利用CT图像和ADINA软件建立新型正常中国男性腰椎运动节段三维有限元模型

目的探讨多节段腰椎有限元模型的建立方法,为脊柱生物力学的研究提供条件。方法选取一正常男性自愿者L3～L5节段为研究对象,通过CT断层扫描、图像数字化分析及ADINA软件处理建立多节段腰椎有限元模型,并模拟力学作用进行模型真实性验证。结果建立了正常中国男性L3～L5运动节段三维有限元模型,模型总结点数为16 532个,包括12 130个Solid单元,208个Truss单元,16个planar单元。结论利用CT图像和ADINA软件建立新型腰椎运动节段三维有限元模型,为腰椎运动节段有限元模型的建立提供了一种简便、准确的方法,为探究腰椎多个运动节段三维有限元模型在各种应力应变状态下的生物力学特性创造了条件。     

腰椎运动节段数字模型建立及三维可视化研究

目的 寻求基于CT断层图像重建腰椎运动节段数字模型及三维可视化的方法.方法 基于腰椎L4-5的64排螺旋CT连续断层二维图像,Mimics软件分别对腰椎骨性结构及各种软组织进行重建,并导人有限元分析软件进行模型验证.结果 建立腰椎L4-5运动节段三维数字模型,包括两个椎体、皮质骨、松质骨、终板、纤维环、髓核及6种韧带,数字模型可输出用作CAD(计算机辅助设计)、RP(快速成型)及FEA(有限元分析)研究.结论 薄层CT、Dicom标准的应用使数字模型的建立更为精确,Mimics软件建立人体骨骼及软组织各种结构更为方便,并可以输出数字模型用于进一步研究.     

腰椎融合内固定术融合节段对相邻节段退变影响的临床分析

目的:探讨融合节段的长短与相邻节段退变的关系。方法:回顾性分析2002年6月-2008年5月采用后路椎弓根螺钉内固定并椎间植骨融合术治疗的69例腰椎退行性变患者,将其按融合节段数分为A、B、C三组:单节段融合24例为A组;双节段融合26例为B组;多节段融合19例(3个节段及以上)为C组。分别在术前及术后末次随访时测量X线片上固定节段上位相邻节段椎间隙高度、椎体滑移距离、腰椎前凸角、腰骶关节角,并通过影像学评价标准评定相邻节段退变的发生率,分析融合节段数与邻近节段退变的关系。结果:随访时间为18~72个月,平均为31.6个月,所有患者术后均无神经损害加重症状。末次随访时,A组有2例(8.3%)出现上位相邻节段影像学退变,B组为4例(15.4%),C组为4例(21.1%)。A、B两组相邻节段退变发生率比较差异无统计学意义(P0.05);C组相邻节段退变发生率与其他两组比较差异有统计学意义(P0.05)。结论:腰椎后路融合内固定术会增加相邻节段退变,融合固定节段越多,相邻节段退变发生率越高。     

基于CT建立早期退变腰椎活动节段的三维有限元模型

目的:基于CT建立了脊柱L4-5活动节段早期退变的三维有限元模型,并对其进行力学性能测试.方法:选择1名39岁慢性下腰部疼痛的中国女性志愿者作为模拟对象,对其脊柱L4-5节段进行层厚0.75 mm的连续扫描,共获得CT断层图像138幅,获取用于建立三维模型的相关数据.将CT扫描的腰椎图像结合人体解剖学数据通过mimics 10.0软件建模形成L4-5运动节段的三维模型后,结合CAD软件CATIA对该活动节段进行数据优化,并形成实体模型.将模型数据导入有限元分析软件Patran转换成有限元模型.模拟中立位该节段的受力环境,将4个100N力以结点负荷形式分别施加于L4椎体旋转轴等距离的内前外后部椎体结点,以观察验证该模型的准确性.结果:建立了腰椎早期退变的L4-5节段的有限元模型,模型总节点数为27 130个,单元数113 834,其中包括Solid单元113 153个,Area 161个,Link单元520个,力学测试显示负荷在椎间盘分布不均,薄弱的纤维环后部受力增加.结论:通过CT断层扫描、图像数字化处理及计算机辅助设计等方法,可以以自动化程度较高的方法建立腰椎早期退变活动节段的高精度三维有限元模型,用于脊柱生物力学的进一步研究.     

