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背景: 在日常生活及活动中颈椎支撑着头部的重量并促进头部的运动。在做头部运动时颈椎椎间7个耦合部分的运动特征与椎体的几何形状、周围软组织的约束、脊柱的曲度和周围肌肉的控制等因素紧密相关。精确测量和研究椎间运动的耦合模式有助于了解椎间盘活动过程中的几何变化特征、有利于临床医师处理相关临床问题、评估椎间融合术后对相邻椎体活动影响和评估各种手术方式临床疗效等,为更加明确颈椎相关疾病的病因及指导颈椎相关疾病的诊断和治疗提供了定量的信息参考。目前已有多种方法应用于颈椎在体运动学的研究,这些方法均能较精准的测量颈椎椎间六个自由度(six-degree-of-freedom,6DOF,即沿三维坐标系各个轴的位移和旋转角度)的动态运动。然而据我们所知,目前还缺乏关于健康中国人在生理载荷条件下颈椎自主运动的相关研究报道。 目的: 测量和研究健康成年中国人颈椎屈伸过程中各节段椎体间耦合运动,并阐述国人颈椎屈伸过程中椎体间耦合运动特征及研究结果潜在的临床意义。建立正常人颈椎活动度数据库,通过对比研究颈椎病患者颈椎三维运动、生物力学等情况,及时、有效、准确地对患者颈椎进行功能评估,为制定个体化的手术方案及术后评估提供有效依据。 方法: 招募12名健康成年中国人志愿者,年龄在19至28岁之间。运用颈椎薄层CT数据重建的椎体三维模型与颈椎动态X线图像相匹配的方法来测量各受试者颈椎屈伸过程6个自由度的活动范围,并比较不同性别之间可能存在的运动学特征差异。 结果: 颈椎屈伸过程中C2/C3节段活动范围最小(12.3°±2.9°),C5/C6节段活动范围最大(19.3°±2.7°)。在颈椎屈曲过程中C5/C6节段的活动度明显大于其它节段(P<0.05),在伸展过程中C4/C5节段的活动度明显大于其它节段(P<0.05)。在我们的研究中发现颈椎屈伸过程中活动范围没有性别差异。颈椎屈伸过程中耦合侧屈和旋转运动角度活动范围均小于3.2°,颈椎屈伸运动过程中前后位移变化均小于2.5mm。 结论: 该项研究是首次应用动态X线透视结合CT三维重建技术和2D-3D图像模型注册技术对健康国人颈椎屈伸动态运动进行研究。所有志愿者颈椎6个自由度活动范围都处于正常的生理活动范围。颈椎屈伸过程中活动范围没有性别差异。本项健康成年中国人颈椎动态活动范围的研究提供一定的颈椎运动信息。此外,这些数据可能对颈椎相关疾病的评估提供定量的信息参考。