專利名稱：頸椎結(jié)構(gòu)體模擬頸后伸肌群的半在體生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物力學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可以模擬頸后伸肌群的頸椎生物力 學(xué)實(shí)驗(yàn)方法。
背景技術(shù)：
頸椎疾病(Cervical Syndrome，CS)是臨床常見(jiàn)病，近年來(lái)呈高發(fā)病率和年輕化趨 勢(shì)，并逐漸成為一種新型職業(yè)病。由于人們工作和生活方式發(fā)生改變，屈頸機(jī)率大為增加， 使頸部軟組織和頸椎主要結(jié)構(gòu)因工作姿勢(shì)、生活習(xí)慣等原因長(zhǎng)期處于疲勞狀態(tài)，作為屈頸 活動(dòng)支配肌——頸伸肌群在不良體位、精神緊張等因素影響下，由于對(duì)抗因重力而產(chǎn)生的 前負(fù)荷，呈離心性收縮，可引起肌纖維損傷、肌力減弱，直接導(dǎo)致頸椎靜力平衡破壞或力學(xué) 性能降低，其病變的直接結(jié)果便是臨床頸椎病發(fā)病率的日趨增高，并向年輕化發(fā)展。雖然頸椎病發(fā)病機(jī)理復(fù)雜，至今還沒(méi)有統(tǒng)一認(rèn)識(shí)。但頸部軟組織力學(xué)性能降低是 頸椎病發(fā)病的關(guān)鍵因素之一，如何提高頸部軟組織力學(xué)性能改變?cè)陬i椎病發(fā)病機(jī)理中的認(rèn) 識(shí)，是脊柱推拿研究的重要問(wèn)題。目前，在眾多的研究方法中，通過(guò)生物力學(xué)模型來(lái)研究頸 椎病的發(fā)病機(jī)制是一種十分有效的手段。根據(jù)生物力學(xué)模型構(gòu)成的特點(diǎn)和用途可分為以下四大類。1.離體模型離體模型由人或者動(dòng)物的尸體標(biāo)本制成。在實(shí)驗(yàn)中解剖的因素占據(jù)比重較大時(shí)， 通常需要使用此類模型。由于人類離體標(biāo)本具有良好的人體代表性，離體模型在頸椎生物 力學(xué)研究中應(yīng)用甚為廣泛。離體模型實(shí)驗(yàn)的開(kāi)放性使我們能直接觀察測(cè)試，并能定量化的 反映頸椎組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)生物力學(xué)的變化關(guān)系，如模型加載后頸椎間盤(pán)、關(guān)節(jié)突、關(guān)節(jié)的應(yīng)力 情況。故能為頸椎生物力學(xué)研究提供切實(shí)可靠的模型支持，研究結(jié)論也最具有實(shí)用性和代 表性。但此類模型的適應(yīng)性并非無(wú)懈可擊，國(guó)內(nèi)外頸椎的生物力學(xué)模型多數(shù)剔除頸部周圍 的軟組織，忽略了頸部軟組織對(duì)椎間盤(pán)及骨關(guān)節(jié)的作用。離體實(shí)驗(yàn)的模型與人體活體生物 組織力學(xué)性質(zhì)有差異，所得出數(shù)據(jù)不能真實(shí)的體現(xiàn)活體組織，加之醫(yī)學(xué)倫理學(xué)和傳統(tǒng)道德 的約束，使得人體標(biāo)本的獲得極為困難，從而為其應(yīng)用帶來(lái)了一定的局限性。動(dòng)物模型雖然 可以作為人體模型的替代，但由于其自身的解剖學(xué)和生物力學(xué)上的差異性，無(wú)法準(zhǔn)確有效 的模擬人頸椎病理和生理過(guò)程，動(dòng)物模型在頸椎傷病機(jī)制的研究中發(fā)揮的作用十分有限。2.在體模型在體模型通常分為活體動(dòng)物模型和人體模型。在需要對(duì)例如植骨融合率、內(nèi)固定 后的骨量減少和疤痕組織生長(zhǎng)等生命現(xiàn)象進(jìn)行研究時(shí)，此種模型具有很高的試驗(yàn)價(jià)值。但 人體活體模型容易被受試者的主觀意識(shí)和中樞神經(jīng)系統(tǒng)所影響，無(wú)法準(zhǔn)確模擬頸椎生理和 病理過(guò)程，對(duì)操作測(cè)試的中數(shù)據(jù)會(huì)有偏差。進(jìn)行活體研究又存在缺乏有效的無(wú)損性測(cè)試技 術(shù)，不能直接觀察頸椎內(nèi)部組織各結(jié)構(gòu)力學(xué)特性和生理功能的變化，并且應(yīng)用受到醫(yī)學(xué)倫 理學(xué)的強(qiáng)烈限制，使其應(yīng)用范圍一直非常局限。3.物理學(xué)模型
