頸椎旋轉(zhuǎn)手法的數(shù)字解剖和三維有限元研究.pdf

1、目的 (1)對頸椎定點(diǎn)旋轉(zhuǎn)手法作用時(shí)拇指最大推扳力進(jìn)行定量研究，為推拿手法的數(shù)字化提供依據(jù)；為進(jìn)一步進(jìn)行頸椎定點(diǎn)旋轉(zhuǎn)手法的計(jì)算機(jī)數(shù)字化研究提供生物力學(xué)的加載條件。(2)在計(jì)算機(jī)上建立一個(gè)頸椎各結(jié)構(gòu)的三維數(shù)字化模型，為推拿手法的直觀的可視化研究，提供一個(gè)平臺。(3)模擬旋轉(zhuǎn)手法作用，對其解剖位置、位移的變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，用以研究手法作用的機(jī)理，探討提高手法療效的方法，減少手法的意外和損傷。(4)探討進(jìn)行頸椎定點(diǎn)旋轉(zhuǎn)手法時(shí)正常頸椎椎

2、體、終板和后部結(jié)構(gòu)的內(nèi)在應(yīng)力及位移分布的特點(diǎn)，以分析手法的機(jī)理、安全性與合理性。 方法 (1)對46名受試者進(jìn)行頸椎坐位旋轉(zhuǎn)手法操作，應(yīng)用壓力傳感器檢測系統(tǒng)，檢測并記錄出現(xiàn)咔噠聲響時(shí)術(shù)者拇指頂推受試者第四頸椎棘突的最大推扳力。(2)使用螺旋CT，以1mm的間隔，對1具男性青年新鮮尸體的頸椎標(biāo)本沿軸向進(jìn)行斷層掃描。頸椎的CT圖像輸入計(jì)算機(jī)，利用Matlab6.0提取圖片中輪廓線數(shù)據(jù)矩陣，轉(zhuǎn)換為dat文檔后輸入ANSYS8.

3、0建模。(3)分析：在Ansys8.0系統(tǒng)中加載邊界條件，計(jì)算和分析手法作用時(shí)正常頸椎椎體、終板和后部結(jié)構(gòu)、椎間盤的位移和內(nèi)在應(yīng)力的變化過程。計(jì)算頸椎各結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和位移的大小，顯示頸椎結(jié)構(gòu)的內(nèi)部應(yīng)力和位移的分布情況。(4)在模型上刪除寰樞椎以外的骨性實(shí)體模型，以利于直接觀察和判斷寰樞椎之間發(fā)生旋轉(zhuǎn)時(shí)解剖位置的相對變化。取樞椎棘突頂點(diǎn)(A點(diǎn))、齒突垂直軸心(B點(diǎn))以及兩者之間連線的中點(diǎn)(C點(diǎn))為旋轉(zhuǎn)軸心，利用ROTATE操作和布爾運(yùn)算使寰

4、椎在水平面上繞原點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，觀察并采集不同原點(diǎn)條件下旋轉(zhuǎn)后的圖形結(jié)果。 結(jié)果 (1)術(shù)者左、右手拇指對受試者第四頸椎棘突的最大平均推扳力分別為4.727±1.037和6.420±1.329kg。(2)建立了精細(xì)的頸椎三維模型。(3)手法作用下上頸椎節(jié)點(diǎn)應(yīng)力分布圖顯示在旋轉(zhuǎn)外力作用下拇指作用點(diǎn)部位和齒突周邊部位出現(xiàn)高應(yīng)力區(qū)。(4)實(shí)驗(yàn)中分別以不同旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn)為原點(diǎn)進(jìn)行頸椎定點(diǎn)旋轉(zhuǎn)。對比圖形結(jié)果發(fā)現(xiàn)：無論是以A點(diǎn)為原點(diǎn)還是以C點(diǎn)為

5、旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)一個(gè)很小的角度(小于15度)后即因寰椎側(cè)塊被齒突阻擋，旋轉(zhuǎn)停滯。并且在垂直軸位可觀察到因寰樞椎半脫位導(dǎo)致椎管容積減少，提示脊髓組織受壓迫的可能。而以B點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，棘突偏歪能達(dá)到良好復(fù)位，且垂直軸位見椎管通暢，提示不會發(fā)生骨性組織壓迫脊髓。(5)行寰樞椎定點(diǎn)旋轉(zhuǎn)手法時(shí)，術(shù)者以一手拇指頂住樞椎棘突頂點(diǎn)，另一手托住患者下頜。樞椎棘突頂點(diǎn)與下頜尖旋轉(zhuǎn)前后之連線(AD、AE)夾角為術(shù)者觀察角(角α)，此角大小術(shù)者可以

6、目測得到。而齒突垂直軸心與下頜尖旋轉(zhuǎn)前后的連線(BD=BE=R)夾角為軸心旋轉(zhuǎn)角(角β)，此角度大小術(shù)者無法直接觀察。根據(jù)三角原理，角β恒大于角α，提示以術(shù)者觀察角大小為旋轉(zhuǎn)標(biāo)準(zhǔn)有過度旋轉(zhuǎn)頸椎的風(fēng)險(xiǎn)。兩者之間關(guān)系可由方程確定。 結(jié)論 (1)在進(jìn)行定點(diǎn)旋轉(zhuǎn)手法時(shí)，利手對左右拇指的推扳力有顯著的影響。(2)利用有限元模型可以動態(tài)的、三維的、實(shí)時(shí)監(jiān)測脊柱推拿手法的過程，可以為研究手法作用的機(jī)理，探討提高手法療效的方法提供了一個(gè)