（运动人体科学专业论文）静力性负重对人体身高影响的实验研究.pdf

硕 士 学 位 论 文 论文题目：论文题目：静力性负重对人体身高影响的实验研究静力性负重对人体身高影响的实验研究 学科专业名称学科专业名称 运动人体科学运动人体科学 研 究 方 向研 究 方 向 运动训练的技运动训练的技能学评定能学评定 申 请 人 姓 名申 请 人 姓 名 刘蕾刘蕾 指 导 教 师指 导 教 师 单信海单信海 教授教授 论文提交时间论文提交时间 2011 年年 6 月月 1 日日 单单 位位 代代 码码 10445 学学 号号 2008020300 分分 类类 号号 g804.6 研究生类别研究生类别 全日制硕士全日制硕士 独 创 声 明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。 据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写 过的研究成果，也不包含为获得 （注：如没有其他需要特别声明的，本 栏可空）或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做 的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名： 导师签字： 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解 学校学校 有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国 家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权 学校学校 可 以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等 复制手段保存、汇编学位论文。 （保密的学位论文在解密后适用本授权书） 学位论文作者签名： 导师签字： 签字日期：201 年 月 日 签字日期：201 年 月 日 静力性负重对人体身高影响的实验研究 静力性负重对人体身高影响的实验研究 _ 3 摘要 _ 1 abstract _ 3 1 1 绪论绪论 _ 5 1.1 选题的意义及依据选题的意义及依据 _ 5 1.1.1 人体揭秘人体揭秘 _ 5 1.1.2 日常生活中的负重日常生活中的负重 _ 5 1.1.3 负重在竞技体育中的应用负重在竞技体育中的应用 _ 5 1.1.4 负重在学校体育中的应用负重在学校体育中的应用 _ 5 1.1.5 下腰痛与负重的关系下腰痛与负重的关系 _ 6 1.1.6 身高变化在运动中的应用探索身高变化在运动中的应用探索 _ 6 1.2 人体蠕变的实验研究现状人体蠕变的实验研究现状 _ 6 1.2.1 关节软骨的蠕变研究关节软骨的蠕变研究 _ 7 1.2.2 有关骨的蠕变研究有关骨的蠕变研究 _ 8 1.2.3 有关韧带的蠕变研究有关韧带的蠕变研究 _ 9 1.2.4 有关脊柱的蠕变研究有关脊柱的蠕变研究 _ 10 1.2.5 有关人体身高的蠕变研究有关人体身高的蠕变研究 _ 12 1.2.6 目前研究中存在的问题目前研究中存在的问题 _ 14 2 研究方法研究方法 _ 14 2.1 文献资料法文献资料法 _ 14 2.2 询问法询问法 _ 15 2.3 数理统计法数理统计法 _ 15 2.3.1 单因素方差分析（单因素方差分析（one-way analysis of variance） _ 15 2.3.2 多重比较法（多重比较法（ mulitiple comparisons） _ 15 2.3.3 相关分析（相关分析（bivariate correlations） _ 15 2.4.4 曲线拟合（曲线拟合（curver estimation） _ 16 2.4.5 因子分析（因子分析（factor analyze） _ 16 2.4.5.1 因子分析的实现问题因子分析的实现问题 _ 16 2.4.5.2 因子分析结果的读取分析因子分析结果的读取分析 _ 17 2.5 实验研究法实验研究法 _ 18 3 实验研究的设计与实施实验研究的设计与实施 _ 18 3.1 研究对象研究对象 _ 18 3.2 测量的安排测量的安排 _ 18 3.2.1 测量时间安排及身高恢复的控制测量时间安排及身高恢复的控制 _ 18 3.2.2，身高体重的测量，身高体重的测量 _ 19 4 测量仪器的设计测量仪器的设计 _ 19 4.1 测量仪器数字显示部分的设计测量仪器数字显示部分的设计 _ 19 4.2 测量仪轨道部分的设计测量仪轨道部分的设计 _ 20 4.3 测试时的具体操作测试时的具体操作 _ 21 4.4 测测量原理量原理 _ 21 4.5 仪器精度及仪器测量精度仪器精度及仪器测量精度 _ 21 4.6 负重工具的设计负重工具的设计 _ 22 4.7 高度调节工具的设计高度调节工具的设计 _ 22 4.8 数据测量数据测量 _ 23 4.8.1 站高的测量站高的测量 _ 23 4.8.2 坐高的测量坐高的测量 _ 23 4.8.2 负重负重 _ 23 5 结果与分析结果与分析 _ 23 5.1 蠕变实验结果记录蠕变实验结果记录 _ 23 5.2 二十分钟蠕变量及即刻恢复二十分钟蠕变量及即刻恢复 _ 26 5.3 蠕变曲线蠕变曲线 _ 26 5.4 不同情况下身高蠕变的相关性不同情况下身高蠕变的相关性 _ 27 5.4.1 相相同姿势不同重量情况下身高蠕变的相关性分析同姿势不同重量情况下身高蠕变的相关性分析 _ 27 5.4.1.1 在坐姿的状态下四种不同负重方式的相关性分析在坐姿的状态下四种不同负重方式的相关性分析_ 27 5.4.1.1.1 差异性分析差异性分析 _ 27 5.4.1.1.2 相关性分析相关性分析 _ 28 5.4.1.2 在站姿的状态下四种不同负重方式的相关性分析在站姿的状态下四种不同负重方式的相关性分析_ 29 5.4.1.2.1 差异性分析差异性分析 _ 29 5.4.1.2.2 相关性分析相关性分析 _ 29 5.4.2 相同重量不同姿势之间相关性的分析相同重量不同姿势之间相关性的分析 _ 30 5.4.2.1 差异性分析差异性分析 _ 30 5.4.2.2 5.4.2.2 相关性分析相关性分析 _ 30 5.4.3 不同性别在相同姿势相同负重的情况下身高变化的差异性不同性别在相同姿势相同负重的情况下身高变化的差异性 _ 30 5.5 不同情况下以时间为自变量的蠕变方程不同情况下以时间为自变量的蠕变方程 _ 31 5.5.1 在坐姿情况下四种不同负荷以时间为自变量的蠕变方程在坐姿情况下四种不同负荷以时间为自变量的蠕变方程 _ 31 5.5.2 在站姿情况下四种不同负荷以时间为自变量的蠕变方程在站姿情况下四种不同负荷以时间为自变量的蠕变方程 _ 32 5.6 因子分析因子分析 _ 33 5.6.1 因子分析矩阵因子分析矩阵 _ 33 5.6.2 统计检验统计检验 _ 34 5.6.3 因子提取因子提取 _ 34 5.6.4 5.6.4 碎石图碎石图 _ 35 5.6.5 因子负荷矩阵因子负荷矩阵 _ 35 5.6.6 因子负荷矩阵的旋转因子负荷矩阵的旋转 _ 36 5.6.7 协方差矩阵协方差矩阵 _ 36 6 讨论讨论 _ 37 6.1 仪器检验仪器检验 _ 37 6.2 同姿势受力分析同姿势受力分析 _ 37 6.3 蠕变函数曲线蠕变函数曲线 _ 39 6.4 身高变化差异性的分析比较身高变化差异性的分析比较 _ 39 6.5 二十分钟身高的变化和即刻恢复二十分钟身高的变化和即刻恢复 _ 40 6.6 性别方面身高变化的差异性性别方面身高变化的差异性 _ 40 6.7 荷重量的选取荷重量的选取 _ 40 6.8 负重与下腰痛负重与下腰痛 _ 40 6.9 因子分析因子分析 _ 41 7 建议建议 _ 41 参考文献参考文献 _ 43 攻读学位期间发表的学术论文目录攻读学位期间发表的学术论文目录 _ 48 致谢致谢 _ 49 山东师范大学硕士学位论文 1 摘要 研究目的：本次试验主要是研究设计身高变化的测量仪器，并测量不同的静力性负荷 对站高和坐高的影响，不同负重的情况下身高的缩短是否主要是脊柱的缩短，以及男女之 间负荷的差异。测量在负重的情况下身高是怎样变化、第一时间的恢复情况、在负重的过 程中身高的变化趋势、得到在几种不同的负荷下身高的相关性与差异性，以及哪种负荷对 人体来说可能被用来衡量日常负荷的监控指标。 