MED术后生物力学三维有限元分析及治疗腰椎间盘突出症术后复发的临床研究

发布时间：2017-11-04 15:31

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【摘要】：前言腰椎间盘突出症是骨科常见临床下腰椎疾病之一,治疗方式多种多样,目的均为切除突出的椎间盘髓核组织,摘除病变压迫部位,缓解神经疼痛等症状。目前逐渐流行的微创MED手术是Micro-endoscope discectomy的缩写,就是后路经椎板间隙入路显微内窥镜椎间盘切除术。其在微创条件下取得了与融合相同的良好的早期临床效果,并广为推广。在后路切开椎板减压过程中,部分稳定脊柱的骨性结构被切除,随着时间的推移,术后临床随访反馈发现临近节段退变、椎间盘突出再发及复发。这就需要我们对已有的手术方法、方式进行分析研究,找到根本点并对手术的方式有针对性的进行改进,减少术后复发或再发的可能。对生物力学研究过去多依耐于体外的测量,但繁杂的人体内部坏境,让我们无法进一步测量及研究。但目前随着计算机技术的发展,采用计算机CT扫描,软件三维重建,计算机有限元分割赋值分析,力学加载,模拟应力分析,位移研究的三维有限元的方法使得生物力学的研究进入体外模拟阶段,并逐渐成为目前研究的热点。同时我们结合临床随访的资料,通过研究MED治疗腰椎间盘突出术后复发的临床资料,对其初次的手术方式,至复发的时间,复发的原因等与其实验结果进行比较并分析,得出预防复发的因素,及防范复发的措施,提供治疗复发的方式。第一部分MED术后生物力学三维有限元分析目的：采用三维有限元的方法,通过Mimics10.0及ANSYS 14.0软件对MED治疗腰椎间盘突出术后的脊柱稳定性改变的生物力学进行研究。方法：1、选择正常健康成人志愿者,无腰椎疾病病史,男性,身高175cm,体重70kg,分别对其腰椎进行0.9mm的薄层CT平扫,得出DICOM格式的CT数据。2、将其导入Mimics10.0软件中进行建模,划分面网格,建立体模型,材料赋值,得出正常下腰椎L4-5包括椎间盘的体外模型。3、通过布尔剪切等功能,通过设置剪切面积大小分别模拟L4-5椎间盘摘除手术,建立包括正常模型,MED摘除手术模型,小开窗手术模型及关节突摘除手术模型的A、B、C、D四组。4、将四组模型导入ANSYS14.0软件中进行应力载荷模拟,得出相应的移位云图(Total displacement vector sum)、应力云图(Total von Mises stress)、压力敏感云图(The von Mises total mechanical strain),统计云图的数据,应用SPSS20.0对数据进行分析。结果：1、位移云图上(Total displacement vector sum):切除部分椎板后,随着椎板减压范围的增大,对脊柱总体的位移增大,稳定性下降。A组正常的脊柱稳定性两侧基本对称；B、C两组的应力后后路棘突的活动度增大；D组当切除关节突后,L5椎体的椎板棘突移位明显下降,应力作用下引起L4切除侧的横突关节突等结构移位明显,左右平衡异常,脊柱后路结构稳定性受到影响。2、压力云图上(Total von Mises stress):四组正常脊柱的压力分布于脊柱椎体的中间,椎弓根水平处。在B、C、D三组切除椎间盘后仅数值上发生了变化,应力集中部位未发生明显的改变。3、压力敏感云图上(The von Mises total mechanical strain):椎间盘组织承受压力后最为敏感。A组显示压力敏感处位于椎间盘的后缘,B、C、D三组的压力敏感位于切除后椎间盘的后缘纤维环上,前缘的敏感消退,随着减压范围的增大,压力敏感值变大。模拟MED切除的B组在移位、压力、及应力敏感云图上均小于其他手术组。结论：1、后路椎板减压面积范围越小,对脊柱稳定性的影响越小,MED治疗腰椎间盘突出术后对脊柱生物力学影响较小,能获得良好的远期生物力学稳定。2、脊柱承受压力最大的区域为分布于脊柱椎体的中间,椎弓根水平处,与椎体后部结构切除影响不大。3、减少腰椎间盘突出术后复发应减少椎板切除的范围及减少术中纤维环切开范围,完全摘除髓核,并尽量对椎板及纤维环进行保护,避免应力集中于“破口”处,达到降低复发的目的。第二部分MED治疗腰椎间盘突出症术后复发的临床疗效研究目的研究MED治疗腰椎间盘突出术后复发的临床疗效。方法选取我院2003年6月-2013年6月这10年内诊断为腰椎间盘突出术后复发并行手术治疗患者61例,统计复发初次的手术方案及再次手术的原因,根据再次手术的治疗方式,分为观察组MED手术患者23例,对照组后入路固定融合术患者38例。统计两组治疗方式的二次手术术中出血量、手术时间及术后JOA评分,VAS评分等情况,用spss20.0进行统计分析。结果观察组23例与对照组38例在术中出血量、手术时间有显著差异,而术后JOA评分、VAS评分中无明显差异。结论MED治疗腰椎间盘突出术后复发中期临床效果满意,并将是今后脊柱外科的发展的重点、热点。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R687.3;R318.01

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本文编号：1140018