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病、多發(fā)病,多節(jié)段頸椎病是治療難點。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報告兩或三節(jié)段椎體次全切除術(shù)失敗率高達50％,Wang發(fā)現(xiàn)椎體切除越多,植骨長度越長,植骨移位率越高。Hee報告手術(shù)并發(fā)癥為19％。后路減壓雖然比前路穩(wěn)定性好,但因為是間接減壓,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,即分節(jié)段減壓融合術(shù),對于連續(xù)的

2、三個椎間盤、兩個椎體的減壓不采用單純連續(xù)兩個椎體次全切除術(shù),而是一個椎體次全切除術(shù)加一個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)實驗結(jié)果尚不一致。為進一步研究分節(jié)段減壓融合術(shù)的生物力學(xué)特點,本文采用三維有限元方法研究分節(jié)段減壓融合術(shù)對頸椎活動范圍和鄰近節(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,并對模型進行有效性驗證。 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)對頸椎活動范圍和鄰近節(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)對頸椎活動范圍和鄰近節(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)運動,計算各種工況下的頸椎活動范圍,與文獻結(jié)果進行對比,以驗證模型的有效性。 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)運動,計算頸椎活動范圍和鄰近節(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)運動,計算頸椎活動范圍和鄰近節(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個節(jié)點和215749個單元。模型在前屈、后伸、側(cè)屈和旋轉(zhuǎn)工況下的頸椎活動范圍與文獻結(jié)果一致。 2.頸椎前路分節(jié)段減壓融合術(shù)頸椎活動范圍比未手術(shù)模型小,P＜0.05,差異有統(tǒng)計學(xué)意義：鄰近節(jié)段椎間盤應(yīng)力差異無統(tǒng)計學(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)頸椎活動范圍一致,鄰近節(jié)段椎間盤應(yīng)力差異有統(tǒng)計學(xué)意義。 結(jié)論： 1.正常人頸椎