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目的:探索负重状态下正常人屈伸活动时下腰椎椎体间旋转中心的位置,并与生理载荷下下腰椎椎体间旋转中心的位置进行比较,以期从运动学角度分析负重对于下腰椎在体运动可能带来的影响,了解不同载荷时下腰椎椎体间在体运动模式的变化特点及规律。方法:招募无腰椎疾患的健康志愿者14名,男6例,女8例;年龄22-41岁,平均(25±5)岁。采用双X线透视影像系统和螺旋CT检查相结合技术,在计算机软件辅助下,从薄层CT扫描中获取腰椎L4-5、L5-S1节段的矢状位CT图像并将其重建为三维模型,匹配到双X线透视影像系统捕获的前屈、中立和后伸时腰椎双斜位X射线透视图像上,重现出生理载荷及负重状态下腰椎椎体间三维运动状态。在L4、L5及S1椎体上建立三维坐标系,从而获得腰椎椎体间在前屈、后伸及整体屈伸运动中的6自由度数值,并通过线性拟合计算出椎体间旋转中心点(center of rotation,COR)的位置。结果:1.不同载荷下腰椎椎体间屈伸运动范围:生理载荷下正常人屈伸运动时L4-5节段沿冠状轴(X轴)、矢状轴(Y轴)、垂直轴(Z轴)位移分别为1.3±1.6mm、2.0±1.7mm、0.3±0.2mm,沿三轴旋转度分别为6.1±3.3°、1.6±1.0°、1.7±1.4°,L5-S1节段沿冠状轴、矢状轴、垂直轴位移分别为2.0±1.3mm、3.3±1.3mm、0.3±0.2mm,沿三轴旋转度分别为7.5±3.0°、1.6±0.7°、2.4±1.8°;负重10KG下L4-5节段沿冠状轴、矢状轴、垂直轴位移分别为0.9±0.6mm、2.2±1.2mm、0.3±0.3mm,沿三轴旋转度分别为4.8±2.2°、2.5±1.1°、1.9±1.7°,L5-S1节段沿冠状轴、矢状轴、垂直轴位移分别为1.4±2.0mm、3.4±1.8mm、0.5±0.5mm,沿三轴旋转度分别为8.1±2.7°、1.7±1.2°、2.8±2.1°。L4-5、L5-S1两节段在负重及无负重状态下,其屈伸运动时的6-自由度数值均无明显统计学差异。但将L4-5与L5-S1节段的运动参数进行比较时发现,不论受试者是否负重,L4-5节段在Y轴上的位移均明显小于L5-S1节段(P<0.05)。且负重时L5-S1节段的屈伸角度明显大于L4-5节段(P<0.05)。2.不同载荷下腰椎椎体间旋转中心的位置变化规律:生理载荷下正常人L4-5节段整体屈伸运动的COR位于椎体中轴前方约1.0mm处,L5-S1节段整体屈伸运动的COR位于椎体中轴前方约0.7mm处。负重后L4-5节段屈伸运动的COR向后方轻微移动约0.6mm,L5-S1节段屈伸运动的COR向后方轻微移动约0.4mm,差异无显著性意义。若分别计算对比前屈、后伸两部分的COR位置及其移动范围,负重10KG后L4-5、L5-S1节段COR的移动范围较无负重时明显增大(P<0.05)。且负重后L5-S1节段前屈部分的COR位置较无负重时明显向椎体前方偏移(P<0.05)。结论:负重可使正常人屈伸运动时旋转中心的运动轨迹明显增大,且腰椎椎体间处于屈曲位时更易受到影响。