非创伤性生理曲度变直与颈椎退变关系的生物力学研究

目的:精确建立生理曲度变直的颈椎全节段有限元模型,并进行验证,分析其与颈椎退变的关系。方法:选取符合颈椎曲度变直纳入标准的颈椎病患者采集其CT数据,采用专门的生物力学有限元建模软件从CT扫描数据构建高质量的颈椎全节段有限元模型,然后采用基于离散微分属性的体网格变形技术,将生理曲度变直的模型映射生成曲度正常的有限元模型,再在相同的边界和加载条件下进行有限元对比分析。结果:在前屈、后伸、侧弯、和旋转工况下,生理曲度变直模型的活动度范围比正常值要小并且出现再分配。在应力分布方面,C3～C4,C4～C5之间的小关节、钩突关节,和C3～C4之间的椎间盘出现应力集中。结论:通过构建高质量的生理曲度变直和曲度正常的颈椎全节段有限元模型进行生物力学对比实验证明颈椎生理曲度变直引起椎间活动度明显减少并且出现再分配,同时下颈椎的小关节、钩突关节、椎间盘应力集中,加速颈椎退变。     

拔伸斜扳推拿法对颈椎间盘突出症患者颈椎生理曲度的影响

目的:探讨拔伸斜扳推拿法对颈椎间盘突出症患者颈椎生理曲度的作用机制。方法:100例患者随机分为拔伸斜扳推拿法组(治疗组)和药物治疗组(对照组)各50例,采用Borden氏法测量颈椎生理曲度,治疗后对两组患者颈椎生理曲度值的变化进行对照分析比较。结果:治疗后两组颈椎生理曲度值比较有显著性差异(P<0.05)。结论:改善或重建颈椎生理曲度可能是拔伸斜扳推拿法治疗颈椎间盘突出症的作用机制之一。     

颈椎定位旋转扳法对不同曲度颈椎内部结构应力的影响

目的:观察颈椎定位旋转扳法对不同曲度颈椎内部结构应力的影响。方法:基于可靠的正常颈椎有限元模型(正常模型),结合1例颈椎曲度变直患者和1例颈椎反弓患者的颈椎CT图像,建立曲度变直颈椎有限元模型(变直模型)和反弓颈椎有限元模型(反弓模型)。模拟右侧颈椎定位旋转扳法,分别加载于正常模型、变直模型和反弓模型,观察3种模型椎间盘、韧带、关节软骨和终板的应力特征。结果:(1)颈椎椎间盘应力分布。正常模型椎间盘应力主要集中于C_(6~7)和C_7T_1椎间盘右侧纤维环,变直模型椎间盘应力主要集中于C_(2~3)椎间盘左侧纤维环,反弓模型椎间盘应力主要集中于C_(2~3)、C_(3~4)、C_(4~5)椎间盘右侧纤维环;3种模型椎间盘最高应力均集中于下段颈椎椎间盘纤维环,其中正常模型最高应力集中于C_6~C_7右侧钩椎关节处,变直模型和反弓模型最高应力集中区域分别为C_7~T_1左侧钩椎关节处和C_5~C_6左侧钩椎关节处;反弓模型椎间盘最高应力值最大,变直模型次之,正常模型最小。(2)颈椎主要韧带应力分布。正常模型韧带应力主要集中于C_2~C_3、C_3~C_4、C_4~C_5双侧关节囊韧带及横韧带,最高应力集中于C_3~C_4右侧关节囊韧带;变直模型韧带应力主要集中于寰枕后韧带、前纵韧带(寰枕节段)、横韧带,最高应力集中于齿突尖韧带;反弓模型韧带应力主要集中于下颈段右侧关节囊韧带、上颈段左侧关节囊韧带、横韧带,最高应力集中于寰枕后韧带。(3)颈椎关节软骨应力分布。3种模型关节软骨应力均主要集中于寰枕关节两侧,最高应力均集中于寰枢关节软骨,正常模型和反弓模型应力主要集中区域、最高应力集中区域位于右侧,变直模型应力主要集中区域、最高应力集中区域位于左侧;反弓模型关节软骨最高应力值最大,变直模型次之,正常模型最小。(4)颈椎终板应力分布。正常模型、变直模型、反弓模型终板应力主要集中部位分别为C_2下终板、C_3下终板和C_4上终板;正常模型终板最高应力集中于C_3上终板左前部,变直模型和反弓模型终板最高应力均集中于C_3上终板后部。结论:在颈椎定位旋转扳法作用下,不同曲度颈椎内部结构应力集中部位及大小均不同。     

