脊柱侧弯杠杆定位手法的生物力学研究
胸腰段脊柱侧凸患者杠杆定位手法的生物力学参数量化与有限元模拟
研究背景 脊柱侧弯是一种常见的三维脊柱畸形，尤其在青少年中高发。严重时可导致胸廓变形及心肺功能障碍。目前临床治疗主要依据Cobb角采取观察、支具或手术干预，但存在依从性差、创伤大等问题。杠杆定位手法作为一种无创推拿疗法，在临床实践中已显示出矫形效果，但其生物力学机制尚未得到系统量化，制约了其标准化与推广。
研究目的 本研究旨在通过生物力学测试与有限元模拟技术，量化杠杆定位手法治疗脊柱侧弯的力学与运动学参数，构建个体化有限元模型，分析手法干预下脊柱各结构的应力应变分布，揭示其生物力学机制，为手法标准化与疗效优化提供科学依据。
研究内容与方法 研究分为两部分：第一部分招募30例脊柱侧弯患者，通过集成力学传感器与运动捕捉系统，实时记录手法操作过程中的力学参数（如预载荷力、最大拉力）与运动学参数（如角度、角速度）。第二部分基于患者CT数据，运用Mimics、Geomagic、SolidWorks及ANSYS软件构建T10-L2节段三维有限元模型，模拟手法加载过程，分析手法作用下椎体、椎间盘及韧带复合体的应力应变响应。
预期结果与意义 本研究将首次系统量化杠杆定位手法的生物力学特性，阐明其在治疗胸腰椎侧弯中的作用机制。通过有限元模拟实现应力分布可视化，为手法操作的精准化与个体化提供数据支持，推动推拿手法从“经验依赖”向“量化科学”转变，为未来智能矫形设备研发奠定理论基础。
伦理与质量控制 研究已通过伦理审查，所有参与者均将签署知情同意书。手法操作由同一位经验丰富的医师执行，数据采集与分析过程严格受控，确保结果真实可靠。
研究概览
研究类型
注册 (估计的)
阶段
- 不适用
联系人和位置
学习联系方式
- 姓名：Yv Tian
- 电话号码：17683721740
- 邮箱：tianyv2024@163.com
学习地点
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Hangzhou
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Zhejiang、Hangzhou、中国、310005
- The Third Affiliated hospital of Zhejiang Chinese Medical University
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接触：
- Yv Tian
- 电话号码：17683721740
- 邮箱：tianyv2024@163.com
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参与标准
资格标准
适合学习的年龄
- 孩子
- 成人
接受健康志愿者
描述
纳入标准：
- 年龄在10至45岁之间，生命体征稳定，无其他系统严重疾病；
- 通过标准脊柱前后位和侧位X光片诊断为脊柱侧弯，Cobb角为10° < θ ≤ 45°，且无严重并发症；
- 无脊柱手术史；
- 自愿作为受试者参与本研究接受LPM治疗，并由本人或其监护人签署知情同意书。 注：仅符合以上全部四项标准的患者方可纳入本研究。
排除标准：
- 患有严重骨质疏松、脊柱骨折、肿瘤、感染或椎管内病变者；
- 伴有相关并发症者，如心肺功能不全（NYHA分级 ≥ II级）或严重神经系统疾病；
- 存在压缩性骨折或脊髓损伤者；
- 存在认知障碍或精神疾病无法配合生物力学测试者；
- 有脊柱手术史者；
- 手术部位存在严重皮肤损伤或皮肤病者；
- 处于月经期、妊娠期、计划妊娠或产后期女性；
- 存在其他可能降低完成治疗可能性的情况，如对手法治疗存在恐惧心理者；
- 体表标记不清影响运动捕捉精度者（如BMI ≥ 35 kg/m^2）。
学习计划
研究是如何设计的？
设计细节
- 主要用途：治疗
- 分配：不适用
- 介入模型：单组作业
- 屏蔽：无（打开标签）
武器和干预
参与者组/臂 |
干预/治疗 |
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实验性的：杆定位操作组
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1 患者取俯卧位，暴露腰背部，全身放松，双下肢伸直。
2 术者根据全脊柱X线片确定脊柱侧凸的顶椎，以肘部鹰嘴为力支点，准确按压顶椎凸侧的横突或棘突，助手固定患者肩部。
3 嘱患者张口呼气，术者另一手托起患者下肢。
通过下肢-骨盆-脊柱的力臂传导，将下肢斜向凸侧上方抬起，形成力臂杠杆。
4 当牵拉到阻力点时，术者以寸劲快速牵拉。
操作后，让患者俯卧休息10分钟。
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研究衡量的是什么？
主要结果指标
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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肘关节拉动最大力度：通过机械手套和肘部护套，收集手动操作过程中的机械参数。
大体时间：2周
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操作员佩戴机械测量手套和肘部袖套对接收者进行手动操作。
机械参数通过压力传感器采集，测量单位为力（牛顿，N）。
报告每个参数的平均值或峰值。
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2周
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次要结果测量
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
|---|---|---|
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双手最大拉力：通过机械手套和肘部套袖，收集手动操作过程中的机械参数。
大体时间：2周
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操作员佩戴机械测量手套和肘部套袖，对受试者进行手动操作。
机械参数通过压力传感器采集，测量单位为力（牛顿，N）。
报告了各参数的平均值或峰值。
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2周
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侧屈角度：通过三维运动捕捉系统，采集手法操作期间脊柱活动的运动学参数。