研究对象：14 名受试者，其中 7 名男性，7 名女性。受试者年龄在 24-26 岁。无下腰 痛等疾病。研究方法：文献资料法、询问法、数理统计法、实验研究法 研究内容：首先是实验仪器的设计：主要包括数字显示部分的设计、测量仪轨道部分的设 计、 测试时的具体操作、测量原理。仪器精度的检验、 负重工具的设计、高度调节工具 的设计、以及测量时的基本要求；然后是数据的处理：用 spss 对所得数据进行统计处理 研究结果： 1.在人体 20 分钟的蠕变过程中（测量误差为 0.53mm） ，前 4 分钟变化最快，4-10 分 钟变化较前面稍慢，之后缓慢变化，在最后的几分钟内变化很小，并慢慢开始趋向平衡。 2在负重相同的情况下，站姿和坐姿身高变化的相关系数均在 0.9 以上，有非常显 著性意义。在空负重时站姿和坐姿之间差异不具有显著性（p=0.2810.05） 。在负重体重 的百分之十时站姿和坐姿之间差异不具有显著性（p=0.0.3530.05） 。在负重体重的百分 之二十时站姿和坐姿之间差异也不具有显著性（p=0.0.5840.05） 。在负重体重的百分之 三十时站姿和坐姿之间差异具有显著性（p=0.0.0390.05） 。 3.在坐姿情况下， 空负重和负重体重的百分之十之间的差异在 0.05 水平上差异显著， 但在 0.01 水平上差异不显著(0.012p=0.0120.05)。空负重和负重体重的百分之二十、 百分之三十之间差异具有非常显著性（p0.01） 。负重体重的百分之十和百分之二十之间 差异具有显著性（p=0.020.05） 。负重体重的百分之二十和百分之三十之间差异具有非常 显著性（p0.01） 。在站姿情况下，空负重和负重体重的百分之十之间的差异在 0.05 水平 上差异显著，但在 0.01 水平上差异不显著(0.012p=0.0120.05)。空负重和负重体重的 百分之二十、百分之三十之间差异具有非常显著性（p0.01） 。负重体重的百分之十和百 分之二十之间差异具有显著性（p=0.02 0.05) . in the loading of their 20% weight between sitting and standing posture the difference is not significant (p = 0.584 0.05). the loading of their 30% weight between sitting and standing 山东师范大学硕士学位论文 4 posture the difference is not significant (p = 0.039 0.05). 3. in the sit posture cases, the difference between empty loading and 10% weight loading is significant at 0.05 level, but at 0.01 level difference was not significant (0.012 p = 0.012 0.05). the difference among empty loading, 20% weight loading and 30 % weight loading is very significant (p 0.01). the difference between 10% weight loading and20% weight loading is significant (p = 0.02 0.05). the difference between 10% weight loading and20% weight loading is significant (p 0.01). in the standing pustrue cases, the difference among empty loading and 10% weight loading ,20% weight loading ,30% weight loading are significant, (p 0.01). 