考虑人体躲避效应的脊柱侧弯矫形力生物力学分析

朱晔¹，任东¹，张爽²，曹倩³

（大连交通大学 机械工程学院，辽宁大连116028；2. 大连市中心医院 骨科，辽宁大连116033；3. 大连医科大学第二附属医院 放射科，辽宁大连116027） 

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.) 30, 187–196 (2025). https://doi.org/10.1007/s12204-023-2620-0