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《中国人民解放军第一军医大学》 2003年
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颈腰椎骨性标志X线测量系列研究和膝关节运动节段三维有限元重建

李军朋  
【摘要】: 目的 (1)研究目前四种常用的测量颈椎曲度方法(Borden氏测量法、改良Borden氏测量法、夹角测量法1、夹角测量法2)的可靠性。(2)研究采用Borden氏测量法探讨颈椎曲度弧顶点的分布规律。(3)观察一种新颖的,可以恢复颈椎前凸曲度牵引器的临床应用价值。(4)探讨腰痛患者腰椎棘突偏歪的变化规律。(5)建立膝关节运动节段的三维有限元模型,并对所建模型做出初步的力学分析。方法 (1)利用53例颈椎侧位X线片,2名医师采用Borden氏测量法、改良Borden氏测量法和两种夹角测量法,分别测量出颈椎曲度值,再进行测量者之间的相关性分析。(2)采用Borden氏测量法在154例颈椎侧位X线片上,测量颈椎生理曲度弧顶点的分布情况。(3)观察15例颈椎曲度变直的颈椎病患者使用牵引器后的颈椎曲度变化情况。(4)采用“椎体棘突四条线法”在89例腰痛患者的腰椎正位X线片上,观察测量腰椎棘突的变化规律。(5)根据螺旋CT扫描图像,利用Ansys有限元软件的由下向上的点、线、面、体的建模原则,对膝关节运动节段的三维有限元模型进行重建,并在重建的基础上模拟髌骨的受力机制,分析其应力大小和应力分布情况。结果 (1)以Borden氏法相关系数(0.901)最大,测量方法简单。改良Borden氏法相关系数(0.811)最小。(2)154例健康志愿者的颈椎曲度弧顶点位置分布的频数是以C_4中分布的频数最多(46.1%),C_5中次之(18.2%),C_6上最少(仅0.6%);对不同弧顶点颈椎曲度值方差分析结果:P=0.103>0.05,差异无统计学意义。(3)未牵引前的颈曲值:0.4067±0.4598mm,牵引后颈曲值:1.2400±0.3155mm,两者比较P<0.01,差异有显著性意义。(4)在89例腰痛患者中,腰椎棘突偏歪的占80例,无改变者仅9例;偏歪的棘突以L_2最多,L_5最少;侧线的位置改变可见“成弧”和“成角”两种变化;腰椎棘突顶线偏歪值有显著差异(P=0.002),以L_1最明显,L_2最小。腰椎棘突尖线偏歪值无显著差异(P>0.05)。(5)建立了膝关节运动节段的三维有限元模型,对髌骨的有限元分析结果显示应力集中区分布在髌骨的上极和下极。结论 (1)常用的颈椎曲度测量方法中,以Borden氏法最为可靠,且方法简单实用。(2)颈椎曲度弧顶点的分布有一定规律, 主要分布C4中点和CS中点,且不同弧顶点的颈椎曲度值无明显差异。(3) 新型颈椎牵引器简便、实用,能较好地恢复患者的颈椎前凸曲度。(4)椎 体棘突四条线法是触诊有无棘突偏歪的有效手段之一;腰椎棘突偏歪以 L:最多,但偏歪程度以Ll最为明显。(5)建立了膝关节运动节段的三维 有限元模型,该模型能逼真地反应膝关节的真实几何结构。对骸骨的有限 元分析结果显示应力集中区分布在骸骨的上极和下极,说明骨折的好发部 位即在骸骨的上下极,与临床基本相符。
【学位授予单位】:中国人民解放军第一军医大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:R816.8

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