彭茂军 任 金 周显武 张玉友 户佳琪 武 龙 曹明亮 贾冠伟

（1．河南大学物理与电子学院，河南 开封 475004； 2．黄河水利委员会机关服务局，河南 郑州 450000）

0 引言

腰椎间盘突出症（Lumbar Disc Herniation，LDH）是常见的骨科疾病，近些年发病群体逐渐趋于年轻化。由于患者一般都有腰痛、下肢活动受影响的症状，因此该疾病对于患者的生活和工作影响较大[1]。据国家卫生部的最新统计，我国腰椎疾病患者已超过2亿人，腰椎间盘突出患者占全国总人数的15.2%。目前，25岁～50岁的患者已经占患病人数的75%以上。刘俊等人[2]研究发现，80.0%的腰椎间盘突出患者存在不同程度的疼痛[3]。患者可能因为长期坐姿不正确或超负荷负重，所以椎间盘出现结构性异变，引起腰椎痛的症状。拐杖可以减轻使用者腰椎的压力，从而减少腰椎磨损[4]。可以通过分析拄拐前后弯腰角度变化时，人们腰部受力变化的规律来减缓腰椎患者腰部的疼痛感[5]。郭郡浩[6-7]虽然分析了身高、体重变化对腰椎间盘的影响，但都只是在腰椎前屈角度一定的情况下建立模型，没有分析弯腰角度对腰椎间盘受力的影响。吕永强等人[8]虽然采用脊椎复合体三维有限元模型分析了最大范式等效应力（Von Mises Stress）的变化规律，但其测试过程中所采用的Viapoint法对胸腰部肌骨模型进行构建的过程较为复杂。

由于上述腰椎间盘受力分析的方法存在分析变量单一或分析方法有一定局限性等问题，因此，该文以力学特性为基础，在拄拐和不拄拐的条件下，以身高、体重、弯腰角度、手臂支撑角度以及身体重心为变量参数，分析第五腰椎的受力特性。……