4. with time as the independent variable ,the height changes in different load cases are a logarithmic changes. 5. the same position among different load, the same load among different postures , correlation coefficient is more than 0.9, degree of correlationis very high. 6. there is a definite relation between low back pain and the static load, thirty percent of the weight loading can be used as a minitor load for daily life. research meaning: at presently,the domestic research in this field has no record, this experiment study the heigth changes with two different postures and four loading conditions.can provide theoretical parameter about loading for daily life, can provide reference for clinical medicine about the low back pain,also can provide theoretical and experimental basis for height changes as loading index. keywords：static loading stature creep 山东师范大学硕士学位论文 5 1 绪论 1.1 选题的意义及依据 1.1.1 人体揭秘 人体的奥秘从古到今就一直被人们所关注，人们对人体的各种现象都非常好奇，像在 很久以前人们会问人为什么会冷，为什么会起鸡皮疙瘩，为什么会惊恐等等，这些问题人 类早已得到答案，但还有很多问题人类并不清楚，比如现在人们知道每天人的身高都会有 变化，变化的范围也知道，但具体情况下人的身高是怎样发展变化的并不是很清楚。 1.1.2 日常生活中的负重 在日常生活中，负重是一种很常见的现象。在工地上做工的工人经常需要背负重物， 上学的学生需要背书包，农民劳动也经常需要负重等等。正常情况下，人每天身高都在变 化，因为人体的骨骼与骨骼之间的间隙、软骨、起到润滑作用的液体等都可以被压缩或是 流出受压的部位，特别是脊柱。人在经过一天的活动以后,骨骼与骨骼之间的间隙会被压 缩，软骨等的厚度也会相应的变薄。正常情况下人一天早晨和晚上的身高差距约为 1 至 3 厘米,如果是白天做负重劳动的人会则会被压缩的更短。经过一晚的休息,被压缩的组织恢 复，人的身高也就随之恢复。 1.1.3 负重在竞技体育中的应用 在体育运动中力量训练是一项基本的训练手段，而力量训练中常用的训练手段就是负 重训练，比如负重深蹲，负重半蹲，负重连续纵跳等，并且在体育运动中有一些专门的比 赛项目就与负重有直接的关系，比如举重以及现在在一些国家流行的各种大力士的比赛。 这种负重性力量训练会对身高产生什么样的影响呢？ 1.1.4 负重在学校体育中的应用 在学校体育课中，尤其是对一些有体育特长的学生的训练中，负重性的力量练习也是 一种常用的训练手段。在中学阶段学生正处于身体发育阶段，现在也有很多家长会担心， 山东师范大学硕士学位论文 6 孩子经常负重会不会影响身高的发育，那么这种负重性的力量练习会对身高产生影响吗？ 1.1.5 下腰痛与负重的关系 下腰痛是骨科疾病中常见的病症之一，如腰椎退行性病变、腰椎间盘突出等，这些与腰 椎体椎间盘的力学性质有关，并且下腰痛一般被认为与脊柱的负荷有关，在下腰痛的临床 评价中日常活动会被作为一个诱因，并且有研究发现在静力性活动中抱怨有下腰痛的人数 与腰椎间盘压力之间有显著性的关系 12。