物理學(xué)模型是由人工合成材料模擬的脊柱標(biāo)本。最常用的是“椎體切除”的超高 分子聚乙烯(UHMWP)模型。主要應(yīng)用于各種新型內(nèi)固定器械的強(qiáng)度測(cè)試和疲勞試驗(yàn)。物理 學(xué)模型是人脊柱的模擬物，其與離體標(biāo)本相比，不具有解剖和生物學(xué)特性。因此，除了那些 可以忽略標(biāo)本的解剖和生物學(xué)特性的實(shí)驗(yàn)以外，很少在頸椎生物力學(xué)和傷病研究中使用。4.計(jì)算機(jī)模型計(jì)算機(jī)模型是利用計(jì)算機(jī)建立一系列能夠表述試驗(yàn)標(biāo)本的幾何學(xué)和物理學(xué)特性 的數(shù)學(xué)模型。在試驗(yàn)中，通過(guò)計(jì)算機(jī)輸入指令，由既定數(shù)學(xué)模型計(jì)算得出相應(yīng)參數(shù)改變來(lái)模 擬標(biāo)本自身的生物力學(xué)改變，這類模型也稱為三維有限元模型。它可在持續(xù)性研究中重復(fù) 及改變?nèi)魏钨|(zhì)量與定量變化，同時(shí)提供了局部以及內(nèi)部的機(jī)制反應(yīng)，這些反應(yīng)是任何實(shí)驗(yàn) 得不到的結(jié)果。當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的頸椎數(shù)學(xué)模型為有限元模型，與其他生物力學(xué)模型相比，頸椎 三維有限元模型更重要但卻又更難完成。為了構(gòu)建一個(gè)相對(duì)完善的三維有限元模型，必須 將頸椎的各種解剖結(jié)構(gòu)離散為簡(jiǎn)單的有限元單位，再由無(wú)數(shù)這種單位組合成一個(gè)實(shí)體的模 擬體。在此過(guò)程中，椎體的幾何參數(shù)可以通過(guò)CT掃描獲得。但是像韌帶和椎間盤(pán)等多種 軟組織的物理學(xué)特性參數(shù)的獲得經(jīng)常十分困難，即使能夠獲得這些數(shù)據(jù)，它們也可能不足 以用于模型的建立。三維有限元模型的試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性完全依賴于其模型構(gòu)建的真實(shí)性高 低，因此，不完善的模型建立必將導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果的嚴(yán)重誤差。所以，能否完全構(gòu)建一個(gè)良好 的頸椎三維有限元模型是此種模型實(shí)驗(yàn)成功的前提。綜上所述，頸椎基本生物力學(xué)功能、頸椎病理機(jī)制的研究和內(nèi)固定器械性能的測(cè) 試都離不開(kāi)良好的生物力學(xué)模型。在目前常用生物力學(xué)模型中，動(dòng)物模型可以觀察生物體 內(nèi)生理與病理反應(yīng)，但因?qū)嶒?yàn)動(dòng)物大都為爬行動(dòng)物不能直立，其結(jié)構(gòu)功能均與人不同，因此 結(jié)果不可能解答人類特性的問(wèn)題。物理模型，由于缺乏生物體內(nèi)生物性與結(jié)構(gòu)特性的改變， 其應(yīng)用方面非常有限。人體尸體模型，其人體代表性最高，但是運(yùn)用新鮮尸體標(biāo)本或是建立 模型進(jìn)行研究，畢竟與活體狀態(tài)存在很大的差距，它割裂了局部與整體間的聯(lián)系，不能全面 反映出活體時(shí)的真實(shí)情況和動(dòng)態(tài)表現(xiàn)，缺乏生物學(xué)變化且實(shí)驗(yàn)費(fèi)用較高，使其應(yīng)用受到限 制。所以，為了真實(shí)表現(xiàn)實(shí)體的各種物理學(xué)和解剖學(xué)特性，保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的最大準(zhǔn)確性。一 種既具備離體和在體模型的優(yōu)點(diǎn)，又能彌補(bǔ)它們不足的頸椎半在體生物力學(xué)模型及其實(shí)驗(yàn) 方法是科研工作者追尋的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可以模擬頸后伸肌群對(duì)頸椎運(yùn)動(dòng)影響的頸 椎生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)方法。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種頸椎結(jié)構(gòu)體模擬頸后伸 肌群的半在體生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)方法，包括以下步驟A.