腰椎融合与非融合内固定后应力分布的有限元分析
发布时间：2021-08-16 07:52
目的:通过数字骨科医学有限元分析法探索退变腰椎载荷分布及腰椎退变的机制,并对比分析正常志愿者、腰椎间盘突出患者、融合与非融合术后患者腰椎的应力分布及两种手术对退变腰椎应力的改善情况,为临床研究提供一种科学的研究方法。从力学的角度来进一步解释腰椎的退变机制,评估腰椎非融合手术和腰椎融合手术应力分布哪个更接近正常腰椎,哪种术式对于退变腰椎的应力改善情况更佳。方法:腰椎PLIF融合手术和腰椎Dynesys动态固定非融合手术分别是腰椎融合手术和腰椎非融合手术中具有代表性的术式。从临床中选择4名年龄相仿、性别相同的志愿者为试验对象,这4名志愿者分别是腰椎正常者、腰椎间盘突出患者、接受了腰椎PLIF融合手术术后患者及接受了腰椎Dynesys动态固定非融合手术术后患者。采集这4名志愿者的CT断层图像,以DICOM格式输出,然后倒入Mimics17.0进行图像分割,建立的三维模型导入Geomagic Studio12中进行降噪、平滑、铺面、修复多边形网格等操作后进入精准曲面模块中,得到有限元分析所需的实体模型,以STP格式导入hypermesh12.0对模型进行网格划分、材料赋值等,利用workben...
【文章来源】：军事科学院北京市
【文章页数】：51 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
各组腰椎三维模型（侧面观）
图 2 各组腰椎三维模型（背面观）Figure 2 Three-dimensional models of the lumbar vertebrae in each group(Dorsal view)图注： A 为正常志愿者脊椎模型；B 为腰椎间盘突出退变患者脊椎模型；C 为融合术后患者脊椎模型；D 为非融合术后患者脊椎模型。2.1.4.2 模型有限元分析划分网格：将所得模型导入 hypermesh12.0 对模型进行网格划分，椎骨、椎间盘、钉子、钛棒及弹性绳采用 10 节点四面体网格单元，选用 solid92 单元，椎间盘选用 solid95 单元，椎骨选用的网格尺寸为 2 mm，而其它选用的网格尺寸为 1 mm，腰椎退变患者跟非融合术后患者的腰椎有限元模型见图 3。A B
图 4 腰椎间盘突出退变患者中立位状态时腰椎应力分布情况Figure 4 Distribution of lumbar stress in the neutral position of patients withlumbar disc herniation图注：A 为腰椎退变患者整体腰椎应力分布；B 为腰椎退变患者 L4-5 应力分布情况；C 为腰椎退变患者 L3-4 应力分布情况。2.2.2 各组腰椎不同体位下应力分布情况正常志愿者在中立位、侧弯位、屈曲位、旋转位时的应力分布情况见图 5-8。
【参考文献】：
期刊论文
[1]颈部肌肉作用下颈椎牵引的生物力学特性[J]. 杨腾飞,王金武,胡志刚,赵为民,叶堃,黄文杰,戴尅戎. 医用生物力学. 2017(02)
[2]Bacfuse棘突间撑开装置是否为高龄腰椎管狭窄症患者的又一选择[J]. 苏楠,杨雍,王炳强,李东,李锦军,费琦,孟海. 北京医学. 2016(07)
[3]融合与非融合治疗腰椎管狭窄症疗效和安全性对比[J]. 凌仕勇,贾连顺. 现代仪器与医疗. 2016(03)
[4]腰椎后路椎间融合术对邻近节段退行性变的影响分析[J]. 柯国柱,胡立生. 医学理论与实践. 2015(20)
[5]动态固定技术治疗腰椎退行性病变的应用进展[J]. 黎俊,瞿玉兴. 颈腰痛杂志. 2015(05)
[6]经椎旁肌间隙入路Hybrid技术治疗腰椎间盘突出症临床分析[J]. 张健,王文军. 中南医学科学杂志. 2015(02)
[7]脊柱非融合内固定系统在腰椎退行性疾病治疗中的应用进展[J]. 李尔楠,叶启彬,匡正达. 检验医学与临床. 2014(24)
[8]单侧与双侧椎弓根螺钉固定后路椎间融合术后早期相邻节段退变的比较情况[J]. 李贤坤,武明鑫,谭志宏,许球祥,肖景舟. 广东医学院学报. 2014(04)
[9]腰椎多节段椎管狭窄合并椎间盘突出症的手术疗效[J]. 符从雅,占朝澎,郑继祖. 医学理论与实践. 2014(14)
