健康成人下颈椎在体三维瞬时运动特点研究

摘要

目的：观察测定健康成年人生理载荷下下颈椎在体三维瞬时运动特点，并对下颈椎不同节段间运动特点进行比较。
　　方法：招募17名无任何颈椎相关疾患的健康志愿者（平均年龄25.8岁），所有志愿者参加试验前均签署知情同意书。本研究采用双 X线透视影像系统（dual fluoroscopic imaging system, DFIS）和螺旋CT成像相结合技术，利用Rhinoceros等相关处理软件从受试者颈椎薄层CT中获得下颈椎三维重建模型，将该模型匹配到DIFS捕获的不同活动体位时颈椎双斜位X线透视图像上，重现出生理载荷下不同活动体位时颈椎的三维运动状态，通过在椎体几何中心建立三维坐标系量化测量相邻椎体间的相对运动，从而获得健康成人下颈椎在体三维运动数据。
　　结果：前屈后伸运动：C3-4沿冠状轴、矢状轴、垂直轴位移分别为1.7±1.2mm、4.4±1.0mm、0.6±0.4mm，沿上述三轴旋转度分别为13.2±2.7°、3.6±2.4°、3.7±1.8°；C4-5沿冠状轴、矢状轴、垂直轴位移分别为1.4±0.9mm、4.9±1.0mm、0.6±0.3mm，沿上述三轴旋转度分别为17.8±3.9°、2.8±1.9°、4.2±2.3°；C5-6沿冠状轴、矢状轴、垂直轴位移分别为1.2±0.9mm、4.7±0.9mm、0.7±0.5mm，沿上述三轴旋转度分别为18.0±2.3°、3.2±1.8°、2.8±1.9°；C6-7沿冠状轴、矢状轴、垂直轴位移分别为1.5±0.9mm、2.0±0.9mm、0.6±0.3mm，沿上述三轴旋转度分别为9.9±3.7°、2.8±1.5°、2.5±1.7°。除C6-7节段沿矢状轴位移显著小于其余各节段（P＜0.05）外，其余各节段间沿矢状轴、冠状轴、垂直轴位移比较差异均无统计学意义（P＞0.05）；沿冠状轴旋转角度在 C4-5和C5-6节段最大（P＜0.05），C6-7节段最小（P＜0.05），沿垂直轴旋转角度C4-5节段明显大于C5-6和C6-7节段（P＜0.05），各节段间沿矢状轴旋转角度比较差异均无统计学意义（P＞0.05）。左右侧弯运动：C3-4沿冠状轴、矢状轴、垂直轴位移分别为1.6±0.9mm、1.0±0.5mm、1.0±0.6mm，沿上述三轴旋转度分别为3.8±2.2°、9.2±4.0°、9.8±5.1°；C4-5沿冠状轴、矢状轴、垂直轴位移分别为1.3±0.7mm、0.7±0.4mm、1.0±0.5mm，沿上述三轴旋转度分别为2.9±1.6°、8.5±4.0°、6.2±2.4°；C5-6沿冠状轴、矢状轴、垂直轴位移分别为1.5±0.6mm、0.9±0.5mm、0.8±0.4mm，沿上述三轴旋转度分别为2.9±2.0°、9.6±4.1°、5.2±3.2°；C6-7沿冠状轴、矢状轴、垂直轴位移分别为1.8±0.8mm、0.8±0.4mm、0.6±0.2mm，沿上述三轴旋转度分别为2.3±1.0°、10.3±3.9°、5.2±2.8°。除C3-4节段沿矢状轴位移显著大于C4-5节段，C6-7节段沿垂直轴位移显著小于C3-4和C4-5节段，比较差异有统计学意义（P＜0.05）外，其余各节段间各项位移间比较差异均无统计学意义（P＞0.05）；除C3-4节段沿垂直轴旋转角度显著大于C5-6及C6-7节段（P＜0.05）外，其余各节段间各向旋转角度比较差异均无统计学意义（P＞0.05）。左右旋转运动：C3-4沿冠状轴、矢状轴、垂直轴位移分别为1.5±0.8mm、1.7±1.0mm、0.8±0.4mm，沿上述三轴旋转度分别为5.2±3.7°、5.9±2.9°、8.5±4.7°；C4-5沿冠状轴、矢状轴、垂直轴位移分别为1.4±0.8mm、1.7±0.8mm、0.9±0.4mm，沿上述三轴旋转度分别为4.7±2.9°、6.6±3.1°、4.6±2.2°；C5-6沿冠状轴、矢状轴、垂直轴位移分别为1.4±0.8mm、1.7±0.9mm、1.1±0.5mm，沿上述三轴旋转度分别为4.6±2.6°、6.1±3.4°、7.0±3.7°；C6-7沿冠状轴、矢状轴、垂直轴位移分别为1.0±0.6mm、1.8±0.9mm、1.2±0.6mm，沿上述三轴旋转度分别为3.8±2.3°、6.1±3.6°、4.1±2.3°。除C3-4节段沿垂直轴旋转角度显著大于C4-5和C6-7节段（P＜0.05）外，其余各节段间各向位移及旋转角度比较差异均无统计学意义（P＞0.05）。
　　结论：本研究利用二维-三维匹配技术重现出健康成人下颈椎在体三维瞬时运动，通过测量发现颈椎不同节段的在体运动具有不同的特点，并获得了健康成人下颈椎的在体三维瞬时运动六个自由度数据，为进一步了解颈椎的生理活动功能以及指导相关人工假体的研发和临床应用提供了参考数据。

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缩略语/符号说明

前言

研究现状、成果

研究目的、方法

1对象和方法

1.1研究对象

1.2研究方法

2结果

2.1屈伸活动时下颈椎各节段在体三维瞬时运动特点

2.2左右侧弯活动时下颈椎各节段在体三维瞬时运动特点

2.3左右旋转活动时下颈椎各节段在体三维瞬时运动特点

2.4下颈椎各节段屈伸、侧弯、旋转活动的在体三维运动范围

3讨论

3.1颈椎运动学体外研究

3.2颈椎在体运动X线技术研究

3.3颈椎在体运动（3D）CT或（3D）MRI技术研究

3.4颈椎在体运动三维运动分析系统研究

3.5颈椎在体运动二维-三维匹配技术研究

3.6人工颈椎间盘假体在体运动研究

结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

综述: 颈椎人工间盘在体运动学研究进展

致谢

个人简历