不同牵引角度治疗颈椎病的三维有限元分析研究

目的:运用三维有限元模拟力学实验方法,比较不同牵引角度下颈椎的不同生物力学过程,探讨最佳的颈椎牵引角度.方法:通过建立精确的颈椎(C4/6)三维有限元模型,在前屈10°、后伸10°位对颈椎施加相同的力学牵引载荷,得出颈椎体、椎间盘的位移和应力分布情况,并进行比较分析.结果:前屈10°位牵引,椎体和椎间盘的受力主要集中在椎体两边的后外侧神经根出口位置,椎间盘的位移主要产生在椎体的后缘位置,尤其以C4/5椎间盘位移明显;后伸10°位牵引,椎体和椎间盘的受力主要集中在椎体两侧的钩椎关节处,椎间盘的位移主要产生在椎体前缘位置,尤其以C4/5椎间盘位移明显.结论:前屈10°位牵引,有利于改善对两侧神经根的刺激,可有效治疗神经根型颈椎病;后伸10°位牵引,有利于改善对两侧椎动脉的刺激,缓解椎动脉型颈椎病症状.     

小针刀治疗颈椎生理曲度变直的生物力学研究

目的：观察小针刀治疗对颈椎生理曲度变直的影响。方法：采集国人新鲜颈椎6具,将标本分成3组,每组2具,应用生物力学实验应力分析方法,对正常颈椎生理曲度、生理曲度变直和小针刀治疗后的脊柱标本分别测量各种体位的应力和刚度,包括纵向压缩,前屈、后伸、侧屈和轴向旋转。结果：治疗后,颈椎上的应力与刚度得到恢复,接近正常颈椎的生物力学性能。结论：小针刀治疗对恢复颈椎生理曲度效果满意。     

推拿对异常应力下兔颈椎间盘蛋白多糖变化的影响

为观察中医推拿手法对异常应力环境下兔颈椎间盘基质蛋白多糖变化的影响 ,将 32只家兔随机分为对照组、模型组和治疗组 ,后两组家兔每天 1次保持颈椎低头屈曲 4 5°位 5小时 ,治疗组分别于造模开始及造模 2个月后施以推拿手法。取C5～ 6椎间盘生化测定椎间盘的蛋白多糖总量、硫酸软骨素和硫酸角质素比值及透明质酸含量 ,比较各组间可能存在的差异。结果显示 ,对照组蛋白多糖总量和成分含量均无显著变化 ,模型组和治疗组蛋白多糖总量及硫酸软骨素和硫酸角质素比值明显下降 ,治疗组家兔颈椎间盘蛋白多糖含量明显高于模型组 ,但各成分含量无明显差异。表明推拿手法能够一定程度减少异常应力环境下颈椎间盘中蛋白多糖的丢失 ,其作用的机制可能与抑制蛋白多糖降解有关。     

角度牵引对神经根型颈椎病家兔模型肌电图F波传导速度的影响

目的:探讨角度牵引对神经根型颈椎病家兔模型的疗效及作用机理。方法:采用前屈、中立、后伸三种角度牵引体位做对比,通过JD-4型肌电图机观察角度牵引对家兔神经根型颈椎病模型F波传导速度的影响。结果:角度牵引各组家兔患侧肢体上肢尺神经及正中神经肌电图F波传导速度与模型组比较均有显著性差异(P<0.05),角度牵引组前屈15°位与后伸15°位和中立位相比较均有显著性差异(P<0.05),中立位与后伸15°位比较尚不能认为有差异(P>.05),角度牵引前屈位对F波传导速度的增快较中立位、后伸位更为显著。结论:角度牵引是通过减轻病理因素的刺激、调整颈椎动静力平衡来改善对神经根、颈交感神经和节、窦椎神经的压迫与刺激,角度牵引以前屈15°位牵引疗效最佳。     

