Biomechanical Analysis of Scoliosis Orthopedic Force Loading with Human Avoidance Effect

考虑人体躲避效应的脊柱侧弯矫形力生物力学分析

摘要：由于缺少人体躲避分析，矫形器在矫形时不能准确施加矫形力，致使矫形效果不佳。因此研究人体主动躲避能力与施力之间的关系，从而实现矫形力的精准加载。首先基于CT数据建立高精度的侧弯模型，分析矫形力与Cobb角之间的关系；然后选取9名受试者按体重指数分组进行躲避能力试验，拟合出不同群体的躲避函数；最后通过躲避函数修正矫形力的施加。结果显示：偏胖群体的躲避能力最大，其次是标准群体、偏瘦群体；数值模拟分析矫形力60 N时，Cobb角由33.77°减少为20°，由躲避函数可得标准群体在50 N时躲避能力为20.28%，主动躲避掉10.14 N，因此施加50 N时，实际产生了60.14 N，能够达到数值模拟分析60 N时的矫形效果。躲避效应可将人体主动因素考虑到矫形中，实现矫形力更加准确的施加，为临床医师在矫形中提供数据参考。

关键词：脊柱侧弯，生物力学，人类主动回避能力，体重指数

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Cite this article: Zhu, Y., Ren, D., Zhang, S. et al. Biomechanical Analysis of Scoliosis Orthopedic Force Loading with Human Avoidance Effect. J. Shanghai Jiaotong Univ. (Sci.) (2023). https://doi.org/10.1007/s12204-023-2620-0

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