研究背景:　　颈椎病是骨伤科常见疾病，中医采用“筋出槽骨错缝”来解释其发生发展过程。但是，颈部软组织表现为非线性材料属性，而关于颈椎对于韧带功能改变的力学响应情况尚不明确，同时对关节突关节力学影响的研究亦相对较少。定位定向扳法与仰卧位拔伸手法是治疗颈椎病的常用疗法，但对于施加手法时颈椎软组织内部的应力应变情况仍不清楚，更无法说明不同的手法之间对于软组织力学方面的区别。有限元分析以及其他生物力学参数的采集法成为分析人体脊柱生物力学的主流工具，为研究脊柱生物力学和手法对脊柱的力学影响提供了基础。　　研究目的:　　(1)观察颈椎在非线性材料赋值情况下加载各方向扭矩过程中的力学表现;　　(2)研究颈椎对颈部韧带力学性能改变、左右关节突关节角度不对称的力学敏感性，包括运动学方面的影响以及软组织方面的内部应力应变情况，探秘这些因素与“筋出槽骨错缝”的关系;　　(3)分析颈椎定位定向扳法对“筋出槽骨错缝”颈椎病患者的力学效应，与普通旋转扳法的区别，解释其可能的作用机制;　　(4)分析颈椎仰卧位拔伸手法对颈椎病患者的力学效应，与普通轴向牵引的区别，解释其可能的作用机制。　　研究方法:　　(1)依据颈椎结构及材料性质，建立并优化正常人的C0-T1全颈椎三维有限元模型，设定颈椎韧带、椎间盘为非线性材料属性，固定T1，在头颅上沿三个解剖平面施加2Nm生理扭矩分析颈椎各节段的运动学及椎间盘的应力应变等力学响应情况。　　(2)利用C5-C6颈椎有限元模型，调节关于颈椎韧带力学性能（均值、最大刚度、最小刚度）的各项参数来模拟韧带的紧张与松弛状态，以及单侧关节突关节面角度，使得左右关节突关节面的角度相差5°和10°，固定C6，在C5上沿三个解剖平面施加1-2Nm生理扭矩分析颈椎对这些因素的力学响应情况，并以此为依据建立“筋出槽骨错缝”颈椎有限元模型。　　(3)使用动作捕捉系统采集一例正常受试者头颅在颈椎扳法下的运动学参数，结合力学传感器采集的拇指推板力，在正常人、“筋出槽骨错缝”全颈椎有限元模型上，固定T1，按照前屈、对侧屈、旋转、极限位、扳动相以及拇指推板等步骤加载并模拟双侧定位定向以及非定位定向扳法，分析颈椎各节段的运动学及椎间盘的应力应变等力学响应情况。　　(4)根据受力分析，在正常人全颈椎有限元模型上固定T1，在头颅施加100N牵引力来模拟普通轴向牵引，限制C4棘突前后活动自由度，同时在头颅施加100N牵引力来模拟仰卧位拔伸手法，分析颈椎节段间前突角以及椎间盘应力等力学响应情况。　　研究结果:　　(1)本研究建立并优化全颈椎有限元模型，外观逼真。加载生理扭矩可发现在中立位附近加载较小扭矩的情况下，颈椎各节段表现出较大的活动范围，其验证结果与文献结果相对应。　　(2)关节囊韧带限制了颈椎各个方向的活动范围，关节突关节也在活动过程中起到限制作用，在控制节段间角位移的情况下，不同模型对椎间盘影响有限。一侧关节囊韧带较紧或该侧关节突关节面较平会导致“筋出槽骨错缝”。　　(3)旋转扳法会增加旋转同侧的关节突关节间隙，增加双侧关节囊韧带的应变，并在椎间盘旋转侧形成一定的应力集中。相对于非定位定向扳法，定位定向扳法对病理节段产生的椎间盘髓核内压较小。同时，定位定向扳法会使得旋转侧对侧，即拇指推扳方向的关节囊韧带的拉伸程度增大。　　(4)普通轴向牵引与仰卧位拔伸手法均可降低椎间盘髓核内压，在C4-C7节段达到降低相等椎间盘髓核内压的条件下，仰卧位拔伸手法所需要用的力更小。相对而言在相同轴向牵引力的情况下，仰卧拔伸手法可以维持C4-C6节段的前凸角，在后部纤维环上产生较小的应力。　　研究结论:　　(1)本实验建立并优化的全颈椎有限元模型可以较好地体现颈椎非线性的活动特点，可以较直观地观察颈椎内部结构的力学响应情况，可以用于进一步分析颈椎“筋出槽骨错缝”与手法的力学效应。　　(2)每条颈椎韧带在颈椎活动过程中充当不同角色，其中关节囊韧带的影响较为广泛，其限制了颈椎各个方向的活动范围。关节突关节也在活动过程中起到限制作用，与其关节面的角度有关。同一节段双侧关节囊韧带材料属性或关节突关节面角度不对称是造成临床上“筋出槽骨错缝”的原因之一。本研究发现保持良好的颈椎使用习惯对颈椎退变、“筋出槽骨错缝”患者具有一定的意义。　　(3)旋转扳法会打开旋转同侧的关节突关节，拉伸双侧关节囊韧带。对于C5-C6“筋出槽骨错缝”病理节段的椎间盘，本研究数值模拟结果显示定位定向扳法比非定位定向扳法在该节段产生较小的髓核内压，从这个角度而言定位定向扳法可能比非定位定向扳法相对更安全。根据模拟结果，本研究认为在朝向一侧施加定位定向扳法后，为了使得双侧关节囊韧带的力学性能达到相对的平衡状态，向相反方向施加旋转扳法是必要的。　　(4)在C4-C7节段达到相同减压效果的情况下，仰卧位拔伸手法更加省力。在相同轴向牵引力的情况下，对于C4-C6节段的椎间盘而言，仰卧位拔伸手法更加安全有效，应当根据目标节段选择适合的方法进行颈椎牵引。