Obesity ve Spinal Biomechanics

Obezlik dünya çapında salgın oranlarına ulaştı, Dünya Sağlık Örgütü, 1 milyardan fazla insanın obese olarak sınıflandırıldığını bildirdi. Bu durumda sadece kardiyovasküler hastalık veya diyabet riskini artırmak değildir; temel olarak omurganın mekanik ortamını değiştirmektir ve omurgayı korumak, çünkü aşırı kilo verme sistemi ile bağlantılı 33 omurgalı diskin eğriliği, omurgalı eklemleri ve kasvetli hastalıkları artırmak için karmaşık bir ağdır.

Spinal Yük Dağıtımı Vakfı

Normal omur yükleme, dış kuvvetler (göster, zemin reaksiyon güçleri) ve iç kuvvetler (köpek gerilim, bağ sertlik) arasındaki dinamik bir dengedir.Bu tür bir vücut basıncının yüksek oranda sıkıştırılması ve hareket etmesine izin verir.Bu dağıtım, sağlıklı bir vücut kontrolüne sahip, kasvetli bir şekilde, daha sert bir şekilde sertleştirici bir şekilde hareket eder.

Alternatif olarak Mechanisms of Altered Load in Obesity

Obezlik birkaç yol boyunca omur yükü dağılımı etkiler. En belirgin şey, eksiyonel bir eklem indeksi (BMI) ile bir araya gelmek, vücut ağırlığının ek ağırlığının, daha düşük bir şişlik segmentine kadar uzanan bir sabit kuvvet yaratır.

Biyomekanik Yaklaşımlar

Vücut ağırlığı, duruş ve omur yükleme arasındaki karmaşık etkileşimin ölçülmesi için araştırmacılar çeşitli hesaplama modellerini kullanırlar. Bu modeller anatomik ve fizyolojik verileri içsel kuvvetler ve stres tahminlerine dönüştürür.

Finite Element Analizi

Finite element analizi (FEA) omurgayı binlerce veya milyonlarca küçük elemente bölüyor, her biri malzeme özelliklerini (örneğin, optik, vitreus, diskler ve yağ yataklarını uygulama yoluyla) sürekli olarak genişletiyor.Görüntüleme işlemlerinin gerçek diskoyu etkileyen fiziksel diskleri ve kas kuvvetlendirici bir çalışma, normal ağırlık ve eğimli bir şekilde kaldırmayı zorlayan bir şekilde azaltılabilir.

Multibody Dynamics Modeller

FEA yerel stres analizinde öne çıkıyor, multibody dinamikler (MBD) modeller tüm vücut hareketlerini ve kas kuvvetlerini yakalıyor. Bir MBD modeli iskeleti, kas kuvvetlerini temsil eden ortaklar tarafından temsil edilen, bireysel kas veya kas gruplarının aktivasyon modellerine göre güçler oluşturduğunu gösteriyor (elmansiyonel veriler veya ters dinamikleri) Bir obese konusunun kütle ve sabit özelliklerini birleştirerek - kas kuvvetlerine bağlı olarak daha yüksek bir kararlılıkla, ortak tepkiler ve torklar değişimi. MBD çalışmaları, bireyleri daha yüksek bir şekilde gösterdiler.

Musculoskeletal Modeling with Optimizasyon

Başka bir güçlü yaklaşım, araştırmacıların antropometrik verileri kullanarak özellikle de ölçeklendirmek için somut olmayan modelleri birleştirir.Bu modeller paraspinal kasların gövdeyi stabilize etmesi gerektiğini ortaya koydu. OpenSim ve AnyBody gibi araçlar, özellikle de araştırmacıların sadece konu bazlı yükler yaratmasına izin verir, ancak aynı zamanda obezite ile ilgili genel modeller katkıda bulunmalarına yardımcı olur.

Doğru modelleme, hangi değişkenlerin en güçlü şekilde yük dağıtımını ölçtüğüne bağlıdır. Dört faktör kritik olarak öne çıkıyor.

