侧卧位不同枕高对颈椎间盘应力分布差异的三维有限元分析及30例临床应用观察

论文摘要

目的：①通过三维有限元分析正常人侧卧位不同枕高对颈椎间盘应力分布差异,期望得出颈椎间盘内应力分布较合理的枕头高度；②将实验得出的较合理的枕高应用于对颈型颈椎病的治疗,通过对颈型颈椎病治疗前后的临床症状及疗效的观察研究,评价该高度的枕头治疗颈型颈椎病的临床疗效。方法：①选取一名健康成年男性志愿者（身高为170cm,体重为60kg）,行影像放射学检查和临床查体排除颈椎疾患。患者取侧卧位垫枕,用GE64排螺旋CT,进行颈部均匀扫描,扫描层厚0.625mm,得到的连续断层数据图片以DICOM格式刻盘储存,导入医学三维重建软件mimiCS,通过编辑工具提取全颈椎边界的坐标生成表面三维图像。利用magiCS划分网格,并进行网格优化、缩减后,以OUT、格式输出,将其导入Patran中,生成颈椎表面网格模型。经光滑处理过的颈椎三维模型,以STL格式输出后导入geomagi c形成NURBS曲面,然后以IGES格式输出后再导入Patran中,在patran中构建颈椎间盘（包括终板、纤维环、髓核）有限元网格模型。在Patran中添加主要韧带,录入各结构的材料力学特性,构建出全颈椎的三维有限元模型。以模型此位置为基础,设定边界条件固定C7后,于颈椎冠状面上施加载荷分别模拟左侧卧位时枕高10cm,14cm,18cm,22cm,26cm五种工况。分析五种工况颈椎间盘的应力分布差异。结果以应力云图直观显示；②依据病例纳入标准,选择2009年9月到2011年1月我院骨科门诊中的病人,诊断为颈型颈椎病病人30例。按照随机、单盲的方法按就诊顺序将患者分为治疗组和对照组各15人,治疗组采用针刺联合调整患者睡眠时的枕头高度治疗（即以18cm枕高代替患者平时睡觉时的枕高）,对照组单纯以针刺治疗。观察治疗前后症状及疗效情况。使用统计软件SPSS 16.0 for windows对所得数据进行统计分析。结果：1.左侧卧枕头高度为10cm时,应力较集中节段主要是C3/4、C4/5、C6/7,最大应力值为9.14Mpa,最小应力值为0.218MPa,应力集中的椎间盘应力值范围为：0.629-9.14MPa；2.左侧卧枕头高度为14cm时,应力较集中节段主要是C3/4、C4/5、C5/6,最大应力值为3.86Mpa,最小应力值为0.071MPa,应力集中的椎间盘应力值范围为：0.264-3.86MPa；3.左侧卧枕头高度为18cm时,应力较集中节段主要是C4/5、C5/6、C6/7,最大应力值为1.94Mpa,最小应力值为0.043MPa,应力集中的椎间盘应力值范围为：0.1291.94MPa；4.左侧卧枕头高度为22cm时,应力较集中节段主要是C3/4、C4/5、C6/7,最大应力值为11.3Mpa,最小应力值为0.34MPa,应力集中的椎间盘应力值范围为：0.783-11.3MPa；5.左侧卧枕头高度为26cm时,应力较集中节段主要是C3/4、C4/5、C6/7,最大应力值为18.3Mpa,最小应力值为0.411MPa,应力集中的椎间盘应力值范围为：1.26-18.3MPa；6.枕高从lOcm到14cm再到18cm,椎间盘最大应力值、最小应力值及应力集中椎间盘的应力值范围均从大到小变化,当枕高从18cm到22cm再到26cm时,椎间盘最大应力值、最小应力值及应力集中椎间盘的应力值范围均从小到大变化。7.治疗组与对照组疗效比较,差别具有显著统计学意义（P<0.01）；治疗组和对照组治疗后症状积分对比,差别具有统计学意义（P<0.05）；两组组内治疗前后症状积分比较,差别具有统计学意义（P<0.05）。结论：1.身高为170cm且肩宽为18cm左右的人,侧卧位时枕高为18cm左右时颈椎间盘内应力分布应最合理。2.当枕高为10cm,22cm,26cm时,应力分布较高的节段为C3/4、C4/5、C6/7椎间盘；当枕高为14cm时,应力分布较高的节段为C3/4、C4/5、C5/6椎间盘；当枕高为18cm时,应力分布较高的节段为C4/5、C5/6、C6/7椎间盘。高应力加速了椎间盘退化,提示椎间盘病理改变的中心在应力集中的椎间盘。3.平时睡觉惯用侧卧睡姿,且身高为170cm左右,肩宽为18±0.5cm的颈型颈椎病的病人,18cm左右的侧卧位枕高具有辅助治疗、提高临床疗效的作用。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 材料与方法
• 结果
• 讨论
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 论文综述
• 参考文献
• 作者简历