椎間盤中心都要承受一定數(shù)量的壓力，兩種狀態(tài)下的人體平衡中，前、后壁肌被動(dòng)的等長收縮不僅沒有起到肌力“軟支柱”的作用，反而加重脊柱的負(fù)荷。

（2）正常人體處于非放松直立位時(shí)，前、后壁肌產(chǎn)生的收縮力效應(yīng)量及L5/S1關(guān)節(jié)受到的應(yīng)力受壁肌發(fā)力方向的影響，隨著前、后壁肌拉力角的增加，前、后肌壁力及L5/S1關(guān)節(jié)受到的應(yīng)力均呈下降趨勢，且存在某一最佳狀態(tài)。而此時(shí)前、后壁肌的收縮方式，可引起L5/S1關(guān)節(jié)處的壓應(yīng)力方向反向，即從壓應(yīng)力向拉應(yīng)力方向轉(zhuǎn)換，而轉(zhuǎn)換的瞬刻L5/S1處的應(yīng)力變?yōu)?，即完全起到肌力“軟支柱”的作用。

（3）正常人體處于非放松直立位時(shí)，前、后壁肌力及L5/S1關(guān)節(jié)處應(yīng)力受后臂肌力壁d2影響較大，若d2≤5.0 cm，三力變化不大，且前、后壁肌發(fā)較小力就可維持平衡，并使L5/S1處的應(yīng)力趨于0，即起到肌力“軟支柱”的作用；隨著d2的增加，三力相應(yīng)增加，當(dāng)d2增至6.3 cm時(shí)，L5/S1處受力突增，并足以使椎體前緣發(fā)生壓縮性骨折，因此，后壁肌發(fā)力方式非常重要，特別是顯著增大力壁d2的動(dòng)作及姿態(tài)要盡量避免。

（4）當(dāng)考慮胸、腹腔內(nèi)壓存在時(shí)，本研究推出：胸、腹內(nèi)壓值越大，肌性前、后壁肌力合力值越小，這進(jìn)一步左證了前期許多學(xué)者的觀點(diǎn)，并提出只要內(nèi)壓FA適當(dāng)，就可確保前、后壁肌完全處于靜息狀態(tài)下時(shí)，單純依靠腹壓不僅能維持軀體的平衡，也可起到“軟支柱”作用。

（5）同等條件下的人體屈位狀態(tài)時(shí)，會(huì)引起前、后壁肌力及L5/S1處的應(yīng)力成倍增加，其主要原因是由于屈位狀態(tài)大大增加了人體上體質(zhì)心重力臂，這一結(jié)果提醒腰椎間盤突出患者一定要盡量避免前屈彎腰，特別是當(dāng)前屈搬物時(shí)更應(yīng)盡可能地減小重力矩。

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