Dynesys系統(tǒng)音節(jié)段固定腰椎模型的建立與有限元分析.pdf

1、退變性腰椎疾病是腰腿痛常見的病因，保守治療效果欠佳的患者，往往需要接受手術進一步治療。而應用的釘-棒內固定系統(tǒng)的脊柱融合手術，是目前手術治療腰椎退變性疾病的金標準。這種內固定系統(tǒng)可保證椎骨間的融合，及橋接節(jié)段的穩(wěn)定。然而，脊柱融合手術被發(fā)現可造成鄰近節(jié)段反常的壓力。這種高剛度的椎弓根釘-棒系統(tǒng)，可能在脊柱手術鄰近節(jié)段，起到了加速退行性病變進程的作用。非融合技術隨之被提出，現階段最近最具代表性的內固定裝置為Dynesys動態(tài)中和系統(tǒng)。其將

2、釘-棒系統(tǒng)連接同側椎弓根螺釘的鈦棒換成了更柔韌的套管及繩索。其設計理念上的先進性，能否帶來實際應用中令人滿意的效果，且其在國外初步應用的療效，能否在國內得到復制，一直受到廣泛的關注。
　　目的:1.建立腰椎（L2-L5）有限元模型，并對其有效性進行驗證;2.建立Dynesys植入腰椎、及傳統(tǒng)釘棒系統(tǒng)植入腰椎有限元模型;3.模型間比較:在3種模型上施加相同的前屈、后伸、側向彎曲、旋轉扭矩，通過有限元分析軟件計算，比較標準腰椎模型、堅

3、強內固定模型、Dynesys動態(tài)內固定模型，三種模型在前屈、后伸、側向彎曲、旋轉狀態(tài)下，固定節(jié)段（L3-L4）及上位鄰近節(jié)段（L2-L3）的椎間活動度及椎間盤應力;4.方法間比較:將本研究結果與以往病例回顧研究及體外實驗研究結果進行初步比較。
　　方法:1.建立并驗證L2-L5腰椎有限元模型。對健康男性患者腰椎CT數據，應用Mimics軟件進行分割，提取骨骼及椎間盤斷層圖像，建立幾何三維模型。應用HyperMesh軟件對三維模型進

4、行網格劃分、賦予材料屬性等有限元前處理。并通過Abaqus軟件進行有限元運算。通過“距離——應力”的應力分布曲線，及“壓縮力——位移”曲線，驗證有限元模型的有效性。2.Dynesys及釘-棒系統(tǒng)固定腰椎模型的建立及有限元分析。通過Pro/Engineer軟件制作內固定裝置模型，在mimics軟件下，模擬手術于L3-L4植入兩種內固定器械。在前屈、后伸側向彎曲、旋轉四種工況下，比較未置釘腰椎模型、Dynesys系統(tǒng)固定腰椎模型及釘棒系統(tǒng)固

5、定腰椎模型的L2-L3、L3-L4椎間活動度，椎間盤應力及小關節(jié)應力。
　　結果:1.建立包括椎骨、椎間盤、韌帶的L2-L5腰椎有限元模型，并驗證了其有效性。2.建立了Dynesys系統(tǒng)及釘棒系統(tǒng)固定腰椎的有限元模型。3.Dynesys系統(tǒng)固定腰椎模型在內固定植入節(jié)段，與未置釘模型相比椎間活動度降低67％，頭側鄰近節(jié)段椎間活動度增加11％;而傳統(tǒng)堅強內固定降低手術節(jié)段椎間活動度81.6％，增加頭側鄰近節(jié)段活動度21.3％。動態(tài)固定

6、在手術節(jié)段卸載了大部分應力，而對上位鄰近節(jié)段造成的影響較釘-棒系統(tǒng)小。動態(tài)固定對于間盤及小關節(jié)應力的影響，介于無固定與堅強固定之間。4.本研究通過有限元分析得到的椎間活動度的結果，與本科室以往病例回顧研究及他人體外測試結果相一致。
　　結論:1.基于腰椎CT斷層掃描圖像，建立了標準化的、通過驗證的、可用于進一步分析的腰椎有限元模型;2.Dynesys系統(tǒng)固定腰椎模型有限元分析，在椎間活動度方面的結果，與以往病例回顧分析的結果相似，