神经根型颈椎病三维有限元建模的方法及验证

背景：目前涉及神经根型颈椎病的有限元模型研究，要么直接使用正常人影像资料进行模型构建，要么使用1例神经根型颈椎病患者的影像资料构建，其仿真性及代表性不足。目的：探讨神经根型颈椎病三维有限元模型的仿真性能，以期为神经根型颈椎病甚至脊柱退行性疾病的后期研究提供参考。方法：首先使用CT扫描1名正常人颈椎，通过多个软件进行几何重建、逆向工程、网格划分、材料赋值等过程，构建出包含椎体（C0-T1）、椎间盘（C2-C7）、韧带、关节软骨、肌肉等结构完整的颈椎三维有限元模型，并进行模型验证。再对椎间盘退变进行造模，模拟神经根型颈椎病的发生及发展过程；最后通过不同工况加载，测量椎间隙的高度、椎间孔横纵径的大小及变化幅度来进行验证。结果与结论：（1）神经根型颈椎病三维有限元模型造模成功后，除了椎间孔横径没有变化外，椎间隙高度及椎间孔纵径自中度椎间盘退变到重度椎间盘退变逐渐减小；（2）动态验证结果显示，加载不同工况后发现，中度和重度椎间盘退变的神经根型颈椎病三维有限元模型的椎间隙高度、椎间孔横纵径变化幅度减小，说明椎间孔的容积及容纳神经根的能力降低。所以此次研究构建的神经根型颈椎病有限元模型符合疾病的发病特征。