半限制型人工颈椎间盘置换与植骨融合术后下颈椎生物力学的有限元分析

目的 研究Discover、Prodisc-C人工椎间盘置换术与植骨融合术后下颈椎活动度（range of motion, ROM）、椎间盘应力、韧带张力的生物力学特性以及植入假体力学性能的改变。方法 建立C5~6椎间盘退变3种手术方案：Discover、Prodisc-C人工椎间盘置换和自体髂骨植骨融合有限元模型,同时建立C4~7节段下颈椎原始模型。分析术后下颈椎C4~7节段在矢状面、冠状面及横断面上椎体的生物力学特性变化。结果 术后手术节段关节ROM变化：Discover模型增加12.7%~73.1%,Prodisc-C模型增加74%~98%,植骨融合模型下降55.8%~71.8%。Discover置换后上邻近椎间盘应力无明显增加,下邻近椎间盘应力在前屈、后伸、轴向旋转工况下减少33.2%~54.2%,囊韧带张力增幅比Prodisc-C置换后减少30%~40%。Discover假体最大应力（36.72 MPa）出现在前屈工况下,小于Prodisc-C假体的最大应力（42.66 MPa）。结论 人工椎间盘置换术可以保留手术节段的运动性能,Discover作为新一代人工椎间盘假体,在减少韧带负担和维持脊柱稳定性方面有所进步。研究结果可为颈椎前路融合手术和人工颈椎间盘置换术的临床研究提供理论依据。     

人工颈椎间盘置换术后颈椎生物力学的有限元分析

目的研究人工颈椎间盘植入术后节段的活动以及临近节段椎间盘、椎体内应力改变。方法建立C4～C7有限元模型，于C5C6之间分别植入人工椎间枯及植骨融合，计算在正常加载下压缩、屈曲、侧偏、轴向旋转时C4C5椎间盘及C5椎体内应力变化，以及C5C6节段的活动度。结果植入人工椎间盘后，该节段的活动基本正常，植骨融合术后该节段的活动丧失60～80％。植骨融合术后在压缩状态时，临近的上下椎间盘内应力明显增加，C5椎体内应力增加幅度最人，人工椎间盘置换术后临近节段椎间盘及椎体内应力变化很小。结论人工颈椎间盘置换可以恢复颈椎的正常活动，对于临近节段的牛物力学影响甚微。     

颈椎人工椎间盘置换有限元分析

目的　建立C4~5节段PrestigeTM-LP颈椎人工椎间盘植入后的三维有限元模型,进行手术节段的运动分析。 方法 采用对成年男性的新鲜尸体的颈椎标本进行CT三维扫描方法建立C4~5节段和PrestigeTM-LP人工间盘有限元,模拟完成C4~5人工椎间盘置换手术。测量生理加载下手术节段前屈/后伸、侧弯及轴向旋转运动角度。结果 有限元模型对颈椎的结构,包括椎体间韧带、颈椎关节突关节、钩椎关节等均进行了精确的重建,并较好地模拟手术操作进行PrestigeTM-LP人工间盘植入。运动加载后运动角度,前屈5.7°,后伸3.5°,侧弯5.0°,旋转11.3°,与文献报道结果较为接近。 结论　有限元模型具有精确度高,手术模拟真实的特点,可作为颈椎人工椎间盘生物力学研究的一种较好途径。PrestigeTM-LP颈椎人工椎间盘置换可较好地保留手术节段的运动功能。     

