椎间盘退变颈椎(C2-C7)在正常承载与推拿下的有限元分析

摘要

背景:推拿是治疗颈椎病的一种有效方法,对椎间盘退化程度不同的颈椎进行推拿时,推拿力度因退化程度差异性会起到不同的效果,并且手法把控不当还可能对已经退化的颈椎造成损伤,目前相关研究还有所欠缺。目的:探究椎间盘退变程度不同的颈椎在正常承载与推拿下的力学变化机制,探究推拿旋转角度对不同退化程度椎间盘的影响,从而对不同退化程度颈椎提出操作手法指导。方法:建立三维人体颈椎(C2-C7)有限元模型,通过网格优化,得到几何相似度高、精确度高、网格数为200万级的颈椎模型。通过改变椎间盘参数得到退化程度不同的模型,利用有限元方法探究不同退化程度椎间盘在受到推拿作用下的力学机制。结果与结论:(1)退化后的椎间盘应力重新分布,髓核承载力减小,纤维环承载力显著增加,关节应力也增大;(2)在正常承载下,纤维环应力集中区域主要在人体后侧边缘,随着退化程度增加,应力集中区域从边缘向内延伸且面积增大;(3)推拿旋转时,纤维环应力集中区域主要在后侧和左右两侧,退化程度越高应力集中区域越大,应力值越大;(4)推拿旋转时,退化程度越高椎间盘的轴向位移小,变形能力越小;(5)C4-5椎间盘退化会对该节段椎体(C4,C5)最大应力和关节接触力产生影响,且应力值随退化程度增加而增大,但退化对其他节段无明显影响;(6)综合应力安全和变形能力,施加推拿手法时旋转角度应根据退化程度适当减小。