仰臥位枕高與頸椎病發(fā)病關(guān)系的臨床及有限元研究.pdf

1、目的:通過比較頸椎病與非頸椎病患者仰臥位習(xí)慣枕高,探尋其與頸椎病發(fā)病的關(guān)系,并通過三維有限元法驗(yàn)證,以期為指導(dǎo)正常人合理用枕提供理論依據(jù)。
　　 方法:從2010年1月到2010年12月廈門市中醫(yī)院骨一科所有門診及住院病人中,隨機(jī)收集平時(shí)慣用仰臥位睡姿的病人120例,其中頸椎病患者60例作為實(shí)驗(yàn)組,非頸椎病患者60例作為對(duì)照組,對(duì)每一個(gè)病例分別測(cè)量或記錄其性別、墊枕位置、年齡、身高、枕高、肩寬、頸長(zhǎng)等多個(gè)觀察參數(shù),使用SPSS1

2、6.0統(tǒng)計(jì)軟件建立數(shù)據(jù)庫(kù)并將上述數(shù)據(jù)錄入后,進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,探尋仰臥位枕高與頸椎病發(fā)病的關(guān)系。
　　 然后選取正常男性志愿者一名,通過薄層CT掃描,得到頸椎的連續(xù)斷層數(shù)據(jù)圖片,通過醫(yī)學(xué)三維圖像重建軟件Mimics10.01建立三維模型及面網(wǎng)格有限元模型,以Mimics自帶的Magic9.9軟件對(duì)面網(wǎng)格模型進(jìn)行處理,得到較理想的面網(wǎng)格模型后,導(dǎo)入有限元軟件MSC.Patran2004r2,再使用逆向工程軟件GeomagicStud

3、io10建立椎骨幾何模型,根據(jù)相關(guān)解剖知識(shí)對(duì)椎間盤及相關(guān)韌帶進(jìn)行建模,得到完整的有限元模型。然后賦予材料屬性并確定單元類型,設(shè)定邊界條件后根據(jù)不同工況對(duì)模型施加位移載荷,建立分析模型后提交至Nastran2004進(jìn)行計(jì)算分析,將結(jié)果回導(dǎo)入MSC.Patran2004r2,得到各椎間盤的von-mises應(yīng)力云圖,最后分析仰臥位不同枕高時(shí)頸椎間盤的應(yīng)力分布差異,與臨床研究結(jié)果互相驗(yàn)證。
　　 結(jié)果:
　　 1共收集臨床資料

4、120例,實(shí)驗(yàn)過程中脫落3例,實(shí)驗(yàn)組完成實(shí)驗(yàn)58例,對(duì)照組完成實(shí)驗(yàn)59例;
　　 2實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組在性別、墊枕位置、年齡、身高、肩寬、頸長(zhǎng)等數(shù)據(jù)上均無(wú)顯著性差異(P＞0.05),兩組病例之間有可比性;
　　 3實(shí)驗(yàn)組枕高均數(shù)10.48±5.509cm,對(duì)照組枕高均數(shù)9.41±2.93cm,兩組間枕高存在顯著性差異(P＜0.05),而實(shí)驗(yàn)組高枕及低枕頻數(shù)明顯高于對(duì)照組;
　　 4建立了正常人的全頸椎三維有限元模型,

5、由7塊椎骨、5個(gè)椎間盤及相關(guān)韌帶組成,包含44526個(gè)節(jié)點(diǎn),248348個(gè)單元。并模擬了仰臥位去枕及5cm、10cm、15cm、20cm枕高等五種不同工況,得到了五種不同工況下頸椎間盤的von-mises應(yīng)力云圖;
　　 5去枕平臥工況下,模型最高應(yīng)力值為18.1MPa,出現(xiàn)在C5-C6椎間盤;最低應(yīng)力值為0.218MPa,出現(xiàn)在C2-C3椎間盤。整個(gè)模型應(yīng)力主要集中在C5-C6椎間盤,應(yīng)力值范圍4.98-18.1MPa;

6、>　　 65cm枕高工況下,模型最高應(yīng)力值為9.33MPa,出現(xiàn)在C5-C6椎間盤;最低應(yīng)力值為0.166MPa,出現(xiàn)在C3一C4椎間盤。整個(gè)模型應(yīng)力主要集中在C5-C6椎間盤,應(yīng)力值范圍2.61-9.33MPa;
　　 710cm枕高工況下,模型最高應(yīng)力值為6.50MPa,出現(xiàn)在C5-C6椎間盤;最低應(yīng)力值為0.0888MPa,出現(xiàn)在C3-C4椎間盤。整個(gè)模型應(yīng)力主要集中在C5-C6椎間盤,應(yīng)力值范圍1.80-6.50MPa

7、;
　　 815cm枕高工況下,模型最高應(yīng)力值為13.2MPa,出現(xiàn)在C5-C6椎間盤;最低應(yīng)力值為0.221MPa,出現(xiàn)在C2-C3椎間盤。整個(gè)模型應(yīng)力主要集中在C5-C6椎間盤,應(yīng)力值范圍2.82-13.2MPa;
　　 920cm枕高工況下,模型最高應(yīng)力值為25.3MPa,出現(xiàn)在C5-C6椎間盤;最低應(yīng)力值為0.225MPa,出現(xiàn)在C2-C3椎間盤。整個(gè)模型應(yīng)力主要集中在C5-C6椎間盤,應(yīng)力值范圍3.57-25.

8、3MPa。
　　 結(jié)論:
　　 1枕高與頸椎病發(fā)病存在顯著相關(guān)性,而長(zhǎng)期采用仰臥位睡姿的頸椎病患者有非常明顯的慣用高枕或低枕的傾向;
　　 2過高或過低的枕頭高度均易引起椎間盤應(yīng)力分布的異常,加快頸椎間盤的退變速度、加重退變的程度;
　　 3中下段頸椎間盤始終處于高應(yīng)力狀態(tài),提示其是頸椎病的病理改變中心;
　　 4身高170cm的成年男性仰臥位合理的枕高是10cm左右,每個(gè)人都可以通過三維有限元法