三维有限元模型分析旋转手法中旋转方向对颈椎间盘位移和椎间孔容积的影响

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.0038

中国组织工程研究 ›› 2018, Vol. 22 ›› Issue (3): 404-408.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.0038

• 骨与关节生物力学 bone and joint biomechanics • 上一篇下一篇

三维有限元模型分析旋转手法中旋转方向对颈椎间盘位移和椎间孔容积的影响

黄学成^1，2，叶林强²，梁德²，王千里²，余伟波^1，2，江晓兵²

¹广州中医药大学第一临床医学院，广东省广州市 510405；²广州中医药大学第一附属医院，广东省广州市 510405

出版日期:2018-01-28 发布日期:2018-01-28
通讯作者: 江晓兵，博士，副主任医师，副教授，硕士研究生导师，广州中医药大学第一附属医院，广东省广州市 510405
作者简介:黄学成，男，1988年生，广东省台山市人，汉族，广州中医药大学在读博士，主要从事脊柱伤病的基础与临床研究。
基金资助:
国家自然科学基金(81774338)；广州中医药大学第一附属医院岭南特色诊疗技艺应用与推广项目(2016JY03)

Effect of cervical rotatory direction on the displacement of cervical disc and the volume of intervertebral foramen in a three-dimensional finite element model

Huang Xue-cheng^{1, 2}, Ye Lin-qiang², Liang De², Wang Qian-li², Yu Wei-bo^{1, 2}, Jiang Xiao-bing²

¹First Clinical Medicine School, Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangzhou 510405, Guangdong Province, China; ²First Affiliated Hospital, Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangzhou 510405, Guangdong Province, China

Online:2018-01-28 Published:2018-01-28
Contact: Jiang Xiao-bing, M.D., Associate chief physician, Associate professor, Master’s supervisor, First Affiliated Hospital, Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangzhou 510405, Guangdong Province, China
About author:Huang Xue-cheng, Studying for doctorate, First Clinical Medicine School, Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangzhou 510405, Guangdong Province, China; First Affiliated Hospital, Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangzhou 510405, Guangdong Province, China
Supported by:
the National Natural Science Foundation of China, No. 81774338; the Application and Promotion Project of Characteristic Diagnosis and Treatment Technique of South of the Five Ridges of First Affiliated Hospital of Guangzhou University of Chinese Medicine, No. 2016JY03.

摘要/Abstract

摘要：

文章快速阅读：

文题释义：

颈椎旋转手法：医者通过辅助患者摆放合理的体位而使患者颈椎到达弹性障碍区，进而在患者颈椎亚生理区施加一“高速、低幅度”的旋转扳动力，在此过程中常伴有“咔哒”声响。颈椎旋转手法多用于治疗慢性颈痛、颈肌筋膜炎、落枕等颈部疾患，同时也是治疗神经根型颈椎病的重要保守疗法之一。

三维有限元分析：利用数学近似的方法对真实物理系统(几何和载荷工况)进行模拟。利用简单而又相互作用的元素(即单元)，就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。

摘要

背景：旋转手法治疗神经根型颈椎病可迅速缓解根性疼痛，但旋转方向失当可加重原有症状。

目的：利用颈椎三维有限元模型模拟旋转手法，探讨旋转方向对颈椎间盘位移和椎间孔容积的影响，为旋转手法治疗神经根型颈椎病的有效性和安全性提供依据。

方法：对1名25岁健康成年女性志愿者的颈椎进行CT扫描成像，应用Mimics10.01、Geomagic Studio、Solidworks 14.0等软件建立颈椎C₅_-₆实体CAD模型，然后将模型导入Ansys Workbench 14.5软件进行有效性验证及手法模拟。在颈椎左侧屈位下分别向左、右侧旋转，模拟旋转手法实施，把各项力学参数代入三维有限元模型进行计算分析。即时显示手法作用时颈椎间盘位移和椎间孔容积的变化。

结果与结论：向左旋转时，椎间盘左侧后部向后位移0.46 mm，右侧后部向前位移0.77 mm，左侧椎间孔容积变小，右侧椎间孔容积变大；向右旋转时，椎间盘左侧后部向前位移0.71 mm，右侧后部向后位移 0.43 mm，左侧椎间孔容积变大，右侧椎间孔容积变小。因此，旋转侧椎间盘后部向后位移，旋转对侧椎间盘后部向前位移，旋转侧椎间孔容积变小，旋转对侧椎间孔容积变大，若使用旋转手法治疗神经根型颈椎病，应向健侧旋转。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程
ORCID: 0000-0002-8009-0282(江晓兵)

