颈椎前路椎体次全切除减压融合钛笼倾斜角度与术后钛笼下沉的有限元分析

背景：颈椎前路椎体次全切除减压融合是治疗颈椎退行性疾病的常规手段,钛笼是椎体次全切后维持颈椎稳定的重要植入物,近几年临床发现,术后很多患者出现钛笼下沉等并发症,其原因存在很大争议。目的：探讨颈椎前路椎体次全切除减压融合钛笼倾斜角度与术后钛笼下沉的内在生物力学关系。方法：通过正常人体颈椎CT图像建立C₄-C₆节段三维有限元模型,在三维模型中模拟颈椎前路C5椎体次全切除减压融合,并模拟置入不同倾斜角度的钛笼(-6°至-1°称之为负角度,即钛笼前缘短于钛笼后缘为负角度;1°-6°称之为正角度,即钛笼前缘长于钛笼后缘为正角度)。在C₄椎体上分别施加预载荷50,100和150 N的应力作用,记录钛笼与C₄下终板和C₆上终板各个接触点的应力值(钛网接触面的各7个应力接触点),并进行统计学分析。结果与结论：(1)钛笼倾斜角正角度组和负角度组分别在C₄椎体施加50,100和150 N应力下产生的数据经Mann-Whitn检验发现,差异均有显著性意义(P <0.05)...     

前路椎体次全切除减压融合术治疗下颈椎的有限元分析

目的建立人体下颈椎C3~7节段前路椎体次全切除钛网植骨融合术的三维有限元模型,分析术后椎体稳定性及内固定器械的应力分布。方法建立前路椎体C5节段次全切除钛网植骨钢板螺钉内固定颈椎C3~7节段有限元模型,同时建立C3~7节段下颈椎原始模型。对术后模型分别施加0.5、1.0、1.5、2.0 N·m扭矩,分析前屈、后伸、侧弯及轴向旋转时关节活动度(range of motion,ROM)、关节突关节最大应力与内固定器械整体应力分布情况。结果前路椎体次全切除减压融合术(cervical corpectomy and fusion,ACCF)后,C5重建节段ROM随扭矩的增大而增加,与无损模型在1.0 N·m、预载荷50 N工况下相比,C5重建节段、C3~4,C6~7和C3~7节段ROM分别下降81%、62%、58%和80%;C5重建节段后方关节突关节最大应力减小,临近节段关节突关节应力显著升高;钛网应力主要分布于运动受压侧,螺钉根部承受较大载荷。结论 ACCF术式会较大提升颈椎稳定性,降低手术节段后方关节突关节应力,对于减缓因脊髓型颈椎病引起的脊髓压迫有较好疗效。研究结果可为ACCF手术的临床应用研究提供理论依据。     

颈椎前路钛网植骨钢板内固定在不同颈椎节段中的生物力学比较

颈椎前路钛网钢板在不同颈椎节段中的生物力学研究。取6具新鲜尸体C3～7标本,行C5、C5～6、C4～6椎体次全切除,行钛网植骨钢板内固定术。依次测量各节段的前屈、后伸、左右侧弯、左右旋转运动变化,以完整标本作对照。不同颈椎节段开槽减压椎间撑开钛网钢板内固定状态下手术节段的即刻稳定性比完整状态增加(P< 0．05)。颈椎前路椎体次全切除之后,应用颈椎前路钛网钢板内固定可明显增强颈椎的稳定性,随颈椎固定节段增加稳定性下降。     

颈椎前路钛网植骨联合带锁钢板固定治疗下颈椎骨折的临床疗效观察

[摘要] 目的 评价下颈椎骨折患者应用颈椎前路钛网植骨联合带锁钢板固定治疗的临床价值。方法 选取2010~2012年我院收治的下颈椎骨折患者40例，均行一期颈椎减压前路复位以及钛网植骨联合带锁钢板固定手术治疗，统计患者术前与术后Cobb角、D值以及Frankel脊髓神经功能情况。结果 脊髓损伤在A级以上患者经Frankel评分均恢复1级以上，术后2天、3个月、12个月Cobb角与D值均相比术前明显改善，术后2天与术后3个月、12个月统计结果无明显差异。结论 颈椎前路钛网植骨联合带锁钢板固定治疗下颈椎骨折能够显著改善颈椎的生理曲度与融合节段曲度，疗效确切且安全性高，临床价值较高。     

经前路颈椎椎体次全切除钛网置入融合后相邻节段的退变

BACKGROUND: In recent years, the researchers have studied the adjacent segment degeneration after cervical fusion. Several studies concerned the adjacent segment degeneration after anterior cervical corpectomy and fusion.     

