模拟斜扳手法对腰椎突出节段内在结构影响的可视化研究

腰椎间盘突出症是骨伤科常见病、多发病，临床实践证明斜扳手法疗效确切，应用广泛，已成为该病非手术疗法中首选的重要手段。但其作用机理的基础研究滞后，尚不能充分论述力学效应的主要途径，尤其未能结合腰椎间盘损伤性力学模型探索研究，须有更深层次的认识与提高，为临床需求服务。本课题针对该问题，采取实验性腰椎间盘突出标本力学造模、现实与虚拟互动的生物力学分析等研究方法，尽量还原真实突出椎间盘在手法外力作用下的原始受力征象，在腰椎有限元可视化的基础上，观察在模拟不同手法作用条件下突出节段各部分结构的应力、应变分布及与相邻组织空间结构的动态变化，揭示手法作用机理，提高手法的科学性，论证"骨合缝，筋归槽"的理论，并探讨手法操作的最佳力学参数，为制定防治策略提供可靠的理论依据。

一、项目完成情况. 《模拟斜扳手法对腰椎突出节段内在结构影响的可视化研究》依照项目书计划，主要完成以下工作：.　　1通过BOSE动/静态材料试验机控制循环载荷，结合Adams M A、Hutton W C腰椎节段循环疲劳负荷力学造模方法，对标本进行6小时，60循环/分钟，21600转，300N初始压力，750N峰值压力，8°前屈的循环载荷。模拟腰椎椎间盘退变的第二阶段—不稳定期。.　　2利用Motion运动捕捉系统，采集腰椎运动信息和模拟扳法旋转过程。研究认为扳法旋转时屈伸角度位移变化有可能也是扳法治疗脊源性腰腿痛的联合作用机制之一；侧弯角度位移在扳法中的作用仍需进一步研究；临床上在对L3、L4、L5椎体进行旋转扳动时，扳动难度和力量可能会依次逐渐增加；左右两侧扳动的差别部分来自患侧肌肉高应力或者长期肌肉紧张而产生的关节僵硬。 .　　3利用压力传感器采集系统植入腰椎间盘，在BOSE动/静态材料试验机上模拟两种体位、四种不同载荷扳法：-500N坐位旋转，-300N坐位旋转，0N卧位传统斜扳，+100N卧位斜扳。研究认为坐位椎间盘内压均高于卧位，L4-L5最高，L3-L4最低；扳法操做会使椎间盘内压增高，操作安全性降低，0N卧位传统斜扳、+100N卧位斜扳相对安全，牵引下扳动可以降低椎间盘内压，尤其对L3-L4、L4-L5间盘，坐位旋转扳时应减少前屈，给予适当的牵引，可以增加手法安全性。.　　4 通过可视化准动态分析在髓核退化的病理状态下，椎间盘轴向应力、髓核内压和终板面应力应变特点，诠释扳法在治疗椎间盘突出症的基础作用机制。通过有限元，仿真分析得出退变间盘模型可以应用于临床和基础研究；坐位扳法治疗椎间盘突出症主要使间盘产生一定的位移，重塑间盘稳定结构，尤其对L4-L5椎间盘突出；临床在腰椎健侧使用扳法可能更有意义。.二、项目成果.　　2.1 离体腰椎在循环疲劳载荷条件下，建立腰椎间盘退变模型；提取临床和离体实验数据作为边界条件，建立可视化有限元腰椎退变模型，应用临床和基础研究。同时形成斜扳手法的力学、形态学数据技术资料。.　　2.2 发表核心期刊论文4篇。.　　2.3 培养学生 博士研究生2名，毕业2名；培养硕士研究生3名，毕业1名，在读2名。.三、 经费使用情况. 按自然基金委要求，经费按预算执行，结余2.4597万元。