神经根型颈椎病C～C三维有限元模型的建立与意义

目的建立神经根型颈椎病C3C7三维有限元模型,为运用该模型进行推拿整脊手法治疗神经根型颈椎病的生物力学机制研究提供基础模型。方法选择神经根型颈椎病男性患者1例,采用西门子SOMATOM Sensation64层螺旋CT扫描C3C7节段,将获取的Dicom格式数据导入Mimics19.0软件进行三维重建,再将C3C7节三维几何模型转换成IGES格式,导入Hyper Mesh软件中完成网格划分及材料属性赋值,最后导入Ansys对模型边界约束条件,形成完整的三维有限元模型。分析在1.2 Nm扭矩下该颈椎三维有限元模型的应力及移位变化;模拟生理状态时颈椎的前屈后伸、侧弯、旋转运动,记录运动角度,并与文献结果进行对比。结果建立的神经根型颈椎病三维有限元模型模拟了C3C7共5个椎体、4个椎间盘、5种韧带,涉及网格划分节点数为146 017个,单元数为65 775个。模型清晰完整,可从不同角度观察椎体解剖结构,并能多彩色、透明或任意组合显示,较真实地反映各结构空间位置关系;体网格形状规整,结构清楚,整体分布合理。C3C7三维有限元模型各结构中的应力分布不均匀,压力变化主要集中于C5、C6,椎骨及椎间盘变形移位主要集中于C3、C4。本研究建立C3C7模型与文献建立颈椎模型在前屈后伸、侧弯、旋转时的运动角度差异较小,其中侧弯过程中C4C5、C6C7运动角度差异最小,旋转过程中C4C5运动角度差异最小。结论成功建立了神经根型颈椎病C3C7三维有限元模型。该模型可用于模拟颈椎生物力学实验,为采用推拿整脊手法治疗神经根型颈椎病的生物力学机制研究提供基础模型。