Vücut Mass Dağıtım ve Gravity Merkezi

Kilo verme oranının düşüklüğü, birçok obeseli bireylerde artış gösteriyor.Kalıcı bir kargayı doğrultarak, yaklaşık 5–8 yeni kolla biyomekanik modeller, bu etkiyi altta yatan ve visceral bölmelerle sabitleyen temelleri ölçtü.For every sentimeter increases in the center of Bulk forward according to the hipnion.

Postural Compensation Strategies

Obesity genellikle karakteristik bir duruşa yol açıyor: bir yığın ambar lordoz, bir ön pelvik eğim ve thoracic kyphosis.Bu ayar, nispeten normal Lordoz deneyimine karşı çıkmakta olan bireyleri aşırı dereceden daha düşük streslere karşı koysa da, geçici eğitimin bazı zararlı etkileri hafifletebileceğini öne sürüyor.

Kas Force Imbalances

Paraspinal bölgelerde kas kütlesi azaltın - sarkopenik obezite olarak bilinir - yük paylaşımı zincirinde zayıf bir bağlantı yaratır.In extensorlar yeterli tok üretemez, omurga pasif bağlara ve arkaya dönük bir kas gücünün bükme riskini azaltır.Bu pasif gerginlik daha küçük bir alanda daha az verimli ve konsantre bir stres yaratır.

Intervertebral Disk Dejenerasyonu Bir Eşitlik ve Cofaksiyon olarak

Diskin nesli – hidrasyon kaybının kaybı, fisuring of annulus ve disk yüksekliğinin çökmesi – hem de daha fazla değişiklik yük dağılımının sonucu olarak, üretilen bir diskin, özellikle L4-L5 ve L5-S1. İlerici dejenerasyonun aşırılıkta ortaya çıkardığı hepatitlerin kemik yeniden şekillendirilmesi ve osteofilliğin oluşmasına yol açan faktörlerle ilişkili olduğu bir faktördür.

Spinal Yüklerdeki Obezity Etkisi

Birçok çalışma obezite ile ilişkili aşırılık miktarını ölçmek için çalıştı. Sonuçlar modelleme yöntemine ve nüfusuna bağlı olarak değişir, tutarlı bir resim ortaya çıkıyor: obezite daha sıkıştırıcı ve daha düşük ambar omurga üzerinde güçlü güçler.

Sayısal Kuvvetler

Normal ağırlık bireylerde, sessiz duruş sırasında L5-S1 disk üzerinde sıkıştırıcı kuvvet yaklaşık 500-600 N. Bir obese bireysel (BMI 35–40), bu sayı 800-1100 N'yi aşabilir, basit bir şekilde eğimli konularda 1500 N'yi sıkıştırır ve obezite ile karşı karşıya kalır.

Shear Kuvvetleri

Shear kuvvetleri -özellikle de ön teklifte olan bir ön hear – özellikle tehlikeli çünkü annulus fibrosus, baskı altından daha zayıftır. flexion görevleri sırasında, L4-L5'de obesein bireylerde genellikle çift olarak yanlı bireylerde bu artış, gövde kütlesinden daha büyük bir kol tarafından yönlendirilir ve kısmen de bir ön çeviriye karşı zayıftır. Elevated hear kuvvetlerine katkıda bulunur.

Dinamik Faaliyetlerin Temporal Etkileri

Statik modeller hikayenin sadece bir kısmını ele alır.Düş sırasında, omurganın döngüsel yüklenmesi heel grevinde ve toe-off. Gait analizi, obese bireylerin daha yüksek zemin reaksiyon güçlerine sahip olduğunu gösterir (çünkü daha büyük kütleli) ve değişmiş eklem kinematikleri (parlanmış kalça uzatma, vücut yükünü arttırır). Bu değişiklikler omur yükün dinamik bileşenlerini birleştirir. Yılda milyonlarca gait döngüsü, her zamankinden daha yüksek bir yük artışın daha yüksek olduğunu gösterir.

Önleme ve Tedavi için Klinik Implikasyonlar

Omurgadaki obezitenin biyomekanik etkilerini anlamak, klinikler, fiziksel terapistler ve hastalar için harekete geçebilir.