为此我们研究在人体持续一段时间进行静力性负 重时，人体的身高变化量，负重时身体的本体感觉，研究一段时间内身高变化的发展趋势， 以期可以为临床医学提供力学参数，为预防下腰痛疾病提供科学的实验数据和理论依据。 1.1.6 身高变化在运动中的应用探索 因为身高缩短的总数和加载在脊柱上的载荷的大小相关（corlett et al 1987） ，在人 类工程学和各种运动中，身高的缩短已被作为评价加载在脊柱上的负荷的指标。因此我们 需要研究在一段时间的负重情况下，身高变化与负重之间的关系，进一步为身高的变化在 运动中的应用探索提供理论依据。 1.2 人体蠕变的实验研究现状 检索了山东师范大学图书馆的期刊文献、中国期刊网、中国知网等全文数据库及 springer link 电子资源数据库，查阅并分析总结了大量国内外有关组织蠕变、各种负重 条件下身高的变化或者是身体某部分蠕变的相关文献资料，文献综述如下： 通常所说的蠕变是指组织在一定的应力作用下, 其应变随时间而增大的现象。或者说 是在持续压力下产生的持续形变。本次试验所述的身高的蠕变指的是在不产生破坏的持续 载荷下，身高所发生的改变。产生蠕变的机理是生物的组织，主要是指胶原纤维等高聚分 子，在外力长时间的持续作用下逐渐发生的构象变化或者是位移变化，并且使其力学性质 发生改变。 山东师范大学硕士学位论文 7 1.2.1 关节软骨的蠕变研究 软骨是由软骨组织和它周围的软骨膜组成，软骨属于结缔组织，有弹性。从生物力学 的角度分析，软骨是一种粘弹性材料，并且其中多有小孔分布，在软骨组织的间隙中充满 液体，在应力作用下，液体在组织中流进或流出，而软骨的力学性能就随着软骨中的液体 得含量不同而变化。软骨作为粘弹性材料，其结构与力学性能的关系一直受到国内外学者 的关注，并且做了一系列的研究。 孟广伟 61等人进行了髌骨软骨的拉伸应力松弛蠕变的实验研究，得出了髌骨软骨一维 拉伸的破坏载荷为 38.54n、伸长比为 1.312、张应为 6.65mpa、张应变为 34.0%,通过半月 板的应力- 应变关系表达式和应力- 应变曲线，应力松弛、蠕变曲线及其归一化的函数， 得出应力松弛曲线呈对数关系变化, 蠕变曲线呈指数关系变化，说明了髌骨软骨具有较大 的拉伸强度与延伸能力和良好的粘弹性力学性质，由髌骨软骨应力松弛、蠕变曲线可以发 现其应力松弛和蠕变主要发生在 1200s 以内, 之后应力缓慢下降, 应变缓慢上升。 王学成 46等人研究了肩、髋及膝关节的蠕变，并进行对比，发现负重关节和非负重蠕 变的差异，得出负重关节较非负重关节有良好的蠕变效应，根据朱庆三等人于1993 年对 肱骨头软骨、股骨头软骨及股骨髁软骨三个部位软骨的胶原含量进行测定, 得出承受压力 越大的关节其软骨胶原含量越低,以及slowman等人研究表明了非负重部位软骨pg （蛋白 多糖）含量低于负重部位，推断出蠕变可能与其生化结构有关。 冯正昕 62等人研究了大骨节病对股骨头软骨蠕变特性的影响，实验研究发现其蠕变量 变小，达到平衡点后其儒变量比正常水平低，表明股骨头软骨除有变形外，生物力学特性 也有相应的变化。 严波 33等人采用有限元数值方法分析关节软骨围限压缩蠕变和应力松弛问题, 得到软 骨组织在蠕变和应力松弛过程中, 固体相和流体相的速度、固体相的有效应力以及孔隙压 力等随时间的变化规律，得出了关节软骨的力学行为的数值模拟。 曾衍钧， 刁越 【37】等人研究分析了病态组和正常组股骨头软骨与半月板标本粘弹性的应 力松弛和蠕变，发现病态组应力松弛和蠕变量明显比正常组低, 主要原因是胶原纤维变性 和 pg 减少。作者还指出了半月板的粘弹性与年龄和性别有关。 山东师范大学硕士学位论文 8 1.2.2 有关骨的蠕变研究 骨是一种坚硬的结缔组织，骨组织与其他结缔组织基本类似，也由细胞、纤维和基质 三种成分组成,骨的最大特点是细胞基质具有大量的钙盐沉积，成为坚硬的组织，构成身 体的骨骼系统,骨分密质骨与松质骨, 骨力学是生物力学的重要分支, 研究骨组织在外力 作用下的力学特性和骨受力后的生物效应, 是对骨组织评定的一种可靠的方法。 