頸椎前路分節(jié)段減壓融合術(shù)三維有限元研究.pdf

1、頸椎病是脊柱外科的常見(jiàn)病、多發(fā)病,多節(jié)段頸椎病是治療難點(diǎn)。雖然前路減壓能夠直接去除致壓物、減壓徹底,但手術(shù)并發(fā)癥比普通頸椎病高很多。Vaccaro報(bào)告兩或三節(jié)段椎體次全切除術(shù)失敗率高達(dá)50％,Wang發(fā)現(xiàn)椎體切除越多,植骨長(zhǎng)度越長(zhǎng),植骨移位率越高。Hee報(bào)告手術(shù)并發(fā)癥為19％。后路減壓雖然比前路穩(wěn)定性好,但因?yàn)槭情g接減壓,所以減壓不如前路徹底。如果將前路常用的椎間盤切除減壓融合術(shù)與椎體次全切除手術(shù)結(jié)合起來(lái),即分節(jié)段減壓融合術(shù),對(duì)于連續(xù)的

2、三個(gè)椎間盤、兩個(gè)椎體的減壓不采用單純連續(xù)兩個(gè)椎體次全切除術(shù),而是一個(gè)椎體次全切除術(shù)加一個(gè)椎間盤切除減壓融合術(shù),臨床應(yīng)用表明手術(shù)效果理想,但尸體生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果尚不一致。為進(jìn)一步研究分節(jié)段減壓融合術(shù)的生物力學(xué)特點(diǎn),本文采用三維有限元方法研究分節(jié)段減壓融合術(shù)對(duì)頸椎活動(dòng)范圍和鄰近節(jié)段椎間盤應(yīng)力的影響。 目的： 1.采用Mimics 10.0、Geomagic Studio 9.0和Ansys 10.0軟件建立正常人第2～7頸椎

3、三維有限元模型,并對(duì)模型進(jìn)行有效性驗(yàn)證。 2.采用三維有限元法分析頸椎前路分節(jié)段減壓融合術(shù)對(duì)頸椎活動(dòng)范圍和鄰近節(jié)段椎間盤應(yīng)力的影響。 3.采用三維有限元法比較頸椎前路分節(jié)段減壓融合術(shù)與單純椎體次全切除術(shù)對(duì)頸椎活動(dòng)范圍和鄰近節(jié)段椎間盤應(yīng)力的影響。 方法： 1.選擇一位33歲正常男性,采用0.625mm薄層CT掃描,利用Mimics 10.0、Geomagic Studio 9.0和Ansys 10.0軟件建

4、立正常人頸椎(C2～C7)三維有限元模型,然后對(duì)模型施加73.6N的預(yù)載荷及1.8Nm力矩,使模型產(chǎn)生前屈、后伸、側(cè)屈和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),計(jì)算各種工況下的頸椎活動(dòng)范圍,與文獻(xiàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,以驗(yàn)證模型的有效性。 2.在正常人C2～C7三維有限元模型基礎(chǔ)上,建立頸椎前路分節(jié)段減壓手術(shù)模型。將椎體間融合器cage、鈦網(wǎng)、頸椎前路鋼板和螺釘模型,利用Ansys 10.0軟件分別加載到頸椎前路分節(jié)段減壓手術(shù)模型上,對(duì)模型施加73.6N的預(yù)載荷及1

5、.8 Nm力矩,使其產(chǎn)生前屈、后伸、側(cè)屈、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),計(jì)算頸椎活動(dòng)范圍和鄰近節(jié)段椎間盤應(yīng)力。 3.在正常人C2～C7三維有限元模型基礎(chǔ)上,分別建立頸椎前路分節(jié)段減壓融合術(shù)和單純椎體次全切除術(shù)模型。將椎體間融合器cage、鈦網(wǎng)、頸椎前路鋼板和螺釘模型,利用Ansys 10.0軟件分別加載到手術(shù)模型上,對(duì)模型施加73.6N的預(yù)載荷及1.8Nm力矩,使其產(chǎn)生前屈、后伸、側(cè)屈、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),計(jì)算頸椎活動(dòng)范圍和鄰近節(jié)段椎間盤應(yīng)力。 結(jié)果

6、： 1.建立了C2～C7三維有限元模型,包括23348個(gè)節(jié)點(diǎn)和215749個(gè)單元。模型在前屈、后伸、側(cè)屈和旋轉(zhuǎn)工況下的頸椎活動(dòng)范圍與文獻(xiàn)結(jié)果一致。 2.頸椎前路分節(jié)段減壓融合術(shù)頸椎活動(dòng)范圍比未手術(shù)模型小,P＜0.05,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義：鄰近節(jié)段椎間盤應(yīng)力差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。 3.頸椎前路分節(jié)段減壓融合術(shù)與單純椎體次全切除術(shù)頸椎活動(dòng)范圍一致,鄰近節(jié)段椎間盤應(yīng)力差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。 結(jié)論： 1.正常人頸椎