從死亡2小時(shí)以內(nèi)的人體上截取一段脊椎，包括第一至第七頸椎和第一、第二 胸椎，剔除肌肉，避免損傷韌帶及小關(guān)節(jié)；B.在第一頸椎上固定連接一個(gè)上承載盤(pán)，在第二胸椎下面固定連接一個(gè)下承載 盤(pán)，根據(jù)頭顱重心點(diǎn)的位置，在上承載盤(pán)上設(shè)置加載砝碼，以模擬頭顱重量；C.在第三/第四頸椎之間的前緣交界處和后關(guān)節(jié)部位各作2_3mm切口，分別插入微型壓力傳感器，用絲線縫合；D.在上承載盤(pán)的下面連接一個(gè)拉力傳感器，在拉力傳感器與下承載盤(pán)之間連接一 個(gè)拉力彈簧，制成頸椎生物力學(xué)模型；E.將上述頸椎生物力學(xué)模型放到頸椎實(shí)驗(yàn)加載臺(tái)上進(jìn)行生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)，在頸椎實(shí) 驗(yàn)加載臺(tái)上固定一個(gè)拔伸力傳感器，拔伸力傳感器通過(guò)一個(gè)模擬頸椎前屈10°楔型金屬塊 與上承載盤(pán)螺絲連接，通過(guò)加載臺(tái)對(duì)頸椎生物力學(xué)模型施以拔伸力和壓載力，并記錄各傳 感器測(cè)得的數(shù)值，完成一個(gè)節(jié)段的測(cè)試；F.然后再按步驟C所述方式依次在第四/第五頸椎之間、第五/第六頸椎之間和 第六/第七頸椎之間埋設(shè)微型壓力傳感器，并分別重復(fù)上述步驟D、E，完成對(duì)上述節(jié)段的壓 力測(cè)試。優(yōu)選地，所述步驟A中截取的頸椎取自急性顱腦損傷死亡的人體。優(yōu)選地，所述步驟A中的脊椎從人體截取后，置于自然位，避免過(guò)伸、過(guò)屈和旋轉(zhuǎn)， 放在冰箱中-40°C低溫下保存，測(cè)試前2小時(shí)從冰箱中取出，逐步自然解凍，用生理鹽水紗 布包敷待測(cè)。優(yōu)選地，所述上承載盤(pán)和下承載盤(pán)通過(guò)克氏針加骨水泥的方式固定在相應(yīng)的椎骨 上。優(yōu)選地，所述微型壓力傳感器為電阻應(yīng)變片。優(yōu)選地，在對(duì)頸椎生物力學(xué)模型進(jìn)行生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)之前，先對(duì)頸椎病患者進(jìn)行在 體實(shí)驗(yàn)，根據(jù)頸伸肌群力學(xué)特性在體測(cè)量得到的數(shù)值確定拉力值范圍，并建立在頸部軟組 織中肌肉動(dòng)力作用下，頸椎主要結(jié)構(gòu)的本構(gòu)方程。進(jìn)一步地，根據(jù)在體實(shí)驗(yàn)建立的頸椎主要結(jié)構(gòu)的本構(gòu)方程標(biāo)定拉力彈簧的應(yīng)力一 應(yīng)變本構(gòu)關(guān)系，根據(jù)在體實(shí)驗(yàn)確定的拉力值范圍限制頸椎生物力學(xué)模型實(shí)驗(yàn)的拉力。本發(fā)明的有益效果是在頸椎離體實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷幕A(chǔ)上研究頸后伸肌群在前屈狀態(tài) 下對(duì)頸椎結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、穩(wěn)定性等方面的影響，結(jié)合頸后伸肌群在體研究量化的測(cè)試結(jié)果，通 過(guò)拉力彈簧施加頸肌拉力給頸椎離體模型，建立了較完善的頸椎運(yùn)動(dòng)學(xué)模擬半在體模型和 實(shí)驗(yàn)方法，避免了活體實(shí)驗(yàn)時(shí)受術(shù)者主觀意識(shí)經(jīng)神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)肌肉控制的干擾，逼真反映頸 椎前屈狀態(tài)下頸椎間盤(pán)和小關(guān)節(jié)的壓力，為脊柱運(yùn)動(dòng)學(xué)研究提供一種新的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃脱芯?途徑。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。圖1是本發(fā)明中所用的頸椎半在體生物力學(xué)模型的示意圖。圖2是在體實(shí)驗(yàn)時(shí)頸椎在不同前屈角度時(shí)頸伸肌拉力的變化示意圖。