经皮椎间孔镜髓核摘除术后椎间盘生物力学改变的有限元分析

发布时间：2024-02-15 01:19

　　目的探讨经皮椎间孔镜髓核摘除术后椎间盘生物力学的变化,以及摘除不同位置和大小的椎间盘对术后椎间盘应力的影响。方法基于CT扫描数据,建立L4-L5椎间盘部分摘除术后腰椎及椎间盘的三维有限元模型,施加载荷后模拟人体7个运动方向(直立、前屈、后伸、左右侧弯、左右旋转),记录并分析椎间盘的应力变化。结果髓核去除的6组与正常组比较,不同体位下椎间盘的应力均升高。除旋转体位下,椎间盘应力的改变为A2组> A1组> B2组> B1组,A1组均大于去除面积是其两倍的B2组。左旋转体位下,椎间盘应力增加明显,B2组> B1组> A2组> A1组>正常组。在除了侧弯的5种体位下,C2组椎间盘应力为所有组中最高,且C1组应力大于A1组和B1组。结论腰椎前屈时应力最大。在相同位置,去除椎间盘的大小和其术后应力改变成正相关。椎间盘切除过宽会使其应力增加较大。MSU分型为C型(外侧或极外侧椎间盘突出),术后椎间盘应力增加最多,是椎间盘去除术后退变的高风险型,B型(旁中央型椎间盘突出)术后椎间盘应力增加最小,是术后的相对稳定型。

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【部分图文】：

图3不同组别椎间盘切割

图2椎间盘去除面积分组1.9受力分析

图1L4/5椎体及椎间盘三维网格模型

在Hypermesh软件中对模型的各部分进行材料属性赋值。见表1。1.7边界条件及约束

图2椎间盘去除面积分组

本研究中，把A区去除其椎间盘的1/6作为A1组，去除1/3作为A2组；将B、C区去除与A1组相等面积的椎间盘作为B1组、C1组，去除与A2组相等面积的椎间盘作为B2组、C2组。模拟椎间孔镜手术摘除不同位置、不同大小椎间盘后的应力状况。见图2和3。图3不同组别椎间盘切割

图4不同组别在不同体位下椎间盘应力比较

对有限元模型模拟7组在7种体位下的椎间盘应力情况进行分析发现，髓核去除的6组与正常组比较，不同体位下的椎间盘应力均升高（除后伸体位较正常组最少增加4%外，其他体位下最少增长幅度为11%～26%，最高增幅为12%～49%）；前屈位下椎间盘应力最高，后伸位下椎间盘应力最低；A、B组比....

本文编号：3898945