王玉发 64等人对跟骨、月骨、头状骨松质骨进行了压缩应力松驰、蠕变实验研,得出 了跟骨松质骨纵向、横向、45方向和月骨松质骨、头状骨松质骨压缩应力松弛、蠕变数 据和曲线,结果表明纵向应力松弛量、蠕变量均大于横向和45方向, 说明松质骨具有各 向异性的力学性质,在同一应力水平下月骨松质骨和头状骨松质骨两组蠕变量无显著性差 异，说明月骨松质骨和头状骨松质骨粘弹性力学特性较接近,通过蠕变曲线可知跟骨、月 骨、头状骨松质骨应力松弛、蠕变最初600 s 变化最快, 之后应力缓慢下降、应变缓慢上 升。 程杰平 65等人对股骨颈松质骨进行了拉伸蠕变的实验研究，通过对股骨颈松质骨纵 向、横向、45度方向试样进行拉伸蠕变实验，得出了股骨颈松质骨三个方向的蠕变数据和 曲线，通过一元回归分析得出了归一化蠕变函数及曲线。分析结果表明：股骨颈松质骨纵 向组蠕变量均大于横向组和45度方向组, 股骨颈松质骨为各向异性材料。 朴成东 67等人对股骨上端松质骨试样进行纵向拉伸应力松弛及蠕变实验研究，得到股 骨上端松质骨纵向的应力松弛及蠕变函数和曲线,通过蠕变曲线分析可知股骨上端松质骨 应力松弛、蠕变在最初600s 变化最快, 之后应力缓慢下降、应变缓慢上升。 宋洪年、全铁钢 【31】等人对正常和病态膝关节干骺端松质骨进行压缩蠕变实验研究， 得出了正常组和病态组松质骨7 200 s蠕变量, 蠕变随时间的变化规律及蠕变方程。通过 数据分析可知在加载的最初的1 000 s，蠕变衰减现象最显著, 之后蠕变以很低的速率持 续。病态组7 200 s蠕变量显著低于正常组，推断其原因是骨性关节炎改变了松质骨受力 的平衡关系, 骨的纤维结构发生改变, 骨小梁变细、 断裂， 所以降低了蠕变力学性能指标。 王溪原 32等人对正常大鼠股骨和维甲酸所致大鼠骨质疏松股骨进行压缩应力松弛、 蠕变的实验研究，模型组的7200 s 应力松弛、蠕变量指标显著低于正常对照组，并且达 到相对平衡点的时间长。 麻文焱 54等人对正常股骨头和股骨头坏死后的股骨头进行压缩，应力松弛的实验研 究，结果发现病态组7 200 s 蠕变量显著低于正常组 ,说明了股骨头坏死后打乱了松质骨 山东师范大学硕士学位论文 9 骨小梁的正常排列, 骨量丢失,从而对蠕变特性造成影响。 陈雷 55等人研究了正常股骨头松质骨和股骨头坏死（病态）松质骨的粘弹性力学性 质,对正常和病态股骨头松质骨中立位纵向进行应力松弛、蠕变实验，得出了正常组和病 态组纵向和横向应力松弛、蠕变数据和曲线、归一化蠕变函数及曲线,分析结果指出病态 组的粘弹性指标明显低于正常组,其还指出了股骨头松质骨粘弹性与年龄密切相关，年龄 越大，应力或应变变化越缓慢，尤其是5 0 岁以上者更突出。 1.2.3 有关韧带的蠕变研究 韧带属于致密结缔组织，主要包括弹性结缔组织和致密结缔组织。 程杰平 【61】等人利用复制氟中毒动物模型, 取动物模型膝关节前交叉韧带进行蠕变实 验，得出了对照组和实验组动物膝关节前交叉韧带蠕变数据和曲线。结果发现实验组膝关 节前交叉韧带7 200 s蠕变量显著低于对照组。 姜建元 34等人利用成人膝关节标本, 对前交叉韧带及其置挨替代物(骸韧带、骼胫束) 进行系统的粘弹性力学性质的实验研究, 通过粘弹性力学模型的建立, 推导前交叉韧带 及骸韧带、骼胫束的本构方程, 对韧带的蠕变和松弛现象进行系统的分析,实验结果表明, 韧带的损伤与韧带的生物力学性质有关, 骼韧带的粘弹性性质更接近前交叉韧带关节内 骸韧带置换比骼胫束为佳。 张远鹰 35等人对膝关节前交叉韧带进行系统的拉伸、应力松驰、蠕变实验,研究表明 前交叉韧带在实验中表现出典型的松弛、蠕变现象, 在最初的600s 时应力应变的变化幅 度较大, 之后应力缓慢下降, 应变缓慢上升,最终得出前交叉韧带具有良好的粘弹性力学 性质, 其粘弹性力学行为是为了适应其所在解剖部位的功能需要。 李治罡 41等人对人脊柱腰椎后纵韧带l3- 5拉伸，压缩蠕变实验，人脊柱后纵韧带应 力松弛实验在最初的600s 内应力下降较快，之后应力缓慢下降,到7200s 的时侯基本达到 平衡,作者通过分析认为脊柱后纵韧带在人体活动中具有一定的松弛量, 但松弛量不能过 大,过大则易使脊柱丧失稳定性, 过小则不利于屈伸。 