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下腰痛是一种常见疾病，患有下腰痛的病人往往承受着身体和精神上双重痛苦，而且患者的生活质量及劳动能力的下降更为自身和社会增加了沉重的经济负担。腰椎退变性疾病是导致下腰痛的主要因素，然而迄今为止，我们对其发病机制和治疗方法仍然存在许多未知。对于腰椎生物力学的研究尤其是生理及病理状态下运动特点的研究已经极大的推动了临床医生对于该疾病的深入认识，许多研究已经报道在不同实验设计下，体内或者体外腰椎的节段运动范围。然而，在持重状态下动态的L4-5和L5-S1运动特点上尚未有文献加以描述。本次实验以观察并测量人体持重活动中腰椎运动特点为目的。方法：召集10位无症状的被测试者(男/女：5/5;年龄：40-60岁)参与本次实验。通过MRI扫描图像重建所有受试者L2-S1每个椎体的三维模型。使每个被测试者手持重物完成从腰椎前屈45度到最大后伸位的运动，此时应用双平面透射系统连续采集影像。再使用相应软件利用已经重建的椎体三维模型和透射影像来模拟椎体在运动路径中的实时空间位置，从而分析每个节段的相应运动学数据。结果：在整个腰椎的运动中，L2相对于S1的从最初的前屈到最大后伸的总体活动角度平均为29.8±8.2°。所有椎体运动节段，L2-3, L3-4,L4-5和L5-S1，在运动中的屈伸角度相近，从L2-3、L3-4、L4-5到L5-S1节段,分别为：7.1±2.9°、7.0±3.7°、8.0±3.4°和7.7±2.3°。在L4-5节段前后位移范围是2.9±1.5毫米，显著大于L5-S1节段(1.4±1.1毫米)(p<0.05)。L5-S1节段上下位移范围2.8±0.9毫米，显著大于其它节段(p<0.05)，L2-3和L3-4的上下位移范围接近，分别为1.5±0.4毫米和1.0±0.4毫米，L4-5的上下位移范围是1.7±0.7毫米。结论：L4-5和L5-S1节段相比其他节段的腰椎在持重活动中分别出现了相对较大的前后位移和上下位移。这些数据对于帮助我们理解下腰椎疾病的发病机制具有重大意义，同时为我们提高下腰椎单节段的手术治疗效果，恢复生理状态下腰椎的生物力学特性提供了更好的指导。