大体时间：2周
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操作员对受试者进行手动操作，并通过三维运动捕捉系统设备采集手动操作的动力学参数，测量单位为：度。
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2周
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旋转角度：通过三维运动捕捉系统，收集操作过程中脊柱活动的运动学参数。
大体时间：2周
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操作员对受试者进行手动操作，并通过三维运动捕捉系统设备采集手动操作的动力学参数，测量单位为：度。
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2周
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牵引时间：通过三维运动捕捉系统记录操作过程的时间。
大体时间：2周
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操作员对受试者进行手动操作，通过三维运动捕捉系统设备收集手动操作的动力学参数，并同时记录手动操作时间。
测量单位为秒（S）。
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2周
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牵引角加速度：通过三维运动捕捉系统，采集手法操作时脊柱活动的运动学参数。
大体时间：2周
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操作人员对受试者进行手动操作，通过三维运动捕捉系统设备采集手动操作的动力学参数，并记录手动操作时间和角速度。
计算加速度并记录平均值和最大值。
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2周
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伸展角度：通过三维运动捕捉系统，收集操作过程中脊柱活动的运动学参数。
大体时间：2周
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操作者对受试者进行操作，通过三维运动捕捉系统设备收集操作的运动学参数，并记录角度。
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2周
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双手预加载力：通过机械手套和肘部袖套，收集手动操作过程中的机械参数。
大体时间：2周
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操作员佩戴机械测量手套和肘部袖套，对受试者进行手动操作。
机械参数通过压力传感器采集，测量单位为力（牛顿，N）。
报告了每个参数的平均值或峰值。
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2周
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肘部预加载力：通过机械手套和肘部袖套，收集手动操作过程中的机械参数。
大体时间：2周
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操作员佩戴机械测量手套和肘部套袖对受试者进行手动操作。
机械参数通过压力传感器采集，测量单位为力（牛顿，N）。
报告了每个参数的平均值或峰值。
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2周
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平均牵引角速度：通过三维运动捕捉系统，收集操作期间脊柱活动的运动学参数。
大体时间：2周
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操作者对受试者进行操作。
通过三维运动捕捉系统设备采集操作的运动学参数，记录角度变化和时间，计算角速度，并计算平均值和最高值。
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2周
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各结构应力分析：通过有限元软件分析，模拟了脊柱在手法干预下的应力情况。
大体时间：2周
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对上述测量得到的操作运动学和力学数据进行了统计分析。
将这些数据输入脊柱三维有限元模型中，以模拟操作过程。
通过有限元软件分析，获得了脊柱的应力变化云图和数据，包括平均值以及最大值和最小值。
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2周
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每种结构的应变：通过有限元软件分析，模拟了脊柱在手法干预下的应变情况。
大体时间：2周
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对前次测量操作的运动学和力学数据进行统计分析。
将数据输入脊柱三维有限元模型以模拟操作。
通过有限元软件分析，获得脊柱的应变云图和位移数据，包括平均值以及最大值和最小值。
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2周
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合作者和调查者
研究记录日期
研究主要日期
学习开始 (估计的)
初级完成 (估计的)
研究完成 (估计的)
研究注册日期
首次提交
首先提交符合 QC 标准的
首次发布 (实际的)
研究记录更新
最后更新发布 (实际的)
上次提交的符合 QC 标准的更新
最后验证
更多信息
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