赵宝林 【45】等人研究了人体颈椎后纵韧带c1-c4 、c4-t1 的黏弹性力学性质。得出了 c1-c4、c4-t1 后纵韧带的应力松弛、蠕变数据和曲线，应力松弛函数蠕变函数及曲线及 回归系数。应力松弛、蠕变实验结果显示, 应力松弛和蠕变最初600s 变化较快, 600s 以 后应力缓慢下降, 应变缓慢上升, 达到7200s 后应力松弛蠕变曲线基本达到平衡,并说明 山东师范大学硕士学位论文 10 了在长时间恒定载荷作用下, 颈椎后纵韧带的变形呈现出一种不可逆的趋势，这表明恒定 长时间的载荷不利于韧带生物力学特性的保持，而这个结果也提示了, 颈椎韧带劳损与退 变的病因可能与颈部活动减少和颈椎经常维持在张力位置有关。 倪国新 47等人探讨了兔挛缩膝关节髌韧带的应力松弛和蠕变特性,（关节挛缩是指关 节周围软组织缩短所致的关节活动范围受限）, 无论是正常还是挛缩膝关节, 在37 e 与 42 e 的温差对髌韧带的最大应力松弛率、最大蠕变率均无显著影响正常组和制动组髌韧 带均表现出较明显的应力松弛和蠕变现象。 李鹏 48等人研究了膝关节前交叉韧带和后交叉韧带的拉伸力学性质和粘弹性力学性 质，通过实验得出了破坏载荷，强度极限、最大应变、伸长比、弹性模量、应力松弛、蠕 变实验数据和曲线，归一化应力松弛函数，蠕变函数，并拟合了实验曲线,通过实验数据 分析可知前交叉韧带的拉伸强度极限、最大应变等大于后交叉韧带，后交叉韧带7200s应 力松弛、蠕变量小于前交叉韧带。 朴成东 49等人研究了人体膝关节前交叉韧带和内侧副韧带的粘弹性力学性质,对前 交叉韧带和内侧副韧带进行应力松弛, 蠕变实验,对实验数据进行归一化处理, 得出了归 一化应力松弛函数, 蠕变函数, 以回归分析的方法处理实验数据, 得出了回归系数和拟 合曲线,通过实验数据分析可知内侧副韧带7 2 0 05 应力松弛蠕变量小于前交叉韧带，并 且有研究表明： m c l 韧带的糖胺聚糖极少, 而a c l 韧带的糖胺聚糖较多, 尤其是在 细胞周围更多。糖胺聚糖高度带负电荷并具有高度亲水性,它能摄取水, 构成充满细胞间 隙的细胞外基质, 使组织具有抗压力能力。a c l 高度的亲水性, 使其具有良好的应力松 弛、蠕变力学性质,也是其应力松弛、蠕变大于m c l 的重要因素。 1.2.4 有关脊柱的蠕变研究 脊柱是由刚度较大的椎体和刚度较小的椎间盘和韧带通过特殊的结构连接起来的运 动体，脊柱大约占身高总长度的 40%，并且其中大约三分之一到四分之一的长度是椎间盘。 脊柱受压后，当载荷超过髓核内的总压力和渗透膜的渗透压时，髓核内的液体透过渗透膜 流出，椎间盘的高度减小。 董心，贺家宁 59等人对人体c32c7 段颈椎压缩应力松弛及蠕变特性。测定了完整颈 椎( 对照组) 及模拟前路、后路手术颈椎( 实验组) 的应力松弛和蠕变效应, 两组对照得 出了在恒应变、应力条件下应力、应变与时间的曲线及数据。用回归分析的方法进行数据 山东师范大学硕士学位论文 11 处理, 得出了归一化应力松弛函数、蠕变函数及曲线。椎板成形术及颈椎前路间盘摘除减 压植骨术都使颈椎的粘弹性降低, 但前路间盘摘除减压植骨术对粘弹性的损失更大。 高明 60等人对脊柱tl 段稚骨进行了蠕变实验，实验结果表明, t1段椎骨应变在最初 600s 内上升较快,此后缓慢上升, 到73 0 5时, 蠕变曲线基本达到平衡,平衡后蠕变量为 0.436 % 。当椎体受一常应力时, 应变随着时间的增加而增加,曲线开始呈指数形式变化, 而中间段基本呈线性变化。 罗民，唐广志 38等人对9 例c5.6 椎间盘, 9 例t 6.7 椎间盘和10例l4.5 椎间盘进 行的蠕变实验研究。模拟人体温36.50.5, 对试样施加300 n载荷, 测定椎间盘蠕变 效应,得出应变时间曲线,椎间盘蠕变函数和归一化蠕变函数及曲线。 隋福革 39等人对t5 椎间盘进行蠕变实验研究。模拟人体温36.5 士0.5 c , 时试样 施加3 0 n 载荷。本实验结果表明, 蠕变在最初600s内应变上升较快, 之后缓慢上升,当 椎间盘承受一常压应力时,其变形不是呈线性, 而是呈指数形式变化 , 严格说椎间盘刚 度不仅仅由于力和变形所决定, 而是一个和时间有关的变量圈（苏立等, 人体腰椎间盘粘 弹性实验研究.