颈椎矢状位端提手法对椎间盘及小关节影响的有限元分析

背景：在颈椎病的致病因素中，椎间盘突出、小关节错位和椎间孔狭窄是导致患者出现症状的重要因素，而不适当的手法复位可能会加重颈椎间盘破裂的可能性，导致患者症状加重。目的：通过有限元分析比较传统颈椎旋转复位手法与颈椎矢状位端提手法对施术节段椎间盘、小关节和椎间孔面积的影响。方法：选取1名颈部正常男性志愿者的颈部CT资料，将CT数据导入Mimics 17.0三维重建软件，依次使用Geo-magic Studio 12.0、Solidworks2017和Ansys Workbench 17.0软件构建椎间盘、关节软骨等C3-6颈椎有限元模型；固定C5椎体下终板，在上位椎体(C3)的上表面施加均匀分布、垂直向下的50 N载荷，比较实施传统颈椎旋转复位手法与颈椎矢状位端提手法和整复时，C4-C5节段椎间盘应力、形变大小及方向、关节囊应力、小关节位移及双侧椎间孔面积的变化。结果与结论：(1)实施旋转复位手法时，C4-5椎间盘的最大范式等效应力为8.06 MPa、总形变为1.05 mm，纤维环向左前外膨出；实施矢状位端提手法时，C4-5椎间盘的最大范式等效应力为2.60 MPa、总形变为0.90 mm，纤维环向左后方膨出；相比于旋转复位手法，矢状位端提手法在施术时对椎间盘的压力较小(约为颈椎旋转手法的32.3%)、椎间盘形变程度也轻(约为旋转手法的85.7%);(2)实施旋转复位手法时，左侧和右侧关节囊韧带最大应力分别为0.37 MPa和1.69 MPa，小关节的总体位移为2.21 mm，右侧椎间孔面积减小约3.8%，左侧椎间孔面积增大约0.9%；实施矢状位端提手法时，左侧和右侧关节囊韧带最大应力分别为0.27 MPa和1.70 MPa，小关节的总体位移为1.63 mm，右侧椎间孔面积增大约2.6%，左侧椎间孔面积减小约0.9%；与旋转复位手法相比，矢状位端提手法对小关节的位移、关节囊应力和椎间孔面积改变较小，操作时较为安全；(3)结果提示，与颈椎旋转复位手法相比，矢状位端提手法对小关节位移、椎间盘应力/形变程度、关节囊应力和椎间孔面积的改变较小，临床中在准确评估患者病情后应结合生物力学结果选择更为合适的手法。