頸椎前路融合與人工椎間盤置換術的三維有限元評價.pdf

1、目的：
　　1、建立一有效的C3-C7頸椎三維有限元模型。
　　2、在已建立的頸椎三維有限元模型基礎上，應用三維有限元法分析頸椎前路融合和人工椎間盤置換術的生物力學性能。
　　方法：
　　1、對一健康成年男性進行頸椎的CT掃描獲得 DICOM格式斷層圖像，導入Mimics軟件生成IGS格式點云模型，將IGS格式的點云模型導入Geomagic軟件生成精度較高的幾何模型，再將IGS格式的幾何模型導入Hypermesh

2、軟件中進行網(wǎng)格劃分，賦予頸椎各部分材料特性，生成三維有限元模型，再設定邊界條件和加載方式，在LS-DYNA軟件中進行計算。通過對所建三維有限元模型施加與以往文獻研究相同的邊界條件和載荷，及予以單個或多個前屈、后伸、側屈、軸向旋轉力矩載荷，計算各節(jié)段間運動范圍，計算結果與以往研究比較，以驗證模型的有效性。
　　2、所建立的C3-7頸椎有限元模型中，取兩種不同術式植入內固定物，一組行C5、C6椎體次全切，髂骨塊植于C4-C7椎體之間，

3、再行C3/4椎間盤摘除Cage椎間融合器植入術，頸椎鈦板固定于C3-C7；另外一組行C5、C6椎體次全切，髂骨塊植骨鈦板固定術，C3/4椎間盤摘除人工頸椎間盤植入術。分別于兩種模型上施加相同邊界條件和載荷，比較人工椎間盤置換和Cage植入兩種內置物的生物力學特點。
　　結果：
　　1、
　　2、C3-7融合與非融合術式的三維有限元模型在各個加載方向中，人工頸椎間盤置換組節(jié)段較正常組頸椎對應節(jié)段運動范圍明顯增加，尤其在前

4、屈后伸加載中更加明顯；Cage組與人工頸椎間盤置換組相比，頸椎的運動范圍明顯減少。Cage組與人工椎間盤組比較中，以C3椎體應力集中明顯，人工椎間盤組較正常組應力集中明顯，而Cage組在前屈、旋轉、側屈工況下較人工椎間盤組應力分布增高，人工椎間盤術后椎體的應力改變較Cage組小，僅在后伸狀態(tài)下增加幅度略大。
　　結論：
　　1、建立了正常人中C3-C7三維有限元模型，并可用于生物力學研究評估。
　　2、頸前路手術治療長