圖3是標(biāo)定實(shí)驗(yàn)彈簧應(yīng)力一應(yīng)變本構(gòu)關(guān)系的示意圖。圖4是模擬頸伸肌與無(wú)模擬前屈椎間盤(pán)壓力比較示意圖。圖5是模擬頸伸肌與無(wú)模擬前屈小關(guān)節(jié)壓力比較示意圖。圖6是不同屈伸角度時(shí)，頸椎各節(jié)段模擬半在體狀態(tài)下椎間盤(pán)壓力分布趨勢(shì)示意 圖。圖7是不同屈伸角度時(shí)，頸椎各節(jié)段模擬半在體狀態(tài)下小關(guān)節(jié)壓力分布趨勢(shì)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)驗(yàn)方法包括以下步驟1.離體生物力學(xué)模型的研制(1).標(biāo)本來(lái)源與制作采用急性顱腦損傷死亡的人體頸椎。死亡2小時(shí)內(nèi)截取從顱底至第二胸椎之間的 一段脊椎，如圖1所示，包括第一至第七頸椎C1 C7和第一、第二胸椎。剔除肌肉，避免損 傷韌帶及小關(guān)節(jié)。將上述人體頸椎標(biāo)本置于自然位，避免過(guò)伸、過(guò)屈和旋轉(zhuǎn)，于-40°C低溫冰 箱保存。頸椎采用該法保存，其生物力學(xué)性質(zhì)不會(huì)改變(參照《Spine》雜志1991年16期 117頁(yè))。每具標(biāo)本在測(cè)試前2小時(shí)從低溫冰箱取出逐步自然解凍，生理鹽水紗布敷待測(cè)。(2).標(biāo)本固定參照上海交通大學(xué)頸椎固定法(洪水棕等，“人體頸椎的力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究”一文，《中 國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào)》1987年第6期第75頁(yè))。在標(biāo)本第一頸椎C1的上端和第二胸椎的 下端各置一個(gè)金屬承載盤(pán)10、40，并以克氏針加骨水泥包埋固定。在上承載盤(pán)40上根據(jù)頭 顱重心點(diǎn)固定加載砝碼50，以模擬頭顱重量3kg。2.頸伸肌群力學(xué)特性的在體測(cè)量對(duì)頸椎病患者進(jìn)行在體實(shí)驗(yàn)受試者端坐位，按同一標(biāo)準(zhǔn)安置傳感器，測(cè)試后伸位 至中立位再至前屈位兩個(gè)量程變化，同一人操作，重復(fù)進(jìn)行2次。主要觀察頸椎在不同前 屈角度時(shí)頸伸肌拉力的變化，如圖2所示。根據(jù)頸伸肌群力學(xué)特性在體測(cè)量得到的數(shù)值，確 定拉力值范圍，建立在頸部軟組織中肌肉動(dòng)力作用下，頸椎主要結(jié)構(gòu)的本構(gòu)方程。3.傳感器的制作與安置(1).傳感器及彈簧的制作以電阻應(yīng)變電測(cè)技術(shù)，采用優(yōu)質(zhì)鈹青銅片制成半圓形微型壓力傳感器，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)衡 器校正后，測(cè)試力-應(yīng)變關(guān)系。用“上海市彈簧廠”標(biāo)準(zhǔn)彈簧作為半在體實(shí)驗(yàn)加載限制使用 的拉力彈簧，使用前須作本構(gòu)關(guān)系標(biāo)定，如圖3所示。(2).傳感器的安置①、椎間盤(pán)、小關(guān)節(jié)壓力傳感器埋置以尖頭手術(shù)刀依次在C3/4、C4/5、C5/6、C6/7兩椎體前緣交界處和后關(guān)節(jié)部位各 作2-3mm切口，分別插入微型壓力傳感器60，以小圓針用絲線縫合。每步驟進(jìn)行同一節(jié)段壓 力測(cè)試，完畢后依原縫合，于下一節(jié)段同法埋置，直至實(shí)驗(yàn)完成。②、拔伸力傳感器設(shè)置拔伸力傳感器固定于頸椎實(shí)驗(yàn)加載臺(tái)上，通過(guò)一個(gè)可模擬頸椎前屈10°的楔型金 屬塊，與標(biāo)本的上承載盤(pán)螺絲連接。通過(guò)加載臺(tái)，可對(duì)頸椎標(biāo)本施以模擬拔伸力和壓載力。4.模擬頸椎半在體實(shí)驗(yàn)(1).頸椎模擬半在體模型的建立①、在上述制作離體標(biāo)本的基礎(chǔ)上，運(yùn)用電測(cè)傳感技術(shù)根據(jù)頸椎病患者頸伸肌群 力學(xué)特性在體測(cè)量得到的數(shù)值確定拉力值范圍，建立本構(gòu)方程標(biāo)定實(shí)驗(yàn)彈簧應(yīng)力一應(yīng)變本 構(gòu)關(guān)系，以拉力傳感器和標(biāo)準(zhǔn)彈簧給離體實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ徒o予相應(yīng)拉力限制。