新型和传统寰椎椎弓根螺钉生物力学稳定性的有限元分析

目的验证新型寰椎椎弓根螺钉离体生物力学稳定性。方法通过CT扫描获取1名健康成年男性志愿者C_(0~3)图像信息,应用Hypermesh 12.0等图像处理软件构建C_(0~3)三维有限元模型并验证其有效性。置入新型寰椎椎弓根螺钉并枢椎椎弓根螺钉或传统寰椎椎弓根螺钉并枢椎椎弓根螺钉建立2种内固定模型,观察其前屈、后伸、侧曲、扭转等加载条件下C_0/C_1、C_1/C_2、C_2/C_3的活动度及内固定的应力分布,比较2种内固定的生物力学特性。结果置入新型螺钉后C_1/C_2扭转活动度比传统螺钉减少20.331 8%,其他加载条件下活动度基本等同。在侧曲与扭转状态下,新型螺钉最大应力均小于传统螺钉,在前屈、后伸时最大应力相当。结论新型螺钉的生物力学稳定性与传统螺钉相当,在对抗扭转活动方面优于传统螺钉;新型螺钉使应力更加合理分散,最大应力减小,有助于降低内固定失效风险。     

胸1倾斜角及其在脊柱矢状位平衡评价中的应用进展

正良好的全脊柱矢状面平衡可以降低脊柱疾病的发病率,并且与术后症状改善密切相关。脊柱作为一个整体,人们逐渐意识到手术重建颈椎矢状面平衡时必须考虑胸、腰椎及骨盆序列对它的影响。目前对颈椎平衡与全脊柱平衡关系的研究较少,而且评价颈椎平衡的参数如C2矢状面轴向偏移(sagittal vertical axis,SVA)、C2-7 Cobb角、C0-2角、颈部倾斜角(neck titl,NT)等均仅能体现颈椎区域平衡,无法反映颈椎与其他区域的关系。第1胸椎(T1)可视为头颅及颈椎的"基座",颈椎前凸角(cervical lordosis,     

带肌肉组织全颈椎三维有限元模型的建立及分析

目的 :建立带肌肉组织的全颈椎三维有限元模型并验证该模型的有效性,为进一步分析颈椎疾患的生物力学作用机制建立良好的工作平台。方法:选取一名34岁健康男性志愿者进行颈椎薄层CT扫描,将CT原始数据以Dicom格式存贮。用Mimics 17软件将CT图像逆向重建出颈椎三维点云模型,利用Geomagic Studio 2012软件把点云模型拟合成NURBS曲面模型,然后导入Hypermesh12软件中进行网格划分、赋予材料属性、定义接触及边界条件等操作,最后提交至ABAQUS 6.12软件进行有限元分析,将各个工况(前屈、后伸、侧弯和轴向旋转)下各节段活动度与文献数据进行比较,验证该模型有效性。结果:建立的带有肌肉组织的全颈椎三维有限元模型共包含789024单元,285045节点,外观与人体颈椎具有非常好的几何相似性。该模型在屈伸、侧弯及旋转工况下的活动度与文献数据进行了80次对比,共计24次(占30%)超出部分参考范围,其中,仅C5-6左右侧弯活动度8.4°、C0-C1左右旋转活动度24.2°超出所有参考范围(P0.05)。结论:本研究建立的带有肌肉组织的全颈椎三维有限元模型符合有限元分析几何相似性和力学相似性要求,可用于颈椎生物力学分析。