13-17岁青少年脊柱关节突关节的数字化三维形态发育研究

The spinal facet joint is a major hub for the movement of the spine functional units, its morphological development, physiological functions and mechanical changes have played a vital role in maintaining a stable and normal physiological activity of the spine.The current study confirms that the facet joints’ morphological changes are closely linked with spine degenerative, instability, spondylolisthesis, prolapse of intervertebral disc and facet osteoarthritis, etc. Therefore, a comprehensive exploration about the role of each facet joints in motion-control and stress distribution changes has great clinical significance.But now the researches of the spinal facet joints more focused on adult images，anatomy or biomechanics, which cause the spinal and spine-origin diseases. But there is less reported about using digital three-dimensional reconstruction techniques and finite element analysis for the development regularity and mechanical characteristics of adolescents’ each spinal facet joints. The topic exploits the resources of young persons’ cadavers and Medical Imagings to explore the development regularity and mechanical characteristics multidisciplinary and systematically on 13-17 teenagers. And the relevant parameters will compare with adults analysis, to provide theoretical basis for designing and producting various of orthopedic instruments, internal and external fixators, artificial materials, or for early diagnosis and prevention of spinal and spine-origin diseases.

脊柱关节突关节是脊柱功能单元中的主要运动枢纽，其形态发育、生理功能和力学变化等对维持脊柱的稳定及正常生理活动起着至关重要的作用。目前的研究也证实关节突形态改变与脊柱退行性变、失稳、滑脱、椎间盘突出和关节突骨性关节炎等有着密切的联系。因此全面探索各关节突关节在运动调控及应力分布变化中的作用具有极大的临床意义，但现有研究多集中于成人节段性的影像、解剖或生物力学方面因关节突退变而致的脊柱和脊源性疾病，而应用数字化三维重建及有限元分析技术对青少年脊柱各关节突关节的发育规律及力学特征研究则甚少，本课题拟利用青少年尸体标本、影像扫描资料等资源，对13-17岁青少年脊柱关节突关节的形态发育、力学特征等行较系统的多学科交叉应用基础研究，并与成人各相关参数对比分析，为该年龄段青少年脊柱矫形仪、内外固定器、人工椎骨的设计与生产，人体工效学研究及脊柱、脊源性疾病的早期预防诊治等提供理论依据。

脊柱关节突关节是脊柱功能单元中的主要运动枢纽，其形态发育、生理功能和力学变化等对维持脊柱的稳定及正常生理活动起着至关重要的作用。目前的研究也证实关节突形态改变与脊柱退行性变、失稳、滑脱、椎间盘突出和关节突骨性关节炎等有着密切的联系。因此全面探索各关节突关节在运动调控及应力分布变化中的作用具有极大的临床意义，但现有研究多集中于成年、老年人群节段性的影像、发育形态或生物力学方面因关节突退变而致的脊柱和脊源性疾病，而应用数字化三维重建及有限元分析技术对青少年脊柱各关节突关节的发育规律及力学特征研究则甚少，本课题正是基于上述需求，利用青少年尸体标本、影像扫描资料等资源，对13-17岁青少年全脊柱关节突关节的形态发育、力学特征等行较系统的多学科交叉应用基础研究，并与成人各相关参数对比分析，为该年龄段青少年脊柱矫形仪、内外固定器、人工椎骨的设计与生产，人体工效学研究及脊柱、脊源性疾病的早期预防诊治等提供实验理论依据。经相关参数测量和力学测试分析发现双侧关节突关节不对称是引起脊柱病变的重要因素之一，且随增龄及椎序增加，颈→胸→腰→骶椎各上、下关节突关节面呈近水平位→冠状位→矢状位→融为纵棘（骶外侧棘）的三维立体渐变规律，同时发现颅-颈、颈-胸、胸-腰、腰-骶4个相互移行的“力桥交界区”均是脊柱、脊源性疾病的高发部位，尤其关节突关节的不对称性，若早期未及时发现和干预矫正将发展为渐重的脊柱侧弯，其也是脊柱各型退行性病变的重要原因；故对不同年龄段脊柱关节突关节的对照研究，可为脊柱侧弯矫形、外伤内外固定、增生退变预防等提供理论依据。