关键词: 旋转手法, 神经根型颈椎病, 有限元分析, 旋转方向, 椎间盘位移, 椎间孔容积, 国家自然科学基金

Abstract:

BACKGROUND: Cervical spondylotic radiculopathy could be effectively treated by cervical rotatory manipulation, but the symptoms may be exacerbated when rotated to the wrong direction.

OBJECTIVE: To simulate the cervical rotatory manipulation in left/right rotation by three-dimensional finite element, and then investigate the effect of this manipulation on the displacement of cervical disc and the volume of intervertebral foramen so as to provide a basis for effectiveness and safety of cervical rotatory manipulation in treating cervical spondylotic radiculopathy.

METHODS: With Mimics10.01, Geomagic Studio and Solidworks 14.0 software, a three-dimensional geometric CAD model of C₅_-₆ was developed from the CT scan images of a 25-year-old normal adult female. The model was imported into Ansys Workbench 14.5, and a three-dimensional finite element model was verified and simulated the cervical rotatory manipulation. The cervical rotatory manipulation was decomposed by principium of manipulation in left lateral flexion and rotated to the left/right side. The parameter of mechanics was analyzed with the finite element system. The change of displacement in cervical disc and volume in intervertebral foramen simultaneously were displayed during simulating the manipulation.

RESULTS AND CONCLUSION: In left lateral flexion and rotated to the left side, the posterior part of the left side of annulus fibers was expanded 0.46 mm into posterior, and the posterior part of the right side of annulus fibers was retracted 0.77 mm. The volume of left intervertebral foramen became small and the right side became large. However, in left lateral flexion and rotated to the right side, the posterior part of the left side of annulus fibers was retracted 0.71 mm, and the posterior part of the right side of annulus fibers was expanded 0.43 mm into posterior. The volume of left intervertebral foramen became large and the right side became small. Therefore, the posterior part of the rotated side of cervical disc was expanded into posterior, while the posterior part of the contralateral side of cervical disc was retracted. The volume of intervertebral foramen in rotated side became small, while the volume of intervertebral foramen in contralateral side became large. We should rotate to the contralateral side when cervical spondylotic radiculopathy was treated with cervical rotatory manipulation.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

Key words: Tissue Engineering, Biomechanics, Three-Dimensional Finite Element

中图分类号:

R318

黄学成，叶林强，梁德，王千里，余伟波，江晓兵. 三维有限元模型分析旋转手法中旋转方向对颈椎间盘位移和椎间孔容积的影响[J]. 中国组织工程研究, 2018, 22(3): 404-408.

Huang Xue-cheng, Ye Lin-qiang, Liang De, Wang Qian-li, Yu Wei-bo, Jiang Xiao-bing. Effect of cervical rotatory direction on the displacement of cervical disc and the volume of intervertebral foramen in a three-dimensional finite element model [J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2018, 22(3): 404-408.

图/表（结果） 2

2.1 颈椎C₅_-₆三维有限元模型的建立 最终所建颈椎C₅_-₆三维有限元模型共有194 842个节点，119 268个单元，高度模拟了颈椎C₅_-₆结构与材料特性，所建颈椎C₅_-₆实体CAD模型及三维有限元模型见图2。

2.2 颈椎C₅_-₆三维有限元模型的验证 在研究中予以颈椎C₅_-₆节段与以往研究相同的边界条件和加载，表2为以往研究与本实验有限元模型C₅_-₆节段在前屈、后伸、侧屈、轴向旋转加载条件下运动范围，可以看出，当前实验结果与以往研究结果基本相同。由此认为颈椎C₅_-₆模型是有效的。