見(jiàn)圖4、圖5，加載模擬頸伸肌后，頸椎間盤(pán)和小關(guān)節(jié)內(nèi)的壓力明顯降低。②、模擬拉力傳感器安置在上承載盤(pán)40的下面連接一個(gè)拉力傳感器30，將拉力彈簧20連接在拉力傳感器 30與下承載盤(pán)10之間，拉力彈簧20下端固定在下承載盤(pán)10上。(2).頸椎模擬半在體模型的實(shí)驗(yàn)觀察在模擬頸伸肌群負(fù)荷對(duì)頸椎作用的狀態(tài)下，實(shí)驗(yàn)者將標(biāo)本置于標(biāo)定角度刻度表 前，一人讀秒，一人負(fù)責(zé)操作儀器記錄，記錄儀走紙速度與頸椎屈伸角度變化同步，1秒=1 度，拔伸力保持勻速加載。每一節(jié)段測(cè)試重復(fù)兩次，按照時(shí)間勻速由后伸15°至前屈15°， 直接觀察記錄頸椎間盤(pán)、小關(guān)節(jié)等主要結(jié)構(gòu)的應(yīng)力變化規(guī)律，如圖6、圖7所示。本頸椎半在體模型實(shí)驗(yàn)方法是借鑒現(xiàn)代生物力學(xué)理論和方法，在離體實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ) 上對(duì)離體實(shí)驗(yàn)存在的不足進(jìn)行改進(jìn)，增加了頸椎主要的肌肉組織，對(duì)頸椎肌肉進(jìn)行粘彈性 測(cè)試，根據(jù)頸椎肌肉組織的生物力學(xué)特性，用相同的粘彈性的彈簧加以替代，用于頸椎模型 中，再進(jìn)行頸椎加載情況下的手法模擬實(shí)驗(yàn)研究，更加貼近于真實(shí)的活體狀態(tài)下的數(shù)據(jù)，彌 補(bǔ)離體實(shí)驗(yàn)的不足，是繼離體實(shí)驗(yàn)和在體實(shí)驗(yàn)后，一種更加合理的頸椎生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停?對(duì)闡釋頸椎病的發(fā)病機(jī)制提供科學(xué)依據(jù)，為今后頸椎生物力學(xué)研究開(kāi)辟一條新路。
權(quán)利要求
一種頸椎結(jié)構(gòu)體模擬頸后伸肌群的半在體生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)方法，其特征是包括以下步驟A.從死亡2小時(shí)以內(nèi)的人體上截取一段脊椎，包括第一至第七頸椎和第一、第二胸椎，剔除肌肉，避免損傷韌帶及小關(guān)節(jié)；B.在第一頸椎上固定連接一個(gè)上承載盤(pán)，在第二胸椎下面固定連接一個(gè)下承載盤(pán)，根據(jù)頭顱重心點(diǎn)的位置，在上承載盤(pán)上設(shè)置加載砝碼，以模擬頭顱重量；C.在第三/第四頸椎之間的前緣交界處和后關(guān)節(jié)部位各作2-3mm切口，分別插入微型壓力傳感器，用絲線縫合；D.在上承載盤(pán)的下面連接一個(gè)拉力傳感器，在拉力傳感器與下承載盤(pán)之間連接一個(gè)拉力彈簧，制成頸椎生物力學(xué)模型；E.將上述頸椎生物力學(xué)模型放到頸椎實(shí)驗(yàn)加載臺(tái)上進(jìn)行生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)，在頸椎實(shí)驗(yàn)加載臺(tái)上固定一個(gè)拔伸力傳感器，拔伸力傳感器通過(guò)一個(gè)模擬頸椎前屈10°楔型金屬塊與上承載盤(pán)螺絲連接，通過(guò)加載臺(tái)對(duì)頸椎生物力學(xué)模型施以拔伸力和壓載力，并記錄各傳感器測(cè)得的數(shù)值，完成一個(gè)節(jié)段的測(cè)試；F.然后再按步驟C所述方式依次在第四/第五頸椎之間、第五/第六頸椎之間和第六/第七頸椎之間埋設(shè)微型壓力傳感器，并分別重復(fù)上述步驟D、E，完成對(duì)上述節(jié)段的壓力測(cè)試。