全椎板切除术后回植钛板固定对脊椎稳定性的三维有限元分析(1)
全椎板切除术后回植钛板固定对脊椎稳定性的三维有限元分析,腰椎,椎板回植,有限元目前,对于椎管内肿瘤,完整切除肿瘤,恢复脊柱的稳定性已经成为脊柱脊髓外科治疗的
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摘要：目的应用三维有限元模型对全椎板切除术后回植钛板固定进行生物力学性能分析。方法选取一个有代表性的健康成年志愿者(男，35岁),采用General Electrics 64层螺旋CT对已经选定的对象进行螺旋扫描及断层图像处理，用CT图像和Mimics软件建立T12-L4椎体三维模型，模拟L1，L2，L3逐节椎板切除，并分别模拟椎板回植，钛板内固定治疗方法，将三种模型导入到有限元分析软件Abaqus，施加约束和载荷分别加载260N压力和10NM扭矩，模拟三种模型在不同工况下的椎体位移和应力传导情况，以及钛板的应力分布情况。结果1、椎板切除后的椎体整体刚度最小，位移最大；正常椎体的刚度最大，位移最小；椎体回植后刚度处于他们之间，其中椎板切除后对于前屈、后伸以及旋转动作的影响较大。2、椎板切除后，椎体应力增加；回植钛板后椎体应力减少，而钛板偏椎体处的部分比偏椎板的部分应力要大。结论从生物力学研究角度来看，虽然椎板回植钛板固定可以降低全椎板切除术后的不稳，但是同样无法恢复到术前的稳定性；钛板的应力也集中在关节突部位。因此有待于进一步对钛板进行改进，从而形成坚固有效的内固定。
关键词：腰椎；椎板切除；椎板回植：钛板固定；有限元目前，对于椎管内肿瘤，完整切除肿瘤，恢复脊柱的稳定性已经成为脊柱脊髓外科治疗的两项基本原则[1-2]。国内外对腰椎椎管内肿瘤多采用全椎板切除及固定治疗，虽然对于肿瘤的切除较完整，但是术后腰椎的活动度降低，腰椎功能明显下降[3]。因此有学者提出了包括钛钢板固定在内的椎板成形术，即能完整摘除肿瘤，又保留了脊柱的稳定性和椎管的完整性，同时避免了医源性椎管狭窄症的发生[4-5]。然而国内外均缺少腰椎椎板切除后复位钛钢板内固定对脊柱稳定性影响的生物力学研究。本文为此通过有限元分析进行生物力学系统研究，为临床手术提供基础理论依据。
1资料与方法
1.1一般资料①根据国人解剖学数值选取一个有代表性的健康成年男性志愿者，35岁,身高175cm，体重73kg；②General Electrics 64层螺旋CT机；③计算机工作站；④图像处理软件Mimics10.0(Materialise's interactive medicalimage control system 10.0)；⑤有限元分析软件MSC.PATRAN 2005、ABAQUS。
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