颈椎有限元模型的建立方法及进展

详细论述建立颈椎有限元模型的四项基本准则（解剖轮廓、材料特性、边界条件和模型验证）及其实现方法。回顾现有的一些具有代表性的颈椎有限元模型，并指出其未来发展的一些新动向。     

颈前路椎体次全切植骨融合手术术后钛笼塌陷观察及其原因分析

目的探讨颈前路椎体次全切植骨融合手术(Anterior cervical corpectomy and fusion,ACCF)术后钛笼塌陷的发生率以及钛笼塌陷的影响因素。方法回顾性分析我科室收治的42例脊髓型颈椎病及后纵韧带骨化患者ACCF术前、术后及末次随访时节段Cobb角、椎间前缘高度、椎间后缘高度等指标以评价术后手术节段的变化情况。结果术后6月41例患者(97.6%)手术节段达到骨性融合,1例患者术后12月骨性融合。42例患者中11例发生钛笼重度塌陷(26.2%)。其中2例出现颈部疼痛、神经症状复发等情况。末次随访时时,重度钛笼塌陷组在椎间前缘高度及椎间后缘高度低于未塌陷组,节段Cobb角大于未塌陷组。结论 ACCF术后钛笼塌陷率高,且重度钛笼塌陷可引起颈部疼痛、神经症状复发等并发症。术中应注意终板的保护、钛笼的裁减,以一定程度地防止钛笼塌陷的发生。     

颈前路椎体次全切除融合术重建颈椎后纵韧带骨化生理曲度生物力学分析

目的:基于重建异常生理曲度颈椎曲度,利用数字建模软件和有限元分析软件构建颈前路椎体次全切除融合术（ACFF）三维有限元模型,并对构建完成的模型进行验证、加载载荷、计算分析生物力学,为临床手术方案的合理制定和预后的评估提供参考依据。方法:选择临汾市人民医院脊柱外科1例住院患者,将279张颈椎CT扫描DICOM格式图像导入...     

颈椎前路钢板固定植骨融合在颈椎爆裂骨折中的临床应用

颈椎前路椎体次全切、植骨融合,钢板螺钉内固定,广泛应用于颈椎创伤,退变性颈椎病,颈椎间盘突出症等病。本文主要探讨在创伤颈椎体爆裂骨折或合并脊髓前骨折块压迫中的临床应用。我院自2003.1～2006.10,共收治10例,现报告如下:1临床资料与方法1.1一般资料本组男7例,女3例;年龄37～49岁,平均41岁;车祸伤4     

颈椎解剖与钛质网笼生物力学研究进展

钛质网笼作为颈前路椎体次全切除减压融合术（anterior cervical corpectomy and fusion,ACCF）中使用的融合器之一,不仅能够在术中即刻重建颈椎稳定性、维持椎间高度及生理曲度,而且可以避免自体取骨造成供骨区并发症的问题,故成为ACCF术中较为常用的内植物。但传统钛笼多存在应力遮挡、钛笼下沉等问题,在一定程度上影响了手术效果,甚至导致严重术后并发症,需要行翻修手术。目前已有多种新型钛笼问世,一定程度上解决了传统钛笼带来的问题。生物力学评价及其测试方法是评判一款新型脊柱融合器能否应用于临床必不可少的过程。综述颈椎解剖相关生物力学、传统钛笼与新型钛笼生物力学特性的相关研究,为传统钛笼的改进以及新型钛笼的研发提供新思路。     

上颈椎三维六面体网格有限元模型的建立及有效性验证

目的 改善目前国内上颈椎有限元模型质量,建立具有详细解剖结构的上颈椎三维非线性六面体网格有限元模型并验证其有效性,以期应用于临床相关生物力学研究.方法 对一名健康成年男性志愿者,采用16排螺旋CT机进行0.5 mm薄层扫描,获得枕骨底C0到C3的体层图像数据并以Dicom格式保存.将数据导入Mimics 10.01软件,进行上颈椎三维几何模型重建,利用ICEM软件对C0～ C3三维重建模型进行六面体网格划分,关节软骨面间隙为0.5 mm,终板厚0.2 mm,关节软骨面定义为滑动接触,摩擦系数设为0.1.再运用Hypermesh V10.0调整网格质量,加载韧带,初步建立上颈椎(C0～ C3)三维六面体单元有限元模型.随后进行材料赋值、边界约束,模拟模型产生前屈、后伸、旋转、侧屈运动,将数据导入有限元软件ABAQUS 6.11进行各椎体三维运动的计算分析.最后将模型的三维活动度(ROM)及各工况下的应力云图与体外实验及其他模型文献数据进行有效性对比验证.结果 建立了具有详细解剖结构的上颈椎三维非线性六面体有限元模型,整个模型共30 550个节点和41 909个单元,模型运动范围及应力分布与文献数据相符合.结论 建立的上颈椎有限元模型具有较高的真实性,可应用于临床相关生物力学研究.     