半限制型与非限制型假体在颈椎间盘置换中的应用

背景：人工椎间盘置换(非融合技术)是相对传统的颈椎前路减压椎体间植骨融合基础上设计的新术式,非融合技术的运用是一种新的理念。 目的：比较半限制型与非限制型假体在人工颈椎间盘置换中的应用效果。 方法：回顾性分析22例人工颈椎间盘置换患者的临床资料,非限制型假体Bryan 2例;半限制型假体Prodisc-C 15例,Activ-C 5例。通过比较手术时间、出血量、置换后颈椎活动度来比较颈椎间盘假体的置换效果。 结果与结论：Bryan假体具备置换后颈椎活动度好的优点,但价格昂贵,安装较为复杂。而Prodisc-C假体与Activ-C假体安装容易,但相对Bryan假体置换后颈椎活动度稍差。提示颈椎间盘置换在颈椎病的治疗上是一种行之有效的方法,非限制型及半限制型假体均取得了良好的临床效果,但半限制型假体Prodisc-C及Activ-C安装较为方便。     

人工颈椎间盘置换术与融合术的生物力学比较

目的 分析颈前路植骨融合术（anterior cervical discectomy and fusion,ACDF）与颈椎间盘置换术（total disc replacement,TDR）后颈椎生物力学特性。方法 采用12具人体颈椎标本,通过三维非接触式光电测量系统及位移控制方式,测试原始状态（intact）、TDR及ACDF术后各节段在前屈与后伸、左侧弯与右侧弯、左旋转与右旋转6种独立工况的运动和载荷分布,并探讨颈椎正常生理运动规律及植入器械特点。结果TDR术后,颈椎各节段运动保留效果明显,能恢复接近正常的运动,并以屈伸、旋转工况为优;同等工况下ACDF术后手术节段运动丢失达73.41%,其他节段运动也存在明显改变。侧弯工况两者均存在较大运动改变,TDR达45.92%,ACDF达108.06%。试验发现,颈椎正常生理运动为空间三轴耦合运动,以侧弯工况耦合程度最大,绕X轴运动分量达35%,TDR术后,颈椎能恢复接近正常的耦合运动规律。结论TDR术能使颈椎恢复更接近正常的生理运动,在屈伸、旋转工况效果最好,侧弯次之。本研究为TDR与ACDF的临床手术提供理论依据和定量参考。     

一种新型人工颈椎间盘置换的生物力学研究

目的研究新型人工颈椎间盘(Pretic-I)置换和颈椎前路椎间固定对颈椎活动范围(Range of motion,ROM)及邻近节段椎间盘髓核内压力(Intradiscal Pressures,IDPs)的影响。方法新鲜尸体颈椎标本6具,先后依次作为完整组(A组)、C_(5/6)人工椎间盘置换组(B组)和C5/6前路椎间固定组(C组)进行生物力学测试。给予75N跟随载荷,前屈/后伸、左/右侧弯及左/右轴向旋转均施加2.0Nm的纯力矩载荷,在0.2Nm/S的变化条件下测量手术节段及邻近节段ROM,以及邻近节段IDPs。结果 B组与A组在手术节段及邻近节段的ROM相比均无显著性差异(0.05)。在C_(5/6)节段,C组的ROM明显小于A组和B组(0.05)。在C_(4/5)、C_(6/7)节段,C组的ROM则明显大于其他两组(0.05)。B组和A组的C_(4/5)及C_(6/7)节段IDPs相比均无显著性差异(0.05),而C组的C_(4/5)和C_(6/7)节段IDPs均较其他两组显著增加(0.05)。结论 Pretic-I人工颈椎间盘置换术较好的维持了手术节段及邻近节段的活动范围,并保持了邻近节段椎间盘髓核内压力。     

Prestige LP和Discover人工颈椎间盘的生物力学有限元分析

目的探讨人工颈椎间盘的结构设计对人工颈椎间盘置换前后生物力学变化的影响。方法基于中国可视化人研究项目的首例男性CT扫描数据图像建立人体颈椎C5-C6节段的有限元模型,使用已有文献数据验证该模型以确保计算结果准确。选用PrestigeLP和Discover分别作为不固定旋转中心和固定旋转中心结构的代表建模,在之前所建的双节段颈椎模型上模拟人工颈椎间盘置换术,对置换前后颈椎在常见运动情况下的颈椎生物力学变化进行计算和分析。结果人工椎间盘置换后,手术节段运动范围有所增大,活动度随之上升,过度运动会给后部小关节带来压力,同时导致韧带张力增加,远期可能导致脊柱失稳和手术节段退变。结论不固定旋转中心的假体运动范围大于固定旋转中心的假体,适当限制运动范围可能更有益于人工椎间盘置换后的远期疗效。     

