被动颈椎韧带在活体头部撞击中提供稳定性
组织与器官
2025-10-08 v1
摘要
长期以来人们认为颈部肌肉力量与预期共收缩可减少头部撞击时的头部运动。此处，我们利用带有Hill型肌肉与速率依赖性韧带的肌骨模型量化颈部软组织对头部稳定的相对角冲量贡献。我们模拟了10名受试者在肌肉放松或共收缩状态下进行的矢状伸展与侧向屈曲轻度实验性头部撞击，以及美式橄榄球头部撞击中位数情形。我们估计了头部撞击加速与减速阶段中主动肌肉、被动肌肉与韧带的角冲量。在加速阶段，实验性共收缩肌肉撞击中主动肌群产生的阻抗角冲量为撞击角冲量的30%。在橄榄球撞击中该值降至20%以下。在减速阶段，实验性共收缩肌肉撞击中主动肌群以撞击角冲量的50%稳定头部。然而，在橄榄球撞击中被动韧带提供了更大的稳定角冲量。稳定角冲量的重新分布源于韧带与肌肉对伸长速率的依赖性，在高伸长速率下韧带相比主动肌肉显著变硬。因此，韧带在这些撞击中提供相对更大的减速冲量，限制了肌肉强化或预期激活的有效性。
引用
@article{arxiv.1904.03102,
title = {Passive Cervical Spine Ligaments Provide Stability during Head Impacts in Vivo},
author = {Calvin Kuo and Jodie Sheffels and Michael Fanton and Ina Bianca Yu and Rosa Hamalainen and David Camarillo},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.03102},
year = {2025}
}