颈椎定位旋转扳法对不同曲度颈椎内部结构应力的影响

摘要

目的:观察颈椎定位旋转扳法对不同曲度颈椎内部结构应力的影响。方法:基于可靠的正常颈椎有限元模型(正常模型),结合1例颈椎曲度变直患者和1例颈椎反弓患者的颈椎CT图像,建立曲度变直颈椎有限元模型(变直模型)和反弓颈椎有限元模型(反弓模型)。模拟右侧颈椎定位旋转扳法,分别加载于正常模型、变直模型和反弓模型,观察3种模型椎间盘、韧带、关节软骨和终板的应力特征。结果:(1)颈椎椎间盘应力分布。正常模型椎间盘应力主要集中于C_(6~7)和C_7T_1椎间盘右侧纤维环,变直模型椎间盘应力主要集中于C_(2~3)椎间盘左侧纤维环,反弓模型椎间盘应力主要集中于C_(2~3)、C_(3~4)、C_(4~5)椎间盘右侧纤维环;3种模型椎间盘最高应力均集中于下段颈椎椎间盘纤维环,其中正常模型最高应力集中于C_6~C_7右侧钩椎关节处,变直模型和反弓模型最高应力集中区域分别为C_7~T_1左侧钩椎关节处和C_5~C_6左侧钩椎关节处;反弓模型椎间盘最高应力值最大,变直模型次之,正常模型最小。(2)颈椎主要韧带应力分布。正常模型韧带应力主要集中于C_2~C_3、C_3~C_4、C_4~C_5双侧关节囊韧带及横韧带,最高应力集中于C_3~C_4右侧关节囊韧带;变直模型韧带应力主要集中于寰枕后韧带、前纵韧带(寰枕节段)、横韧带,最高应力集中于齿突尖韧带;反弓模型韧带应力主要集中于下颈段右侧关节囊韧带、上颈段左侧关节囊韧带、横韧带,最高应力集中于寰枕后韧带。(3)颈椎关节软骨应力分布。3种模型关节软骨应力均主要集中于寰枕关节两侧,最高应力均集中于寰枢关节软骨,正常模型和反弓模型应力主要集中区域、最高应力集中区域位于右侧,变直模型应力主要集中区域、最高应力集中区域位于左侧;反弓模型关节软骨最高应力值最大,变直模型次之,正常模型最小。(4)颈椎终板应力分布。正常模型、变直模型、反弓模型终板应力主要集中部位分别为C_2下终板、C_3下终板和C_4上终板;正常模型终板最高应力集中于C_3上终板左前部,变直模型和反弓模型终板最高应力均集中于C_3上终板后部。结论:在颈椎定位旋转扳法作用下,不同曲度颈椎内部结构应力集中部位及大小均不同。