腰椎运动节段新型有限元模型研究

目的建立成年男性腰椎L4/5运动节段有限元模型,用于进一步的生物力学研究.方法将CT扫描的腰椎图像结合人体解剖学数据通过3DSMAX建模建立正常中国男性L4/5运动节段的三维模型,用有限元分析软件SAP2000转移成有限元模型.结果建立了正常中国男性L4/5运动节段有限元模型,模型总节点数为2 120个,包括1 728个Solid单元,592个Area单元,50个Link单元.结论通过CT断层扫描、图像数字化处理及计算机辅助设计等方法,可以建立腰椎运动节段的有限元模型,用于脊柱生物力学的研究.     

长节段减压短节段融合治疗多节段退行性腰椎疾患的临床疗效探讨

目的:探讨长节段减压短节段融合治疗多节段退行性腰椎疾患的疗效。方法:选择本院2009年3月-2010年3月35例多节段腰椎管狭窄症患者,采用长节段减压短节段融合治疗,观察治疗前后JOA、VAS及ODI评分及单纯减压未行融合节段腰椎稳定性及融合相邻节段退变情况。结果:患者治疗前平均JOA评分为(9.5±2.9)分,ODI评分为(64.8±21.9)%,VAS评分为(6.1±2.1)分,手术后随访6～24个月,JOA、ODI及VAS评分分别为(16.7±4.1)分,(24.2±10.8)%,(2.2±1.7)分,与治疗前比较差异具有统计学意义(P0.05)。结论:长节段减压短节段融合可以提高腰椎的稳定,减少医源性腰椎不稳的发生率及并发症,临床疗效显著,可作为治疗多节段退行性腰椎疾患的首选方法。     

基于中国数字人CT数据重建上颈椎运动节段有限元模型

为建立精确的数字力学人上颈椎运动节段模型,采用中国数字人男1号数据,使用经Materialise公司授权试用的MIMICS13．1医学图像重建软件进行三维有限元建模,并将其结果导入有限元系统进行处理,建立起形态学高度拟真的上颈椎运动节段模型。实践证明,数字力学人模型可以进行有限元计算,其精度能更好地满足数字化医学对计算机模拟论证的要求。     

胸腰段三维有限元模型的建立

目的：研究建立胸腰段活动节段三维有限元的模型.方法：选取一具正常人体T10～S1节段标本为研究对象,通过CT扫描获取脊柱的二维图像,然后进行三维重建,转化为有限元几何模型.通过有限元方法,将脊柱几何模型网格化转变为T10～L3活动节段有限元模型,然后应用ANSYS6.0软件对模型在轴向载荷状态下进行应力分析.结果：建立T10～L3活动节段的有限元模型,并分析了轴向载荷下T12～L1节段不同组成部分的应力分布.结论：为胸腰段活动节段三维有限元模型的建立提供了一种简便、精确的方法,为分析和研究该模型在各种情况下的生物力学表现创造了条件.     

有限元分析肌肉力对胸腰椎运动节段椎间盘压力的影响

目的研究胸腰椎运动节段屈曲时躯干肌力的大小及其对椎间盘压力的影响。方法建立T12-L1-L2运动节段三维有限元模型,通过离体实验验证模型的有效性。T12-L1-L2节段屈曲0°、5°、10°、15°、20°过程中,模拟上身重力(260N)、竖脊肌力和节段间局部肌肉力作用,观察竖脊肌力及椎间盘压力的变化。结果竖脊肌力、椎间盘压力随胸腰椎屈曲角度增大而增大,节段间局部肌肉力可以相应减小竖脊肌力,但会使椎间盘压力增高。如果忽略所有肌肉力的作用,椎间盘压力会发生显著变化。结论脊柱生物力学研究不能忽视肌肉力的作用,节段间局部肌肉力对椎间盘内的压力变化有明显影响。     

