题目：颈椎融合术后退变生物力学测试系统设计与实验验证

近年来，伴随着社会的发展及工作环境的改变，颈椎相关疾病已经成为一种临床常见病。在我国，大约有7%-10%的人患有颈椎病或相关疾病，并且发病率有着逐年增长趋势。颈椎融合术是针对颈椎病常见的手术治疗方式之一，由于术后影像学的观察并不能够很好的进行手术效果的评价，所以需要体外的生物力学实验对手术术式进行评价并给出建议。体外实验中常常采用力学实验机、滑轮传动装置、自制实验装置及机器人手臂等装置对样本进行控制并对得到的结果进行分析。

课题中首先使用了机器人手臂作为运动加载装置，并通过联合NDI三维运动捕捉系统、小关节压力测试力学传感器及其他配合使用的装置搭建了适用于颈椎体外生物力学实验的平台，并给出了平台各项功能指标，该平台功能全面、操作简单、稳定性高。接着，采用了该领域内权威的Panjabi 混合多方向控制原型作为研究方法，并在该平台实现了纯力矩的加载，将研究方法与该平台良好的配套使用。最后，设计了实验方案，对样本进行了处理并利用调试完善的平台完成了颈椎运动范围（ROM）、中性区（NZ）小关节压力在不同运动模式下，不同节段融合组与完整组的实验对比，得出结论如下：

实验所搭建平台能够较好的完成颈椎体外生物力学实验。在ROM数据结果中，融合组的运动范围均小于完整组，三节段融合组最小，屈伸运动结果仅为完整组的55.6%，但单、双节段融合之间并没有显著差异；不同实验组的NZ范围呈现出递减的趋势，三节段融合组中性区最多减少为完整组的66.2%，其他两组在递减趋势下仍能够保留中性区的部分功能；不同节数融合手术都会引起小关节压力的增大，但各组间差异不明显。综合以上结论可知颈椎单、双节段融合术样本保留了部分完整组功能，而三节段融合大大增加了样本刚性，不适宜应用于临床手术中。