2.3 旋转手法向左、右侧旋转时颈椎间盘位移和椎间孔容积的变化 见图3。在颈椎左侧屈位下向左旋转，左侧后部的纤维环出现向右、向后、压缩膨出变形(图3a，纤维环左侧后部绿色箭头方向)，其中Y轴向后膨出位移明显，最大为0.46 mm(图3c)；右侧后部的纤维环出现向右、向前、拉伸回缩变形(图3a，纤维环右侧后部红色箭头方向)，其中Y轴向前回缩位移明显，最大为0.77 mm(图3d)；左侧椎间孔容积变小(图3e，箭头方向表示变小趋势)，右侧椎间孔容积变大(图3f，箭头表示变大趋势)。在颈椎左侧屈位下向右旋转，左侧后部的纤维环出现向左、向前、拉伸回缩位移(图3b，纤维环左侧后部绿色箭头方向)，其中Y轴向前回缩位移明显，最大为0.71 mm；右侧后部的纤维环出现向左、向后、压缩膨出变形(图3b，纤维环右侧后部黄色箭头方向)，其中Y轴向后膨出位移明显，最大为0.43 mm；左侧椎间孔容积变大(图3g，箭头方向表示变大趋势)，右侧椎间孔容积变小(图3h，箭头方向表示变小趋势)。

参考文献

[1] Ji YY, Jong WK, MD, Young CY, et al. Cervical interlaminar epidural steroid injection for unilateral cervical radiculopathy: comparison of midline and paramedian approaches for efficacy. Korean J Radiol. 2015; 16(3): 604-612.

[2] Xu W, Wang SQ, Li LH, et al. Clinical evidence of Chinese massage therapy (Tui Na) for cervical radiculopathy: a systematic review and meta-analysis. Evid Based Complement Alternat Med. 2017; 2017: 9519285.

[3] Alentado VJ, Lubelski D, Steinmetz MP, et al. Optimal duration of conservative management prior to surgery for cervical and lumbar radiculopathy: a Literature review. Global Spine J. 2014; 4(4): 279-286.

[4] Woods BI, Hilibrand AS. Cervical radiculopathy: epidemiology, etiology, diagnosis, and treatment. J Spinal Disord Tech. 2015; 28(5): e251-259.

[5] 王艳国,郭秀琴,张琪,等.手法治疗神经根型颈椎病的系统评价[J].中华中医药杂志,2013,28(2): 499-503.

[6] Peterson CK, Pfirrmann CW, Hodler J, et al. Symptomatic, magnetic resonance imaging–confirmed cervical disk herniation patients: a comparative-effectiveness prospective observational study of 2 age- and sex-matched cohorts treated with either imaging-guided indirect cervical nerve root injections or spinal manipulative therapy. J Manipulative Physiol Ther. 2016; 39(3): 210-217.

[7] Peterson CK, Schmid C, Leemann S, et al. Outcomes from magnetic resonance imaging-confirmed symptomatic cervical disk herniation patients treated with high-velocity, low-amplitude spinal manipulative therapy: a prospective cohort study with 3-month follow-up. J Manipulative Physiol Ther. 2013;36(8): 461-467.

[8] Hubka MJ, Phelan SP, Delaney PM, et al. Rotary manipulation for cervical radiculopathy: observations on the importance of the direction of the thrust. J Manipulative Physiol Ther. 1997;20(9):622-627.

[9] 朱巍,贾连顺.神经根型颈椎病根性痛发病机制的研究进展[J].中华骨科杂志,2004,24(12): 761-764.

[10] Takasaki H, Hall T, Jull G, et al. The influence of cervical traction, compression, and spurling test on cervical intervertebral foramen size. Spine (Phila Pa 1976). 2009; 34(16):1658-1662.

[11] Abbed KM, Coumans JV. Cervical radiculopathy: pathophysiology, presentation, and clinical evaluation. Neurosurgery. 2007; 60(Supp1): S28-34.

[12] Smith AL, Benazzi S, Ledogar JA, et al. Biomechanical implications of intraspecific shape variation in chimpanzee crania: moving towards an integration of geometric morphometrics and finite element analysis.Anat Rec (Hoboken). 2015;298(1):122-144.

[13] Wang K, Wang H, Deng Z, et al. Cervical traction therapy with and without neck support: A finite element analysis. Musculoskelet Sci Pract. 2017; 28: 1-9.

[14] Mo ZJ, Zhao YB, Wang LZ, et al. Biomechanical effects of cervical arthroplasty with U-shaped disc implant on segmental range of motion and loading of surrounding soft tissue. Eur Spine J. 2014; 23(3): 613-621.