旋转手法对颈椎间盘粘弹性影响的实验研究

选用3具新鲜尸体整段颈椎标本制成颈椎生物力学模型,观察了旋转手法对颈椎间盘粘弹性的影响。结果：旋转手法可降低颈椎间盘的蠕变与应力松弛速率．调整颈椎间盘的粘弹性与应力分布。结论：手法可提高颈椎的稳定性,但临床上颈椎手法操作的力度要恰当．理筋手法的时间可掌握在15分钟左右。     

从颈椎生物力学角度探颈椎旋转扳法对椎间盘的影响

颈椎旋转扳法是推拿治疗颈椎病的常用手法，若运用得当，则有利于治疗，若运用不当，则有可能加重颈椎间盘的损伤，本文试从颈椎生物力学角度分析旋转扳法对颈椎间盘的影响。     

经Coflex固定下腰椎不同节段后的椎间盘生物力学特性分析

目的 :模拟临床术式,经Coflex分别固定下腰椎L4,5、L5S1节段,分析其手术节段及邻近节段椎间盘生物力学的差异性。方法:建立下腰椎及Coflex应用于下腰椎的3组有限元模型(完整下腰椎、Coflex固定腰椎L4,5及L5S1节段)。根据脊柱三柱加载理论,模拟下腰椎直立、前屈和后伸3种生理状态下,比较分析纤维环不同区域的应力大小、椎间隙背侧高度变化及髓核内压水平。结果:在直立和后伸工况下,Coflex分别植入L4,5、L5S1节段,均能减少其手术节段纤维环后区应力,限制椎间隙高度变化,并且降低髓核的应力水平。在后伸工况下,Coflex植入L4,5节段可降低L5S1节段的椎间盘应力水平,但Coflex植入L5S1节段不改变L4,5节段椎间盘应力大小。结论:Coflex固定L4,5、L5S1节段均能减少本手术节段椎间盘负载。另外,Coflex固定L4,5节段,起到降低L5S1节段椎间盘负载的生物力学效果。     

家兔胸锁乳突肌短缩致颈椎X线及肌张力的变化

目的:观察家兔双侧胸锁乳突肌短缩后,颈椎X线及后群肌张力的变化,探讨颈前群肌损伤对颈椎退变的影响。方法:新西兰白兔20只,随机分为2组,通过手术短缩家兔颈前侧胸锁乳突肌,建立颈椎前后侧肌力失衡模型。结果:两月造模兔可见颈椎曲度变直、以上颈段较为明显,椎间孔轻微变小、椎间隙稍窄,两组X线评分比较P<0.05,模型组自身前后对照P<0.05;两组同一肌肉同侧肌张力相比较P<0.01,P<0.05。结论:颈椎退变尚未明显发生时,颈X线可反映颈椎动力平衡失调的早期征象。颈前肌束的损伤、长期处于应力异常状态,可成为加速颈后肌群劳损,颈椎退行性病变的动因。     

颈椎单节椎体平移错缝对颈椎主要结构应力影响的有限元分析

目的:探讨颈椎单节椎体平移错缝对颈椎主要结构应力的影响。方法:选取1名无颈部病变的健康志愿者,采用GE 64层螺旋CT机对该志愿者进行层厚0.625 mm的螺旋扫描及断层图像处理,扫描范围为颅底至C 7椎体下缘。基于CT扫描数据,应用三维有限元建模处理软件建立正常颈椎三维有限元模型,并对模型进行有效性验证。基于建立的正常颈椎三维有限元模型,通过对各特定节段椎体分别进行平移运动(位移1.5 mm,不超过椎间盘1/4),模拟颈椎单节椎体平移错缝,获得颈椎单节椎体平移错缝三维有限元模型。基于Abaqus6.10有限元分析软件观察颈椎单节椎体平移错缝对椎动脉、脊髓、关节突关节、椎间盘等颈椎主要结构应力的影响。结果:①正常颈椎三维有限元模型验证结果。本研究所建立的正常颈椎三维有限元模型涉及744628个单元、248212个节点;模型外观逼真,包含了颈椎椎体、椎板、棘突、横突、关节突、椎间盘、椎动脉、脊髓、韧带等重要解剖结构。模型具有良好的活动度,其前屈、后伸、侧屈、旋转活动度与经典文献报道的数据基本一致。②颈椎单节椎体平移错缝对颈椎主要结构应力的影响。颈椎单节椎体平移错缝会对椎动脉、脊髓、关节突关节及椎间盘的应力产生影响。C 2平移错缝时椎动脉增加的应力最大(42.81 Pa),C 6次之(30.62 Pa),C 5最小(21.19 Pa)。C 6平移错缝时脊髓增加的应力最大(32.12 Pa),C 5次之(30.46 Pa),C 1最小(5.59 Pa)。颈椎单节椎体平移错缝会对其上、下位关节突关节及椎间盘的应力产生影响,其下位关节突关节和椎间盘的应力大于上位关节突关节和椎间盘的应力。结论:颈椎单节椎体平移错缝后,椎动脉、脊髓、关节突关节及椎间盘等颈椎主要结构的应力均会受到影响。     