颈椎间盘置换与颈前路椎间盘切除减压植骨融合治疗退变性颈椎病的Meta分析

背景:颈前路减压植骨融合是目前治疗退变性颈椎病手术方案中的金标准。但是,随着颈前路减压植骨融合技术使用的增加和随访资料的不断丰富,一些不良结果开始暴露出来。近20年来,人工颈椎间盘置换技术在国外和国内逐步推广并广泛应用于临床,文献报道治疗效果令人满意。目的:系统评价颈椎间盘置换与传统的颈前路减压植骨融合治疗退变性颈椎病治疗效果的差异。方法:计算机检索Medline(1966/2009-06),荷兰医学文摘(EMbase1966/2009-06),Cochrane图书馆(2009年第2期)、Cochrane协作网背痛专业试验数据库、中国生物医学文献数据库(CBM截止2009-06),CNKI(截止2009-06),手工检索中文文献,收集颈椎间盘置换与颈前路减压植骨融合比较治疗退变性颈椎病的随机、半随机对照试验,进行严格的质量评价,利用RevMan4.2.2软件对纳入研究结果进行Meta分析。结果与结论:共纳入15个研究,Meta分析结果显示:颈椎间盘置换与颈前路减压植骨融合术比较平均出血量、手术时间、住院时间及术后并发症差异无显著性意义;术后2年再手术率颈椎间盘置换组低于颈前路减压植骨融合组;手术满意率两组差异无显著性意义;颈椎间盘置换组术后颈部功能异常指数较颈前路减压植骨融合组明显改善,术后SF-36评分改善显著优于颈前路减压植骨融合组;术后手术节段运动幅度颈椎间盘置换组显著大于颈前路减压植骨融合组,术后邻近节段运动范围颈前路减压植骨融合组明显较颈椎间盘置换组增大。但上述结果可能存在各种偏倚,因此需要更多高质量的临床随机对照试验来得出更为可靠的结论。     

人工椎间盘植入术后颈椎邻近节段生物力学变化的有限元分析

目的研究人工椎间盘植入术后邻近节段的运动范围及椎间盘应力改变。方法将接触问题引入生物建模,建立正常全颈椎有限元模型,模拟C5/6椎间植骨融合和C5/6人工间盘植入,分析两种状态下其相邻节段的运动范围及椎间盘的应力改变。结果(1)所建立模型包含了韧带、关节囊及其他软组织结构,而且真实细腻,准确度高;(2)椎间植骨融合术后邻近椎间隙运动范围增加,相应椎间盘应力明显增大,上位节段髓核与纤维环的应力约增加70%,而下位节段髓核与纤维环应力约增加40%;(3)人工间盘植入后颈椎运动范围除仅后伸受限(P(0.05)外,邻近节段椎间盘应力增加不超过10%。结论植入的颈椎人工间盘可在一定程度上降低相邻椎体节段的应力,且有利于改善颈椎的活动度。     