[15] Denozière G, Ku DN. Biomechanical comparison between fusion of two vertebrae and implantation of an artificial intervertebral disc. J Biomech. 2006;39(4): 766-775.

[16] Du HG, Liao SH, Jiang Z, et al. Biomechanical analysis of press-extension technique on degenerative lumbar with disc herniation and staggered facet joint. Saudi Pharm J. 2016; 24(3): 305-311.

[17] Lee SH, Im YJ, Kim KT, et al. Comparison of cervical spine biomechanics after fixed- and mobile-core artificial disc replacement: a finite element analysis. Spine (Phila Pa 1976). 2011; 36(9): 700-708.

[18] Mo Z, Zhao Y, Du C, et al. Does location of rotation center in artificial disc affect cervical biomechanics? Spine (Phila Pa 1976). 2015; 40(8): e469-475.

[19] Moroney SP, Schultz AB, Miller JA, et al. Load-displacement properties of lower cervical spine motion segments. J Biomech. 1988; 21(9): 769-779.

[20] Ganbat D, Kim YH, Kim K, et al. Effect of mechanical loading on heterotopic ossification in cervical total disc replacement: a three-dimensional finite element analysis. Biomech Model Mechanobiol. 2016;15(5): 1191-1199.

[21] Wei X, Wang S, Li J, et al. Complementary and alternative medicine for the management of cervical radiculopathy: an overview of systematic reviews. Evid Based Complement Alternat Med. 2015;2015: 793649.

[22] Zhu L, Wei X, Wang S. Does cervical spine manipulation reduce pain in people with degenerative cervical radiculopathy? A systematic review of the evidence, and a meta-analysis. Clin Rehabil. 2016;30(2): 145-155.

[23] 毕胜,李义凯,赵卫东,等.腰部推拿手法生物力学和有限元比较研究[J].中华物理医学与康复杂志, 2002,24(9): 525-528.

[24] 王福根,高谦,毕胜,等.腰椎间盘突出症临床治疗机制探讨[J].中国组织工程研究,2003,7(8): 1320-1322.

[25] Pyhtinen J, Laitinen J. Cervical intervertebral foramen narrowing and myelographic nerve root sleeve deformities. Neuroradiology.1993; 35(8): 596-597.

[26] de Rooij JD, Gadjradj PS, Huygen FJ, et al. Management of symptomatic cervical disk herniation: a survey among dutch neurosurgeons. Spine (Phila Pa 1976). 2017; 42(5): 311-317.

[27] Wu LP, Huang YQ, Manas D, et al. Real-time monitoring of stresses and displacements in cervical nuclei pulposi during cervical spine manipulation: a finite element model analysis. J Manipulative Physiol Ther. 2014; 37(8): 561-568.

[28] McNally DS, Shackleford IM, Goodship AE, et al. In vivo stress measurement can predict pain on discography. Spine (Phila Pa 1976). 1996; 21(22): 2580-2587.

[29] Kim HJ, Kang KT, Chun HJ, et al. The influence of intrinsic disc degeneration of the adjacent segments on its stress distribution after one-level lumbar fusion. Eur Spine J.2015; 24(4): 827-837.

引言

神经根型颈椎病是由于颈椎间盘退行性改变及其周围继发性病理改变累及相应的神经根，导致对应支配区域的疼痛、麻木和功能障碍的一类疾病，可严重影响患者日常生活和工作。神经根型颈椎病在各型颈椎病中发病率最高，占60%-70%，是临床上最常见的类型^[1-2]。神经根型颈椎病的治疗包括保守治疗及手术治疗。目前报道90%以上的神经根型颈椎病患者经过保守治疗后症状可显著缓解，因此保守治疗是神经根型颈椎病首选的治疗方式^[3-4]。保守治疗包括药物治疗、牵引、手法、针灸、理疗、运动疗法、支具等，其中旋转手法是治疗神经根型颈椎病重要的保守疗法之一，它能迅速缓解根性疼痛、改善症状^[5]。目前，应用旋转手法治疗神经根型颈椎病时，对于颈椎体位的选择，临床上大多采用坐位/卧位拔伸或牵引下向患侧侧屈并向健侧旋转^[6-7]。若向患侧旋转，则可能使颈椎间盘突出加重、症状加剧，但旋转方向的作用机制仍有待进一步探讨^[8]。神经根型颈椎病的主要症状为根性痛，而椎间盘突出对神经根的机械压迫及由此引起的炎症因子的刺激则是神经根型颈椎病发病的主要机制，其中突出的椎间盘和神经根的位置关系以及椎间孔有效容积的变化是诱发神经根型颈椎病的关键因素^[9-11]。