[10]经椎弓根Dynesys动态固定治疗腰椎退变性疾病[J]. 郑佳状,张亨闰,蒋电明,张智,蔡奇霖,陈宇,刘丹. 重庆医学. 2014(18)
硕士论文
[1]人体脊椎腰段的三维模型构建及有限元力学分析[D]. 覃春钰.西安电子科技大学 2014
[2]脊柱腰段三维有限元模型的构建与分析[D]. 王莹.西安电子科技大学 2013
[3]新型腰椎—椎弓根动态内固定系统的建模与有限元分析[D]. 王湘江.南华大学 2010
本文编号：3345282
【文章来源】：军事科学院北京市
【文章页数】：51 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
各组腰椎三维模型（侧面观）
图 2 各组腰椎三维模型（背面观）Figure 2 Three-dimensional models of the lumbar vertebrae in each group(Dorsal view)图注： A 为正常志愿者脊椎模型；B 为腰椎间盘突出退变患者脊椎模型；C 为融合术后患者脊椎模型；D 为非融合术后患者脊椎模型。2.1.4.2 模型有限元分析划分网格：将所得模型导入 hypermesh12.0 对模型进行网格划分，椎骨、椎间盘、钉子、钛棒及弹性绳采用 10 节点四面体网格单元，选用 solid92 单元，椎间盘选用 solid95 单元，椎骨选用的网格尺寸为 2 mm，而其它选用的网格尺寸为 1 mm，腰椎退变患者跟非融合术后患者的腰椎有限元模型见图 3。A B
图 4 腰椎间盘突出退变患者中立位状态时腰椎应力分布情况Figure 4 Distribution of lumbar stress in the neutral position of patients withlumbar disc herniation图注：A 为腰椎退变患者整体腰椎应力分布；B 为腰椎退变患者 L4-5 应力分布情况；C 为腰椎退变患者 L3-4 应力分布情况。2.2.2 各组腰椎不同体位下应力分布情况正常志愿者在中立位、侧弯位、屈曲位、旋转位时的应力分布情况见图 5-8。
【参考文献】：
期刊论文
[1]颈部肌肉作用下颈椎牵引的生物力学特性[J]. 杨腾飞,王金武,胡志刚,赵为民,叶堃,黄文杰,戴尅戎. 医用生物力学. 2017(02)
[2]Bacfuse棘突间撑开装置是否为高龄腰椎管狭窄症患者的又一选择[J]. 苏楠,杨雍,王炳强,李东,李锦军,费琦,孟海. 北京医学. 2016(07)
[3]融合与非融合治疗腰椎管狭窄症疗效和安全性对比[J]. 凌仕勇,贾连顺. 现代仪器与医疗. 2016(03)
[4]腰椎后路椎间融合术对邻近节段退行性变的影响分析[J]. 柯国柱,胡立生. 医学理论与实践. 2015(20)
[5]动态固定技术治疗腰椎退行性病变的应用进展[J]. 黎俊,瞿玉兴. 颈腰痛杂志. 2015(05)
[6]经椎旁肌间隙入路Hybrid技术治疗腰椎间盘突出症临床分析[J]. 张健,王文军. 中南医学科学杂志. 2015(02)
[7]脊柱非融合内固定系统在腰椎退行性疾病治疗中的应用进展[J]. 李尔楠,叶启彬,匡正达. 检验医学与临床. 2014(24)
[8]单侧与双侧椎弓根螺钉固定后路椎间融合术后早期相邻节段退变的比较情况[J]. 李贤坤,武明鑫,谭志宏,许球祥,肖景舟. 广东医学院学报. 2014(04)
[9]腰椎多节段椎管狭窄合并椎间盘突出症的手术疗效[J]. 符从雅,占朝澎,郑继祖. 医学理论与实践. 2014(14)
[10]经椎弓根Dynesys动态固定治疗腰椎退变性疾病[J]. 郑佳状,张亨闰,蒋电明,张智,蔡奇霖,陈宇,刘丹. 重庆医学. 2014(18)
硕士论文
[1]人体脊椎腰段的三维模型构建及有限元力学分析[D]. 覃春钰.西安电子科技大学 2014
[2]脊柱腰段三维有限元模型的构建与分析[D]. 王莹.西安电子科技大学 2013
[3]新型腰椎—椎弓根动态内固定系统的建模与有限元分析[D]. 王湘江.南华大学 2010
本文编号：3345282
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