Biyomekanik Intervention olarak ağırlık Yönetimi

Kilo kaybı doğrudan omur yükü azaltır. Vücut ağırlığındaki %10 azalma, L5-S1'de 50-100 N'de daha da ağır bir şekilde azaltılabilir. Daha da önemlisi, visceral karın yağ kaybı, kilo kaybının azalması, kas kütlesinde, bu nedenle kas kuvvetine olan talebi azaltır. Klinik araştırmalar, diyet ve egzersiz yoluyla kilo veren düşük sırt ağrısıyla birlikte en etkili azalmalar yapar.

Egzersiz ve Fiziksel Terapi Hedefi Zorunlu ve Gluteal Güçlü

Ana (transversus abdominis, multifidus, pelvik zemin) ve hip extensors (gluteus maximus) aktif sistemin yük paylaşımı kapasitesini geri yüklemeye yardımcı olur. Motor kontrolü geliştiren Egzersizler - “drawing-in” manevrası gibi - obese bireyler için daha sert bir co-uzlaştırma ve en aza indirmek için fiziksel tedavi aynı zamanda hiperlordozis. Modelleme, yüksek çözünürlükte 15 derece azaltımı artırmayı önerir.

Ergonomi ve Yardımcı Stratejiler

Önemli kiloları kaybetmeyen bireyler için, ergonomik değişiklikler omurları yönetmeye yardımcı olabilir.Hazır yardımları, boş iş istasyonları ve omurga desteği sağlayan destekleyici sandalyeler omurga üzerinde net an azaltır.Kırsal duruşlar ve ağır kaldırmalar özellikle obese işçiler için önemlidir.

Future Research

Biyomekanik obezite ve omur yükün alanı hızla ilerliyor. Birçok umut verici avenues, klinik aletlerimizi geliştirecek ve geliştirecektir.

Gerçek Zamanlı Hareket Yakalanır ve Giyilebilir Sensörler

Mevcut modeller genellikle statik veya önceden tanımlanmış hareketlere güveniyor. Future çalışmaları, bu gerçek dünya verilerini kişiselleştirilmiş modellere haritalayacaktır, o zaman sürekli olimpik yüklerin izlenmesine olanak sağlar ve gerçek zamanlı düzeltmeleri önerir.

Konu-Specific Finite Element Models from Görüntüleme

MRG ve CT görüntülemelerindeki ilerlemeler şimdi sadece disk hidrasyon seviyelerinin, yağ infiltasyonu ve son plaka morfolojisinin de dahil olduğu dört boyutlu geometrinin yeniden yapılandırılmasına izin veriyor. Bu yaklaşım, hastanın ağırlığına dayanıp dayanabilecek bir gün kılavuzluk planlamasını öngörerek -örneğin, bu tür bir füzyonun (örneğin, bir hastanın ağırlığına dayanabilecek) tahmin edebilir.

Uzun Çalışmaları Dejenerasyona Yük Bağırıyor

Mevcut modellerin çoğu çapraz bölümlüdür: Tekrarlanan görüntüleme ve aktivite izleme ihtiyacı nedeniyle yükleri tahmin ediyorlar, ancak tarafsız stratejilere dayanan uzun vadeli yüklere sahip kişilerle bir araya gelmelerini önerirler. Erken veriler, yük kalıpları ve dejeneratif değişiklikler arasındaki boşluk bağlantıların oluşmasına yardımcı olacaktır.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Obesity, omurgadaki güçlerin hassas dengesini derinden bozuyor, bu karmaşık ilişkileri anlamak için güçlü bir lens oluşturuyor ve bu modellerden elde edilen bilgiler, kilo yönetimi stratejileri, hedefli egzersiz protokolleri ve ergonomik müdahaleler.Sonlu elemanlar analizi yoluyla, çok değişkenli ve entegre edilebilir teknoloji haline geliyor, çünkü bu karmaşık ilişkileri anlamak için güçlü bir lensi teşvik ediyor.

Daha fazla okuma için, bak:0)NIH obezite ve intervertebral disk dejenerasyonu üzerine inceleme).Spine Journal çalışmalarında omurga yükleri üzerinde obese konular).