颈后路全内镜下颈椎间盘切除术与颈前路颈椎间盘切除植骨融合术治疗颈椎间盘突出症的疗效对比

目的比较颈后路全内镜下椎间盘切除术(PPECD)与颈前路颈椎间盘切除植骨融合术(ACDF)治疗单节段旁中央型颈椎间盘突出症的疗效和对邻近节段退变的影响。方法回顾性分析2016年1月至2018年1月期间在本院行手术治疗的88例单节段旁中央型颈椎间盘突出症患者病例资料。按照所行的手术方式分为PPECD组(n=42)及ACDF组(n=46)。比较两组患者的基线情况,手术前、后颈及上肢视觉疼痛评分(VAS),颈椎功能障碍指数(NDI),手术邻近节段左、右侧屈曲及前屈后伸测定值和颈椎相邻节段退变情况。结果两组患者术后随访时间均为12个月。末次随访时,两组患者颈及上肢VAS和NDI评分与术前相比均有改善(0.05),而两组间比较差异无统计学意义(0.05); PPECD组邻近节段左、右侧屈曲及前屈后伸测定值术前比差异无统计学意义(0.05),ACDF组较术前增大(0.05),并且大于PPECD组(0.05); PECD组颈椎邻近节段退变情况优于ACDF组(0.05)。结论 PPECD和ACDF均能显著改善单节段旁中央型颈椎间盘突出症患者的临床症状,但PPECD对维持患者术后颈椎活动度、减少术后邻近椎体节段退变有一定优势。     

限制型颈前路内固定钢板的有限元模拟及其生物力学分析

目的 评估颈前路内固定钢板在轴向压力、前屈、侧弯和扭转等四种生理性工况下的生物力学特性及其应力/应变分布,为临床上对颈前路内固定钢板的选择及其设计提供科学的参考依据.方法 在国人颈椎解剖结构统计学数据和颈前路内固定钢板尺寸数据的基础上,建立颈椎C5-C6功能节段-限制型颈前路内固定钢板的有限元模型,计算其在人体生理性工况下的应力/应变分布.结果 在生理性载荷下,应力/应变集中分布在骨螺钉和内植入固定板的结合部位以及内固定板的中心位置,边缘处应力/应变较小.结论 在轴向压力、前屈、侧弯和扭转四种生理性载荷下,应力/应变集中分布在颈前路内固定钢板和骨螺钉的结合处,又因该结合处为螺钉结构连接,所以,此结合处刚性连接比较薄弱,易发生内固定失败.     

人工颈椎间盘置换与前路颈椎间盘切除融合后邻近节段椎间盘应力分布的有限元对比

BACKGROUND: Previous clinical follow-up study showed that disc degeneration of adjacent segment after anterior cervical discectomy and fusion was faster than that of artificial cervical disc replacement. Compared with the anterior cervical discectomy and fusion, artificial cervical disc replacement can maintain a good range of motion of replacement segment. Further investigation should be taken to compare the difference between stress and fusion after replacement.      

人工椎间盘置换联合前路融合术治疗多节段颈椎间盘突出症的研究进展

在手术治疗颈椎间盘突出症方面,传统的融合手术虽然能够有效的缓解症状,但术后可能会出现邻近节段活动度(range of motion,ROM)增大,邻椎病患病率增加等问题[1]。有研究表明[2,3],融合术后相邻节段椎间盘内压(intradiscal pressure,IDP)显著增加可能是融合术后邻近节段退变加速的一个原因。     

Bryan颈椎间盘置换与颈前路间盘切除植骨融合疗效的系统分析

背景：Bryan颈椎间盘置换与颈前路间盘切除植骨融合治疗颈椎病的临床疗效存在争议。 目的：应用Meta分析方法,评价Bryan颈椎间盘置换与颈前路间盘切除植骨融合治疗颈椎病的临床疗效,为临床选择颈椎病的治疗方案提供依据。 方法：计算机检索Medline、PubMed 、EMBASE、OVID、中国生物医学数据库、万方数据库和中国知网数据库,手工检索中国主要7种骨科杂志,检索Bryan颈椎间盘置换与颈前路间盘切除植骨融合治疗颈椎病的临床研究。按照文中的纳入标准进行研究。提取颈椎总活动度、疼痛目测类比评分、颈部功能障碍指数、日本矫形外科协会评分等相关数据,利用RevMan4.2.2软件进行异质性和Meta分析,绘制森林图。 结果与结论：8篇文献符合纳入标准,共883例患者,其中Bryan颈椎间盘置换430例,颈前路间盘切除植骨融合 453例。Meta分析发现在治疗后3个月和24个月,Bryan颈椎间盘置换组颈椎总活动度高于颈前路间盘切除植骨融合组;治疗后12个月2组差异无显著性意义。治疗后12个月和24个月2组疼痛目测类比评分、颈部功能障碍指数的差异无显著性意义。治疗后24个月2组日本矫形外科协会评分的差异无显著性意义。结果说明在治疗颈椎病时,在治疗后颈椎总活动度方面,Bryan颈椎间盘置换优于颈前路间盘切除植骨融合,但2种治疗方案的神经减压效果无明显差异。     