有限元分析法能够提供椎体、椎间盘、韧带、软骨应力等方面的详细数据，有可重复实验、节约实验材料成本等优势^[12]。随着技术的发展，目前已可建成复杂的全颈椎模型，运用有限元分析法可对该模型行精确的定量及定性分析^[13]。因此，当前研究建立颈椎三维有限元模型，拟利用这个模型来模拟旋转手法分别向左、右旋转，探讨旋转方向对颈椎间盘位移和椎间孔容积的影响，为旋转手法治疗神经根型颈椎病的有效性和安全性进一步提供依据。

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材料方法

1.1 设计 三维有限元模型实验。

1.2 时间及地点 于2016年11月至2017年5月在广州中医药大学第一附属医院完成。

1.3 对象 选择2016年11月来自广州中医药大学1位成年健康女性志愿者，年龄25岁，汉族，身高165 cm，体质量55 kg，排除脊柱创伤、严重退行性变、畸形、肿瘤，并签署知情同意书。

1.4 数据来源 研究已通过广州中医药大学第一附属医院伦理委员会的批准，影像科技师采用德国西门子公司生产的64排螺旋CT扫描机对纳入对象颈椎进行连续扫描，共获取289层CT片，层厚0.625 mm，扫描电压120 kV，电流205.50 mA，扫描矩阵512×512，扫描数据以DIOM格式直接存储。

试验设备：计算机硬件Intel(R) Core(TM) i7-6700 CPU 3.40 GHz，32 G内存，Radeon(TM) RX 460 Graphics显卡，8 G显存，Windows7 64位操作系统；医学图像处理软件Mimics10.01 (Materialis公司，比利时)；Geomagic Studio逆向工程软件(Geomagic公司，美国)；Solidwords 2014软件(Solidword公司，美国)；有限元分析软件Ansys Workbench 14.5 (Ansys公司，美国)。

1 5 方法

1.5.1 颈椎C₅_-₆三维有限元模型的建立利用Mimics 10.01软件读取DICOM格式图像文件，然后通过阈值分割、擦除、填充等功能提取C₅-C₆椎骨信息，最后通过三维重建功能重建C₅-C₆椎骨。将模型以点云格式文件从Mimics10.01软件输出，导入到Geomagic Studio逆向工程软件，光滑处理椎骨模型，生成几何实体，输出为stp文件。然后将C₅_-₆模型导入Solidwords2014中组成装配体，在C₅-C₆椎骨轮廓的基础上进行皮质骨、纤维环、髓核、软骨终板、关节突关节软骨及韧带的建模。皮质骨和软骨终板的厚度均为0.4 mm，关节突关节软骨的厚度为0.5 mm，髓核占整个椎间盘体积的43%，纤维环的纤维体积约占纤维环体积的20%，纤维成剪刀方式走行，并与椎间盘平面成15°-45°^[14-16](图1)。三维有限元模型的韧带包括前纵韧带、后纵韧带、棘间韧带、黄韧带及关节囊。在有限元分析软件Ansys Workbench 14.5中导入以上的模型进行装配、材料属性赋予、相互关系定义和网格划分，韧带定义为只承受拉力不承受压力和剪切力。材料属性定义为线性、均质、各向同性，所建模型赋予材料属性^[17-18]，见表1。

1.5.2 颈椎C₅_-₆三维有限元模型的验证关节突关节摩擦系数设定为0.1，其余各部分的相互关系设定为绑定。在C₆椎体下表面施加全自由度约束限制，于C₅椎体上方施加的轴向压缩前负荷73.6 N模拟重力，并逐步施加1.8 Nm的转矩，来模拟人体颈椎的屈伸、侧弯、轴向旋转基本运动，将颈椎屈伸、侧弯、轴向旋转活动度结果数据与相关文献数据对比，验证模型在相同载荷及边界条件下的有效性^[19-20]。

