腰椎節(jié)段性滑動椎弓根釘系統(tǒng)的三維有限元分析.pdf

1、目的:
　　 用三維有限元分析法對LSPS治療腰椎脫位的力學分析,為改進胸腰椎脫位內(nèi)固定方式。
　　 方法:
　　 選取一名無慢性腰痛及腰椎外傷手術史的青年志愿者(男,20歲),先行x線檢查,初步排除脊柱疾患,用CT機(Philips Brilliance64 CT)對腰椎行層厚為0.45mm的連續(xù)掃描,利用3D-CT圖像和Simpleware建模軟件以及Auto CAD作圖軟件建立以下三種L1-L4節(jié)段腰椎三維

2、有限元模型:正常節(jié)段、腰椎后路剛性固定(PS),LSPS,在軸向500N載荷和10N·M力矩下,模擬人體腰椎正常生理軸向載荷、前屈、后伸、左右側彎和左右扭轉,比較五種情況在不同活動下的位移、旋轉角度和應力變化,并進行分析。
　　 結果:
　　 腰椎脫位模型經(jīng)兩種內(nèi)固定后,穩(wěn)定性明顯增強,超出維持腰椎正?；顒铀璺€(wěn)定性,垂直壓載:LSPS最大位移較正常椎體減少91.77％,PS最大位移較正常椎體減少94.76％,前屈:LS

3、PS在L1上終板最大旋轉角(EPMRA)較正常椎體減少36.47％,PS在L1EPMRA較正常椎體減少64.42％,背伸:LSPS在L1上EPMRA減少38.14％,PS在L1上EPMRA減少65.37％,側彎:LSPS在L1上EPMRA較正常椎體減少30.38％,PS在L1上EPMRA減少52.95％,扭轉工況下,LSPS L1上EPMRA減少17.87％,PS在L1上EPMRA減少32.10％。LSPS及PS在最大應力均出現(xiàn)在扭轉情

4、況下,分別為57.7Mpa,47.1Mpa,應力集中均發(fā)生在椎弓根釘和連接桿,橫連和連接桿的交合處,但滑動椎弓根固定部分應力明顯降低。
　　 結論:
　　 腰椎節(jié)段間任何方向的橫向運動,產(chǎn)生的剪力會造成脊柱不穩(wěn)定,產(chǎn)生疼痛和神經(jīng)損傷。理想的動力學固定完全控制節(jié)段間任何方向的橫向運動,保持脊柱椎間縱向應力,傳遞生理負荷,恢復脊柱的穩(wěn)定。保留接近生理狀態(tài)的載荷的傳導和控制異常位移減輕甚至避免臨近關節(jié)的退變產(chǎn)生。本研究:1.L