颈椎间盘置换与前路椎间植骨融合修复中年颈椎病:颈椎功能及活动度比较

背景:脊柱非融合技术的发展推动了临近节段及操作节段的关节运动功能保护,在颈椎修复手术中非融合技术目前已经广泛开展。中年颈椎病患者对脊柱关节运动功能的要求较高,采用非融合技术可以提高其预后生活质量,减缓临近节段退变风险。目的:评价在中年颈椎病患者人群中,采用颈椎前路不同植入材料(融合与非融合)治疗单节段椎间盘退变性颈椎病的临床效果。方法:纳入2011年6月至2013年6月收治的采取人工颈椎间盘置换治疗的中年单节段神经根型及脊髓型颈椎病患者10例,并从同期采取前路椎间植骨融合治疗的患者中随机抽取10例作为对照组。治疗前、治疗后1个月、3个月及1年,通过影像学结果观察颈椎活动度变化,采用JOA评分、目测类比评分及颈椎功能障碍指数等指标评估两组患者的修复效果。结果与结论:所有患者均未发现切口脂肪液化、感染及延迟愈合情况,均完成至少1年以上随访。结果显示,治疗后1个月、3个月及1年与治疗前相比均能有效改善JOA评分、目测类比评分(P0.05),且治疗后两组差异无显著性意义(P0.05)。然而在颈椎活动度、颈椎功能障碍指数的数据分析中,采用人工颈椎间盘置换非融合治疗组具有明显的优势(P0.05)。针对中年颈椎病患者,由于其对颈部活动度的生活需求,采用非融合人工颈椎间盘置换的修复方案具有明确的临床优势。     

颈椎椎间盘人工髓核置换术的生物力学评价

目的 :对颈椎椎间盘实施人工髓核置换术并进行生物力学评价 ,为临床应用提供理论依据。方法 :取 6具新鲜人尸体颈椎标本 (C2 ～T1 ) ,制成四种脊柱功能单位 (FSU)的试验模型 :正常颈椎 ,椎间盘髓核全切 ,人工髓核植入及椎间植骨。分别对其进行生物力学测试 ,记录不同运动状态下脊柱节段运动范围 (ROM)的改变情况。并摄片了解人工髓核植入前后脊柱试件影像学的变化。结果 :与髓核切除组比较 ,人工髓核植入或椎间植骨后 ,颈椎节段活动明显减少 (P <0 .0 1)。人工髓核植入组与椎间植骨组相比较 ,节段活动差异无显著性 (P <0 .0 5 )。动态影像学资料显示 ,人工髓核置入后 ,椎间隙高度和脊柱生理曲度都得以恢复。结论 :颈椎椎间盘人工髓核的植入能较好地恢复椎间盘的解剖结构 ,有助于脊椎生理曲线的恢复 ,从而在一定程度上增加失稳脊柱节段的稳定性。     