1.5.3 左侧屈体位下颈椎旋转手法分别向左、右侧旋转的模拟和加载

模型加载条件：①C₆椎体下终板固定；②C₅_-₆有限元模型绕Y轴旋转3°模拟手法治疗之前的左侧屈体位；③C₅_-₆有限元模型绕Z轴分别旋转3°、-3°模拟手法治疗前向左、右旋转达固定位；④在0.15 s内，绕Z轴分别旋转1°、-1°模拟手法向左、右侧顺势扳动。

1.6 主要观察指标 观察颈椎旋转手法中不同的旋转方向对颈椎间盘位移和椎间孔容积的变化。

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讨论

旋转手法在治疗神经根型颈椎病方面，能迅速缓解根性疼痛，其疗效甚佳^[21-22]。对于旋转手法治疗神经根型颈椎病的起效机制，目前研究多认为旋转手法可改变突出物与神经根的位置关系，从而减轻神经根受压，松解局部组织粘连，缓解疼痛等症状^[23-24]。但是，对于旋转方向在旋转手法中所起的作用机制，目前仍需进一步研究。

突出的椎间盘对神经根的压迫及椎间孔的狭窄是诱发神经根型颈椎病的关键因素^[25-26]。在引起神经根型颈椎病的因素中，无论是椎间盘的退变、突出，还是关节突关节、钩椎关节和黄韧带的增生，都会造成椎间孔狭窄。因此，椎间盘的位移和椎间孔容积的变化是研究的重点。因当前研究主要探讨神经根型颈椎病，而C_5-6节段又是神经根型颈椎病的高发节段，故单独建立颈椎C_5-6模型进行研究。在三维有限元实验中，分别向左、右旋转模拟旋转手法的实施，发现向左侧旋转时右侧椎间盘向前位移0.77 mm，及向右旋转时左侧椎间盘向前位移0.71 mm，与Wu等^[27]研究结果相近(旋转手法实施时，旋转对侧椎间盘向前最大位移0.796 6 mm)。另外，因椎间孔容积为三维空间概念，当前研究中该计算软件未能对椎间孔容积的变化进行精确的定量计算，但可在同一比例尺和同一角度中，比较颈椎不同旋转方向时椎间孔矢状径的大小，由此可清晰显示椎间孔容积变化的趋势。研究发现，旋转侧椎间孔容积减小，旋转对侧椎间孔容积增大。以左侧椎间盘患侧为例，若使用旋转手法治疗神经根型颈椎病，向左侧侧屈时，应向右侧旋转，这样可使左侧后部的纤维环向前发生回缩位移，并使左侧椎间孔容积变大，有利于减轻神经根受压，缓解疼痛等症状；若在同样条件下向左旋转，则使左侧后部的纤维环向后膨出变形，左侧椎间孔容积变小，即向患侧旋转时，患侧椎间盘向后突出，而且患侧椎间孔容积变小，如合并关节突关节或钩椎关节骨质增生、黄韧带肥厚等，则有加重患侧神经根受压及症状加剧的风险。因此，使用旋转手法治疗神经根型颈椎病时，应向健侧旋转，这样可保证操作的有效性和安全性。

研究建立的是正常的颈椎有限元模型，未能直接模拟旋转手法对退变、突出的椎间盘的影响。但是椎间盘位移的变化趋势是研究的重点之一，无论是正常椎间盘还是退变、突出的椎间盘，都属于黏弹性物质，属性基本一致。在同样边界的手法模拟作用下，尽管退变、突出的椎间盘及邻近节段所承受的应力比正常的更大，位移的数值也与正常椎间盘的不一致，但椎间盘的整体位移趋势也是一致的^[28-29]。另外，研究中椎间盘的属性和边界条件等组间基准资料是一致的。可见，用正常的椎间盘去模拟手法操作得出的结果也有一定的参考价值。值得一提的是，使用旋转手法治疗神经根型颈椎病前，应进行必要的影像学检查(如颈椎X射线、CT、MRI等)和体格检查，排除脊髓型颈椎病、颈椎管狭窄症、颈椎骨折、颈椎滑脱、骨质疏松症、颈椎结核或肿瘤等^[3]，严格把控旋转手法治疗神经根型颈椎病的适应证。对于神经根型颈椎病症状重、影响患者生活和工作、或者出现了肌肉运动障碍者，应考虑行手术治疗。

