側(cè)臥位不同枕高對(duì)頸椎間盤(pán)應(yīng)力分布差異的三維有限元分析及30例臨床應(yīng)用觀察.pdf

1、目的:①通過(guò)三維有限元分析正常人側(cè)臥位不同枕高對(duì)頸椎間盤(pán)應(yīng)力分布差異,期望得出頸椎間盤(pán)內(nèi)應(yīng)力分布較合理的枕頭高度;②將實(shí)驗(yàn)得出的較合理的枕高應(yīng)用于對(duì)頸型頸椎病的治療,通過(guò)對(duì)頸型頸椎病治療前后的臨床癥狀及療效的觀察研究,評(píng)價(jià)該高度的枕頭治療頸型頸椎病的臨床療效。
　　 方法:①選取一名健康成年男性志愿者(身高為170cm,體重為60kg),行影像放射學(xué)檢查和臨床查體排除頸椎疾患?；颊呷?cè)臥位墊枕,用GE64排螺旋CT,進(jìn)行頸部均勻

2、掃描,掃描層厚0.625mm,得到的連續(xù)斷層數(shù)據(jù)圖片以DICOM格式刻盤(pán)儲(chǔ)存,導(dǎo)入醫(yī)學(xué)三維重建軟件mimics,通過(guò)編輯工具提取全頸椎邊界的坐標(biāo)生成表面三維圖像。利用magics劃分網(wǎng)格,并進(jìn)行網(wǎng)格優(yōu)化、縮減后,以O(shè)UT格式輸出,將其導(dǎo)入patran中,生成頸椎表面網(wǎng)格模型。經(jīng)光滑處理過(guò)的頸椎三維模型,以STL格式輸出后導(dǎo)入geomagic形成NURBS曲面,然后以IGES格式輸出后再導(dǎo)入patran中,在patran中構(gòu)建頸椎間盤(pán)(包

3、括終板、纖維環(huán)、髓核)有限元網(wǎng)格模型。在patran中添加主要韌帶,錄入各結(jié)構(gòu)的材料力學(xué)特性,構(gòu)建出全頸椎的三維有限元模型。以模型此位置為基礎(chǔ),設(shè)定邊界條件固定C7后,于頸椎冠狀面上施加載荷分別模擬左側(cè)臥位時(shí)枕高10cm,14cm,18cm,22cm,26cm五種工況。分析五種工況頸椎間盤(pán)的應(yīng)力分布差異。結(jié)果以應(yīng)力云圖直觀顯示;②依據(jù)病例納入標(biāo)準(zhǔn),選擇2009年9月到2011年1月我院骨科門(mén)診中的病人,診斷為頸型頸椎病病人30例。按照隨

4、機(jī)、單盲的方法按就診順序?qū)⒒颊叻譃橹委熃M和對(duì)照組各15人,治療組采用針刺聯(lián)合調(diào)整患者睡眠時(shí)的枕頭高度治療(即以18cm枕高代替患者平時(shí)睡覺(jué)時(shí)的枕高),對(duì)照組單純以針刺治療。觀察治療前后癥狀及療效情況。使用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS16.0forwindows對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
　　 結(jié)果:1.左側(cè)臥枕頭高度為10cm時(shí),應(yīng)力較集中節(jié)段主要是C3/4、C4/5、C6/7,最大應(yīng)力值為9.14Mpa,最小應(yīng)力值為0.218MPa,應(yīng)力集

5、中的椎間盤(pán)應(yīng)力值范圍為:0.629-9.14MPa;2.左側(cè)臥枕頭高度為14cm時(shí),應(yīng)力較集中節(jié)段主要是C3/4、C4/5、C5/6,最大應(yīng)力值為3.86Mpa,最小應(yīng)力值為0.071MPa,應(yīng)力集中的椎間盤(pán)應(yīng)力值范圍為:0.264-3.86MPa;3.左側(cè)臥枕頭高度為18cm時(shí),應(yīng)力較集中節(jié)段主要是C4/5、C5/6、C6/7,最大應(yīng)力值為1.94Mpa,最小應(yīng)力值為0.043MPa,應(yīng)力集中的椎間盤(pán)應(yīng)力值范圍為:0.129-1.94

6、MPa;4.左側(cè)臥枕頭高度為22cm時(shí),應(yīng)力較集中節(jié)段主要是C3/4、C4/5、C6/7,最大應(yīng)力值為11.3Mpa,最小應(yīng)力值為0.34MPa,應(yīng)力集中的椎問(wèn)盤(pán)應(yīng)力值范圍為:0.783-11.3MPa;5.左側(cè)臥枕頭高度為26cm時(shí),應(yīng)力較集中節(jié)段主要是C3/4、C4/5、C6/7,最大應(yīng)力值為18.3Mpa,最小應(yīng)力值為0.411MPa,應(yīng)力集中的椎間盤(pán)應(yīng)力值范圍為:1.26-18.3MPa;6.枕高從10cm到14cm再到18cm

7、,椎間盤(pán)最大應(yīng)力值、最小應(yīng)力值及應(yīng)力集中椎間盤(pán)的應(yīng)力值范圍均從大到小變化,當(dāng)枕高從18cm到22cm再到26cm時(shí),椎間盤(pán)最大應(yīng)力值、最小應(yīng)力值及應(yīng)力集中椎間盤(pán)的應(yīng)力值范圍均從小到大變化。7.治療組與對(duì)照組療效比較,差別具有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01);治療組和對(duì)照組治療后癥狀積分對(duì)比,差別具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05);兩組組內(nèi)治療前后癥狀積分比較,差別具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。
　　 結(jié)論:1.身高為170cm且肩寬

8、為18cm左右的人,側(cè)臥位時(shí)枕高為18cm左右時(shí)頸椎間盤(pán)內(nèi)應(yīng)力分布應(yīng)最合理。2.當(dāng)枕高為10cm,22cm,26cm時(shí),應(yīng)力分布較高的節(jié)段為C3/4、C4/5、C6/7椎間盤(pán);當(dāng)枕高為14cm時(shí),應(yīng)力分布較高的節(jié)段為C3/4、C4/5、C5/6椎間盤(pán);當(dāng)枕高為18cm時(shí),應(yīng)力分布較高的節(jié)段為C4/5、C5/6、C6/7椎間盤(pán)。高應(yīng)力加速了椎間盤(pán)退化,提示椎間盤(pán)病理改變的中心在應(yīng)力集中的椎間盤(pán)。3.平時(shí)睡覺(jué)慣用側(cè)臥睡姿,且身高為170cm