颈前路融合与人工椎间盘置换治疗颈椎病

背景：目前临床上有关颈前路椎间盘切除减压植骨融合及人工椎间盘置换治疗颈椎病的效果尚未得出一致的结论。 目的：对比颈前路融合与人工椎间盘置换治疗颈椎病的效果。 方法：回顾性分析郑州大学第一附属医院骨科收治的颈椎病患者106例,其中19例行Bryan人工椎间盘置换(置换组),87例行单节段颈前路椎间盘切除减压植骨融合(融合组)。 结果与结论：所有患者均获得随访,随访时间36~48个月。①两组患者随访时神经功能均得到明显恢复,末次随访时两组目测类比疼痛评分、JOA评分差异无显著性意义(P > 0.05)。②融合组患者治疗后6个月植骨全部骨性融合,内固定无松动、脱落、断裂发生。置换组患者置换后无假体移位、脱落等并发症发生。③置换组置换后颈椎活动范围和置换节段活动范围与置换前相比差异无显著性意义(P > 0.05)。全部患者均无严重并发症发生。提示单节段人工椎间盘置换后早期并发症少,Bryan人工颈椎间盘置换治疗颈椎病在取得满意临床疗效的同时能保留置换节段和颈椎的活动范围。     

颈椎前路减压加植骨融合术治疗颈椎伤病的护理

我科自2000年以来共行颈椎前路减压加植骨融合术治疗46例颈椎伤病,术后满意,现将护理体会报告如下。1临床资料本组病例共46例,其中男38例,女8例,年龄25￣65岁,平均41.5岁。因外伤致颈椎骨折脱位伴全瘫或不全瘫23例,颈脊髓损伤16例,脊髓型颈椎病7例。2术前训练术前训练内容包括:     

组配式人工半骨盆假体置换后骨盆站立位生物力学有限元分析

背景：目前关于骨盆生物力学有限元分析主要是针对正常和外伤后的骨盆,缺乏对Enneking Ⅱ区的恶性肿瘤切除、组配式人工半骨盆假体重建骨盆环缺损后骨盆生物力学模型进行三维有限元分析。 目的：观察正常骨盆及半骨盆切除、组配式人工半骨盆假体置换后患者站立体位下应力分布。 方法：采用CT薄层扫描采集1例半骨盆切除、组配式人工半骨盆假体置换后17个月患者的骨盆原始数字影像和通信标准数据,将数据导入Mimics 8.1软件建立三维实体模型,再将实体模型导入Abaqus 6.7-1分析软件,分别以正常骨盆及组配式人工半骨盆假体置换后的骨盆,建立三维有限元模型,并分别对双脚站立、患侧单脚站立两种静力状态下进行生物力学加载并对结果进行分析。 结果与结论：在正常骨盆及组配式人工半骨盆假体置换后骨盆2种有限元模型中,不同站立体位相同载荷下健侧骨盆应力值接近;患侧组配式半骨盆假体不同站立体位时应力最大值均出现在髋臼杯上方CS脊柱内固定器与髋臼杯连接部内侧,所受最大应力均远低于其疲劳强度;组配式半骨盆假体重建后骨盆站立位时应力的分布规律与正常骨盆基本一致。说明：①组配式人工半骨盆假体置换对健侧骨盆影响较小。②站立体位下组配式人工半骨盆假体安全性好。③组配式人工半骨盆假体重建后的骨盆符合人体正常生物力学规律,具有良好的生物力学相容性基础。     

基于有限元方法的不同球-窝设计参数的人工颈椎间盘生物力学分析

本文采用三维有限元方法评价不同球-窝曲率半径的ProDisc人工颈椎间盘在植入颈椎后的生物力学差异,为人工椎间盘的设计改进和临床应用提供生物力学参考依据。首先建立C5-C6节段的三维有限元模型并验证,同时建立曲率半径分别为4、5和6mm的人工颈椎间盘有限元模型并分别植入C5-C6节段,对所有置换模型都施加74N的轴向压缩预载荷和1.8Nm的前屈/后伸、左右侧弯和轴向旋转力矩,进行有限元计算。计算结果显示球窝结构的曲率半径会改变植入节段的屈伸关节活动度,而在其他载荷下差异不明显。增大曲率半径可改善聚乙烯内衬应力集中现象,但同时也会伴随小关节力、韧带张力增大的不良结果。因此,人工椎间盘的设计应综合考虑保留运动节段的关节活动度同时又不致小关节、韧带、聚乙烯等的应力过大,以免影响长期临床效果。