综上所述，旋转侧椎间盘后部向后位移，旋转对侧椎间盘后部向前位移，旋转侧椎间孔容积变小，旋转对侧椎间孔容积变大，若使用旋转手法治疗神经根型颈椎病，应向健侧旋转。为进一步探讨旋转手法在治疗神经根型颈椎病中的疗效机制和安全性，还需建立完整的神经根型颈椎病模型进行分析。

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三维有限元模型分析旋转手法中旋转方向对颈椎间盘位移和椎间孔容积的影响

Effect of cervical rotatory direction on the displacement of cervical disc and the volume of intervertebral foramen in a three-dimensional finite element model

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[1]	陈心敏, 李文标, 熊凯凯, 熊晓燕, 郑利钦, 李木生, 郑永泽, 林梓凌. 钉道强化股骨近端防旋髓内钉治疗老年A3.3型股骨转子间骨折：最佳骨水泥量有限元分析[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1404-1409.
[2]	宋成杰, 常恒瑞, 石明鑫, 孟宪中. 侧方入路腰椎融合治疗后的生物力学稳定性的研究与进展[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(6): 923-928.
[3]	刘钊, 徐西林, 申意伟, 张晓峰, 吕航, 赵军, 王政春, 刘旭卓, 王海涛. 塌陷预测方法联合分期分型对股骨头坏死治疗的指导作用与前景[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(6): 929-934.
[4]	蔡群斌, 邹霞, 胡剑涛, 陈心敏, 郑利钦, 黄培镇, 林梓凌, 姜自伟. 有限元法分析尖顶距与股骨近端防旋髓内钉固定股骨转子间骨折稳定性的关系[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(6): 831-836.
[5]	陈路, 张建光, 邓长弓, 严才平, 张伟, 张袁. 锁定螺钉辅助髋臼杯不同固定方式的有限元分析[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(3): 356-361.
[6]	舒启航, 廖亦佳, 薛静波, 晏怡果, 王程. 新型颈椎3D打印多孔椎间融合器的三维有限元分析[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(24): 3810-3815.
[7]	朱云, 陈渝, 邱皓, 刘盾, 靳国荣, 陈诗谋, 翁政. 对侧皮质锁定螺钉治疗骨质疏松股骨骨折的有限元分析[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(24): 3832-3837.
[8]	刘金玉, 丁逸苇, 卢正操, 高天君, 崔洪鹏, 李雯, 杜薇, 丁宇. 有限元分析全可视化内镜下椎板开窗减压治疗脊髓型颈椎病的生物力学特点[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(24): 3850-3854.
[9]	覃万安, 蔡洲瑜, 韦葛堇, 林舟丹. 可吸收螺钉联合爱昔邦缝线固定长螺旋投弹骨折的有限元分析[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(24): 3855-3859.
[10]	林东鑫, 黄学成, 秦庆广, 杨洋, 邓羽平, 谭晋川, 王勉, 苏炜炜, 黄涛, 黄文华. 基于运动捕捉技术比较2种颈椎手法治疗后颈椎活动范围的差异[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(21): 3281-3285.
[11]	蔡群斌, 杨丽娟, 李秋民, 陈心敏, 郑利钦, 黄培镇, 林梓凌, 姜自伟. 基于断裂力学认识老年股骨转子间骨折后内固定取除的可行性[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(21): 3313-3318.
[12]	魏源标, 郭惠智, 张顺聪. 皮质骨轨迹螺钉固定对相邻节段影响的有限元分析[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(18): 2799-2804.
[13]	曲星月, 周建强, 徐雪彬, 张少杰, 李志军, 王星. 儿童下颈椎前路4种内固定模型的螺钉-骨抗拔出有限元分析[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(18): 2816-2821.
[14]	阮汉江, 金根洋, 李新武, 姚建, 武鹏, 张引, 张帅, 肖俊. 三种后路单节段固定方式治疗Ⅱ型Hangman骨折的生物力学性能[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(15): 2309-2314.
[15]	范智荣, 苏海涛, 周霖, 黄晖达, 周俊德, 江涛, 刘子桃. 新型股骨颈内固定系统治疗不稳定性股骨颈骨折的有限元分析[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(15): 2321-2328.