腰椎后路融合术后邻近节段早期改变

目的:通过对腰椎后路融合术后患者邻近节段影像学指标的测量,探讨邻近节段退变的发生、发展情况.方法:随访组为本院脊柱中心2004年～2007年间21位行腰椎后路融合术的患者,对照组A为本院门诊行腹部CT扫描的患者,对照组B为本院门诊行腰椎侧位片的患者.随访组患者术后无邻近节段病(Adjacent Segment Degeneration,ASD)的发生,亦无渐进的神经症状.测量患者邻近节段黄韧带厚度、小关节间隙宽度、侧隐窝宽度、小关节极性、椎板角并与对照组进行比较.结果:和对照组相比,随访组部分节段黄韧带明显增厚(P<0.05),但尚未达到黄韧带肥厚的诊断标准.小关节极性:部分节段随访组大于对照组,有显著的统计学差异(P<0.05).小关节间隙宽度:和对照组相比数据无显著的统计学差异(P0.05).椎板角:和对照组相比数据无显著的统计学差异(P0.05).侧隐窝宽度:和对照组相比无显著的统计学差异(P0.05).结论:腰椎后路融合术后,由于力学分布的变化,邻近节段出现渐进式的改变,这些改变包括韧带增生,小关节退变等.连续、动态地观察腰椎后路融合术后患者黄韧带的厚度、小关节极性等数据,可为评估邻近节段退变的进展和防治邻近节段退变的发生提供重要的依据.     

多节段胸腰椎骨折38例的临床治疗分析

目的探讨应用椎弓根钉棒系统手术治疗多节段胸腰椎脊柱骨折的临床疗效.方法选择多节段胸腰椎脊柱骨折患者38例作为研究对象,先采取后路切开术,进行复位,再采用椎弓根钉棒系统行内固定,最后选择性实施椎管减压与外侧植骨融合术.结果平均随访3.5年,38例患者术后的Frankel分级评分较术前均有所增加,平均增加了1~2级.结论后路切开复位、椎弓根钉棒系统内固定基础上选择性椎管减压+植骨融合是治疗多节段胸腰椎脊柱骨折的理想选择.     

腰椎椎间盘三维有限元分析

目的；研究腰椎间盘三维有限元模型的建立及其应力分布情况。方法：利用有限元软件Ansys5.4，建立椎间盘的三维模型，根据4具新鲜标本腰椎间盘生物力学试验，确定生物材料特性，研究各种状态下椎间盘的应力分布。结果：建立L4．5椎间盘的三维有限元力学模型，它的应力分布有以下特点:(1)璋盘上应力集中在椎间盘前部，压应力以髓核最大，向外逐渐减小，在外层应力最小；（2）椎间盘上的应力在压缩侧较大，且为压应力，侧屈时应力向中心区有逐渐减小的趋势，另一侧应力为拉力；（3）椎间盘承载后，其应力呈放射分布于纤维环和软骨板上，内纤维环承受较小的压力。结论：建立腰椎间盘三维有限元模型并进行应力分析是可行的，且结果可信。     

下腰椎的三维有限元分析

目的为研究下腰椎活动提供三维有限元力学模型。方法选取成年男性的下腰椎典型CT影像,建立几何模型后利用有限元划分和分析软件建立有限元模型,设定边界条件并加载负荷,记录下腰椎在前屈、后伸、侧屈和轴向旋转等不同工况下的运动范围和应力分布。结果建立的下腰椎三维有限元模型中4面体单元总数为114953。模型在各工况下的运动范围与体外生物力学试验所测定的结果比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论建立的下腰椎三维有限元模型能够模拟下腰椎的生理活动,可用于进一步的研究。     

下腰椎的三维有限元分析

目的 为研究下腰椎活动提供三维有限元力学模型. 方法 选取成年男性的下腰椎典型CT影像,建立几何模型后利用有限元划分和分析软件建立有限元模型,设定边界条件并加载负荷,记录下腰椎在前屈、后伸、侧屈和轴向旋转等不同工况下的运动范围和应力分布. 结果 建立的下腰椎三维有限元模型中4面体单元总数为114 953.模型在各工况下的运动范围与体外生物力学试验所测定的结果比较,差异无统计学意义(P>0.05). 结论 建立的下腰椎三维有限元模型能够模拟下腰椎的生理活动,可用于进一步的研究.     

腰椎滑脱症术后相邻椎体节段退变研究进展

目前越来越多的腰椎滑脱症患者进行手术治疗,其术后发生的邻近节段退变已引起了广泛的关注。而影响邻近节段退变的主要因素有患者自身因素及手术因素,患者自身因素包括年龄、性别、绝经和术前已有相邻节段退变因素;手术因素包括手术融合方式及手术融合节段等。根据患者自身情况选择适当的融合方式及融合节段可降低邻近椎体节段发生退变的概率。本文就腰椎滑脱症目前的治疗进展及术后发生邻近节段退变的影响因素等作一简要综述。