论文部分内容阅读
目的:基于CT图像建立新型完整的腰椎多节段三维有限元模型,模拟拔伸手法载荷时前屈、后伸、水平位三种状态下,测定腰椎运动节段各组织的应力分布和结构变化,探讨拔伸手法的生物力学作用机制,为手法提供力学基础和理论依据,比较得出拔伸手法的相对最佳作用状态。
方法:基于正常中国人体脊柱3~Sl运动节段的系列二维截面CT图像,采用轮廓线的描述方式提取平面数据,通过将平面数据坐标进行三维化处理,获得腰椎运动节段的三维体数据。利用ADINA有限元分析软件,采用自底向顶和自顶向底的混合式建模方式重建腰椎运动节段的三维有限元模型。模拟拔伸手法载荷时前屈30。、后伸10。、水平位三种状态,测定椎体、椎间盘、纤维环、髓核的应力、应变和位移,提取云图,分析手法在三种状态下对腰椎运动节段各组织的应力分布和结构变化,探讨手法的生物力学作用机制和相对最佳的作用状态。
结果:新型完整的腰椎多节段三维有限元生物力学模型建立成功,用于模拟拔伸手法的实验研究。拔伸手法载荷时,椎间隙增宽,减轻了椎间盘的压力,椎间盘沿轴向发生了一定形变,髓核内压力下降,呈负压状态,后纵韧带紧张,在病理状态下可能为突出的髓核还纳创造条件;小关节应力减小或解除,并相对发生一定的位移和形变,有助于调节小关节半脱位或滑膜嵌顿,使腰椎运动节段重新恢复正常解剖关系和力学平衡;纤维环应力增加,以外层为最大;椎间盘后外侧缘的应变和不同程度的位移改变了椎间盘与神经根相对位置关系,重新建立新的、和谐的“根.盘”关系;椎间盘后外侧缘及周围组织的形态变化,有松解神经根粘连的可能;纤维环后缘与两侧的应力、应变分布有明显的界线,在应力集中处很容易造成纤维环破裂,可为临床腰椎间盘纤维环易在后外侧破裂提供力学依据。
结论:新型完整的腰椎多节段三维有限元模型建立成功,能很好地模拟手法的各种作用状态,用于腰部拔伸手法的研究。通过模拟拔伸手法载荷时前屈30。、后伸10。和水平位三种作用状态,探讨了拔伸手法治疗腰椎间盘突出症等腰部常见疾病的生物力学作用机制,为拔伸手法提供了力学基础和理论依据。证明拔伸手法是一种安全、有效的治疗腰椎间盘突出症的方法,同时拔伸手法也可应用于治疗腰椎失稳症、小关节脱位或半脱位、小关节滑膜嵌顿等腰部其它常见疾病。阐明了手法在临床上造成医源性损伤的模拟拔伸手法对腰椎运动节段三维有限元模型生物力学作用的研究生物力学机制。比较得出脊柱前屈位为拔伸手法治疗腰椎问盘突出症的相对最佳的作用状态。