颈椎人工椎间盘置换术的临床疗效观察

目的：探讨应用Bryan人工椎间盘系统治疗颈椎病的早、中期疗效,观察假体植入后的稳定性和植入节段的活动度。方法：2008年108～2009年12月应用Bryan人工椎间盘系统治疗脊髓型颈椎病和神经根型颈椎病患者15例,手术前和术后3个月进行JOA评分,术后3个月进行Odom评级。评价早期治疗效果;术后l周、3个月、6个月、1年、2年摄置换节段前屈后伸位,左右侧屈位X线片,观察稳定性和植入节段的活动度,进一步确定假体位置和置换部位是否存在早期的异位骨化现象。结果：随访12～24个月,平均15个月。无伤口感染病例,患者神经系统症状均有不同程度的改善,颈椎活动大部分接近正常。有1例术后3个月发现假体有轻度位移,但不超过2mm且没有明显的症状。JOA评分由术前平均8．8分提高到术后的15-2分。拍摄颈椎正侧位和过屈过伸侧位X线片显示颈椎稳定性好,运动功能无明显丢失。未见假体周围异位骨化。结论：颈人工椎间盘置换术效果良好,能保留颈椎运动功能,同时提供颈椎所需要的稳定性,防止和延缓相邻节段退变的发生和发展。人工颈椎间盘置换为颈椎病的治疗提供了一个新的选择。     

角度牵引对神经根型颈椎病家兔模型血清β-EP和CRP的影响

目的:探讨角度牵引对神经根型颈椎病家兔模型的疗效及作用机理。方法:采用前屈、中立、后伸三种角度牵引体位做对比,通过β-内腓肽(β-EP)抗体试剂盒检测观察角度牵引对家兔神经根型颈椎病模型β-EP值的影响和C反应蛋白(CRP)试剂盒检测观察角度牵引对家兔神经根型颈椎病模型CRP值的影响。结果:角度牵引各组家兔β-EP值和CRP值与模型组比较均有显著性差异(P<0.05),角度牵引组前屈15°位与后伸15°位和中立位相比较有显著性差异(P<0.05),中立位与后伸15°位尚不能认为有差异(P>0.05),角度牵引组内前屈位对于β-EP值的升高较中立位、后伸位更快,具有显著性差异(P<0.05),角度牵引组内前屈位对于CRP值的降低较中立位、后伸位更快,具有显著性差异(P>0.05)。结论:前屈15°位角度牵引对颈椎病家兔模型血清β-EP、CRP含量的改善最为显著,是临床治疗下颈段神经根型颈椎病的最佳角度。     

曲度牵引配合推拿疗法治疗颈型颈椎病

目的探讨曲度牵引配合推拿疗法治疗颈型颈椎病的临床疗效及作用机制。方法选取2018年3月至2019年3月就诊的颈型颈椎病患者84例,采用随机数字表法分为观察组42例和对照组42例。对照组采用传统坐位直线牵引配合中频电治疗,观察组采用卧位曲度牵引配合推拿疗法,连续治疗2个疗程共20天。治疗前后摄颈椎正侧位片,测量颈椎曲度(Borden氏测量法),测定NDI指数及VAS评分,并检测血清炎症因子TNF-α、IL-6、hs-CRP水平,综合评价临床疗效及作用机制。结果治疗两个疗程后,观察组颈椎曲度较治疗前及对照组明显增加(P0.05),NDI指数及VAS评分较治疗前及对照组明显降低(P0.05);治疗后,观察组血清TNF-α、IL-6水平明显下降,与治疗前及对照组相比差异具有显著性(P0.05),血清hs-CRP水平与治疗前具有显著性差异(P0.05),但和观察组相比无显著性差异(P0.05)。结论曲度牵引配合推拿疗法能显著改善颈型颈椎病患者的颈椎生理曲度、NDI指数及VAS评分,其作用机制与重建颈椎生物力学平衡、改善机体炎症状态有关。     

