躯干姿势对青少年特发性脊柱侧凸患者脊柱负荷及椎旁肌肌力的影响：一项基于个体特异性肌肉骨骼建模的研究

青少年特发性脊柱侧凸（adolescent idiopathic scoliosis，AIS）会改变脊柱几何形态，并可能影响脊柱在功能性姿势下的生物力学响应。然而，AIS患者脊柱负荷和椎旁肌肉力量随姿势变化的规律仍缺乏充分认识。本研究采用一例AIS青少年患者的个体化肌骨模型，探讨躯干姿势对椎间负荷和椎旁肌肉力量的影响。基于双平面X线片重建脊柱畸形，并将其整合至全身肌骨模型中。在胸腰椎范围内分配运动，模拟了三个递增幅度下的屈曲、伸展、侧弯和轴向旋转。评估了曲线顶点附近的椎间压缩力和侧向力，以及竖脊肌（erector spinae，ES）和多裂肌（multifidus，MF）的肌肉力量。躯干屈曲产生了最大的压缩负荷，在屈曲30°时，曲线顶点处达到337 N，顶点下方两个椎体节段处达到372 N。侧弯产生了显著的方向依赖性负荷：向凹侧侧弯增加侧向力，而向凸侧侧弯增加压缩力。轴向旋转产生了类似但幅度较小的方向依赖性变化。椎旁肌肉力量始终表现出不对称性，其中ES以凹侧为主，而MF以凸侧为主。屈曲和向凸侧运动通常会导致更明显的肌肉失衡，而姿势幅度的增加则会进一步放大脊柱负荷和肌肉力量。这些研究结果表明，躯干姿势、运动方向及运动幅度会显著影响侧凸脊柱的生物力学环境，在评估AIS患者脊柱力学特征时应予以考虑。

青少年特发性脊柱侧凸（adolescent idiopathic scoliosis，AIS）会改变脊柱几何形态，并可能影响脊柱在功能性姿势下的生物力学响应。然而，AIS患者脊柱负荷和脊柱旁肌肉力随姿势变化的规律仍缺乏充分认识。本研究采用一例AIS青少年患者的个体化肌骨骼模型，探讨躯干姿势对椎间负荷和脊柱旁肌肉力的影响。基于双平面X线片重建脊柱畸形，并将其整合至全身肌骨骼模型中。在胸腰椎范围内分配运动，分别以三个递增幅度模拟屈曲、伸展、侧弯和轴向旋转。评估曲线顶点附近的椎间压缩力和侧向力，以及竖脊肌（erector spinae，ES）和多裂肌（multifidus，MF）的肌肉力。躯干屈曲产生最大的压缩负荷，在屈曲30°时，曲线顶点处压缩力达到337 N，顶点下方两个椎体节段处达到372 N。侧弯产生显著的方向依赖性负荷变化：向凹侧侧弯会增加侧向力，而向凸侧侧弯则会增加压缩力。轴向旋转产生了类似但幅度较小的方向依赖性变化。脊柱旁肌肉力始终存在不对称性，其中ES以凹侧占优势，MF以凸侧占优势。屈曲和向凸侧运动通常会导致更明显的肌肉力失衡，而姿势幅度的增加会进一步放大脊柱负荷和肌肉力。这些发现表明，躯干姿势、运动方向及运动幅度会显著影响侧凸脊柱的生物力学环境，在评估AIS患者脊柱力学特征时应予以考虑。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.28.747718v1?rss=1

🏷️ 青少年特发性脊柱侧凸 脊柱生物力学 肌骨建模 椎间负荷 椎旁肌不对称