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頸椎結(jié)構(gòu)體模擬頸后伸肌群的半在體生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)方法，其 特征是所述步驟A中截取的頸椎取自急性顱腦損傷死亡的人體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頸椎結(jié)構(gòu)體模擬頸后伸肌群的半在體生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)方法，其 特征是所述步驟A中的脊椎從人體截取后，置于自然位，避免過(guò)伸、過(guò)屈和旋轉(zhuǎn)，放在冰箱 中-40°C低溫下保存，測(cè)試前2小時(shí)從冰箱中取出，逐步自然解凍，用生理鹽水紗布包敷待 測(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頸椎結(jié)構(gòu)體模擬頸后伸肌群的半在體生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)方法，其 特征是所述上承載盤(pán)和下承載盤(pán)通過(guò)克氏針加骨水泥的方式固定在相應(yīng)的椎骨上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頸椎結(jié)構(gòu)體模擬頸后伸肌群的半在體生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)方法，其 特征是所述微型壓力傳感器為電阻應(yīng)變片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頸椎結(jié)構(gòu)體模擬頸后伸肌群的半在體生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)方法，其 特征是在對(duì)頸椎生物力學(xué)模型進(jìn)行生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)之前，先對(duì)頸椎病患者進(jìn)行在體實(shí)驗(yàn)，根 據(jù)頸伸肌群力學(xué)特性在體測(cè)量得到的數(shù)值確定拉力值范圍，并建立在頸部軟組織中肌肉動(dòng) 力作用下，頸椎主要結(jié)構(gòu)的本構(gòu)方程。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的頸椎結(jié)構(gòu)體模擬頸后伸肌群的半在體生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)方法，其 特征是根據(jù)在體實(shí)驗(yàn)建立的頸椎主要結(jié)構(gòu)的本構(gòu)方程標(biāo)定拉力彈簧的應(yīng)力一應(yīng)變本構(gòu)關(guān) 系，根據(jù)在體實(shí)驗(yàn)確定的拉力值范圍限制頸椎生物力學(xué)模型實(shí)驗(yàn)的拉力。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種頸椎結(jié)構(gòu)體模擬頸后伸肌群的半在體生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)方法，包括以下步驟從死亡2小時(shí)以內(nèi)的人體上截取第一至第七頸椎和第一、第二胸椎，剔除肌肉，避免損傷韌帶及小關(guān)節(jié)；在第一頸椎上固定上承載盤(pán)，在第二胸椎下面固定下承載盤(pán)，在上承載盤(pán)上設(shè)置加載砝碼；依次在第三/第四、第四/第五、第五/第六和第六/第七頸椎的前緣交界處和后關(guān)節(jié)部位各作2-3mm切口，分別插入微型壓力傳感器，用絲線縫合；在上、下承載盤(pán)之間連接拉力傳感器和拉力彈簧，制成頸椎生物力學(xué)模型；在頸椎實(shí)驗(yàn)加載臺(tái)上固定一個(gè)拔伸力傳感器，并通過(guò)一個(gè)楔型金屬塊與上承載盤(pán)螺絲連接，通過(guò)加載臺(tái)對(duì)頸椎生物力學(xué)模型施以拔伸力和壓載力，記錄測(cè)得的數(shù)值。
文檔編號(hào)G09B23/28GK101853599SQ20101018387
公開(kāi)日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2010年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月25日
發(fā)明者房敏, 方磊, 朱清廣, 程英武 申請(qǐng)人:上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬岳陽(yáng)中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院