全颈椎三维有限元模型的建立

目的：建立正常人的全颈椎三维有限元模型。方法：对正常男性志愿者进行颈椎薄层CT扫描,使用医学图像处理软件Mimics 10.01、逆向工程软件Geomagic Studio 10、有限元软件MSC.Patran 2004等软件联合建立有限元模型。结果：成功建立了正常人的全颈椎三维有限元模型,由7块椎骨、5个椎间盘及相关韧带组成,包含44526个节点,248348个单元。结论：所建立的颈椎三维有限元模型精度较高,可用于进行生物力学实验。     

牵引对颈椎椎间关节作用的有限元分析

为探讨不同角度下牵引对颈椎椎间关节的作用,采用建立完整的颈段脊柱三维空间有限元模型,对前屈、后伸0～30°共11种不同牵引体位下的椎间关节应力分布及其运动情况进行分析.结果显示正常颈椎椎间关节所受应力主要为垂直轴上的压应力,力值从上到下逐渐增大,尤以C5～6、C6～7为主,在牵引作用下,前屈位可将其转变为拉压力,后伸位仍为压应力,二者都随角度的加大而逐渐加大.表明颈椎牵引早期应在前屈或后伸0～10°下,后期应结合临床、影像学诊断选择合适的角度.     

C_2～T_1三维有限元模型的建立和验证

目的:建立人体C_2~T_1三维有限元模型并进行验证。方法:采集1位健康男性志愿者的颈部CT图像,依次采用Mimics 17.0医学图像处理软件、Geomagic 12.0逆向工程软件及Abaqus 6.13有限元分析软件建立C_2~T_1三维有限元模型。约束T_1下终板所有节点的全部6个自由度作为边界条件,在齿状突顶点上2 mm处建立参考点,将其与C_2齿状突所有单元节点耦合。对参考点分别施加±0.5 Nm、±1 Nm、±1.5 Nm、±2 Nm扭矩,模拟颈椎前屈、后伸、左右旋转、左右侧弯6种运动状态,计算不同条件下颈椎各节段活动度,与以往离体实验和有限元实验结果进行比较,同时观察各种运动状态下模型的应力分布情况。结果:建立的三维有限元模型模拟了C_2~T_1共7个椎体、6个椎间盘、5种韧带、6组关节软骨及上下终板,涉及60 459个单元、128 473个节点。模型在前屈、后伸、左右旋转、左右侧弯6种状态下的活动度与文献中的研究数据基本一致,应力分布与正常颈椎活动时的情况一致。结论:本研究建立的C_2~T_1三维有限元模型较为真实地模拟了正常颈椎的几何形态和材料属性,能够较为准确地反映正常颈椎的生物力学特性。     

颈椎生物力学平衡变化的研究进展

正常人体颈椎的平衡稳定系由两大部分来维持：①静力平衡，由椎体、附件、椎间盘和相连韧带构成，为内源性稳定。②动力平衡，由头、颈、项、背部肌肉的活动和调节构成，是颈椎运动的原始动力，为外源性稳定。颈椎的基本运动单位是运动节段。相邻的两个脊椎骨及其间的软组织构成一个能显示脊柱生物力学特性的最小功能单位，称为运动节段，     

应用临床路径对髋关节置换术患者实行健康教育的效果观察

目的：应用三维有限元模型研究动伸推拿胸锁乳突肌应力变化和分布特点。方法：使用三维有限元软件建立胸锁乳突肌的有限元模型，模拟动伸推拿手法，分别在头部旋转和后伸位施予胸锁乳突肌前后、上下方向各100牛顿的按压力，观察胸锁乳突肌的应力分布特点。结果：头部后伸住时胸锁乳突肌的应力分布集中在胸锁乳突肌的中部，并随按压作用点的变化而发生相应的变化；头部向一侧旋转时胸锁乳突肌的应力分布出现高应力区域，主要分布在胸锁乳突肌肌腹远端。结论：应用三维有限元模型模拟动伸推拿胸锁乳突肌，验证动伸推拿胸锁乳突肌的科学性、可行性，为中医推拿的生物力学研究提供新的方法。