颈椎有限元模型的建立方法及进展

详细论述建立颈椎有限元模型的四项基本准则(解剖轮廓、材料特性、边界条件和模型验证)及其实现方法。回顾现有的一些具有代表性的颈椎有限元模型,并指出其未来发展的一些新动向。     

颈椎三维有限元模型的建立

目的 建立颈椎（C2～ C7）三维有限元模型。方法 根据1名既往无颈椎病史健康成年男性志愿者的颈椎断层CT扫描序列图像,采用Mimics1 3.1、SolidWorks2012软件进行三维重建和造型,利用ANSYS14.0软件,采用四面体网格划分方法,对颈椎及周围组织赋予不同的材料属性,建立颈椎（C2 ～C7）三维有限元模型。结果 本研究成功建立了6个椎体运动节段的三维有限元模型,模型高度模拟颈椎结构与材料特性,单元划分精细。在建立的模型上加载模拟脊柱的前屈、后伸、左右侧曲、左右旋转6种工况下的生理活动,所获得的理论分析结果与参考文献的报道一致。结论 建立的颈椎三维有限元模型可进行颈椎生物力学研究。     

颈椎前路不同方式减压固定对颈椎稳定性影响的生物力学研究

目的:研究颈椎前路多节段病变不同减压、融合固定方式对生物力学稳定性的影响.方法:18具新鲜人尸体颈椎标本,分别行前路椎间盘切除植骨融合(ACDF)、分节段混合减压植骨融合(ACHDF)及椎体次全切除植骨融合(ACCF)术,依次测定正常状态、减压植骨后、钢板固定后、疲劳2000次后的三维活动度,计算稳定潜能指数(SPI),测定疲劳2000次后尾端螺钉和椎体间的活动度.结果:3种方式减压、植骨、钢板固定后,稳定性均明显提高;届伸疲劳1200次后,ACDF、ACHDF组标准化的螺钉-椎体间活动度曲线无变化,而ACCF组曲线升高;疲劳2000次后,ACDF组三维运动SPIROM及SPINZ无变化,ACHDF组轴向旋转SPINZ降低,而ACCF组三维运动SPIROM及SPINZ均降低,统计学处理差异具有显著性(P<0.05).结论:颈椎3节段病变3种手术方式均可恢复即刻稳定性,ACDF和ACHDF疲劳后仍保持较好稳定性,而ACCF组耐受疲劳性较差,节段间活动度增大,远端螺钉松动,稳定性降低.     

下颈椎三节段全椎板切除与侧块螺钉内固定三维有限元模型的建立

背景：随着颈椎后路手术技术的日益完善,侧块螺钉内固定技术已被广泛应用于颈椎的重建稳定性手术之中。然而,当前对于侧块螺钉内固定系统重建颈椎稳定性的有限元研究却很少。 目的：建立精细下颈椎(C3-C7)及三节段全椎板切除后应用侧块螺钉内固定重建的三维有限元模型,对重建后的下颈椎及内固定进行生物力学分析。 方法：采集1例30岁正常女性志愿者行全颈椎CT,得到Dicom数据集。应用Mimics 10.01、Geomagic Studio12.0、Solidworks2012、HyperMesh10.1、Abaqus 6.12软件建立下颈椎(C3-C7)完整模型、全椎板切除模型以及侧块螺钉内固定系统重建模型。分析重建模型在前屈、后伸、侧弯和旋转运动状态下的应力变化情况。 结果与结论：所建下颈椎有限元模型结构精细,外形逼真,共包含503 911个四面体单元,93 390个节点,并通过有效性验证。在软件中完成模拟手术过程,最终得到侧块螺钉内固定重建模型。侧块螺钉内固定系统对全椎板切除模型具有良好的稳定性,重建后颈椎的活动度远低于完整模型,且后伸时侧块螺钉内固定系统的应力最为集中。中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节;骨植入物;脊柱;骨折;内固定;数字化骨科;组织工程全文链接：     

正常颈椎有限元模型建立及有效性验证

目的：建立颈椎C2～C7节段三维有限元模型,分析模型的生物力学特征,进行有效性验证。方法：招募一名健康志愿者为建模对象,利用64排螺旋CT进行颈椎连续性断层扫描,扫描区域设定为枕骨至C7椎体节段。将获得的图像数据DICOM文件导入至Mimics图像分割软件中,对颈椎骨性结构进行分割提取。在Geomagic studio软件中对获得的颈椎骨性结构模型进行去噪、光顺、修补填充等处理,拟合曲面实体,并偏移分割生成皮质骨与松质骨,将模型保存为STEP文件。在Solidworks软件中完成椎间盘髓核、纤维环及关节软骨结构的建立与模型的组装匹配。ANSYS Workbench软件中添加材料属性、接触关系、边界条件及载荷,测量颈椎在前屈、后伸、左右侧弯、左右旋转6种应力作用下位移变化。结果：成功建立颈椎C2～C7节段有限元模型,颈椎C2～C3屈伸、侧屈、旋转角度位移分别为7.2°、8.2°、5.3°,颈椎C3～C4屈伸、侧屈、旋转角度位移分别为7.2°、8.1°、6.2°,颈椎C4～C5屈伸、侧屈、旋转角度位移分别为8.1°、7.9°、7.8°,颈椎C5～C6屈伸、侧屈、旋转角度位移分别为6.9°、...     

上颈椎失稳及其有限元模型建立的研究综述

上颈椎失稳是指当寰枕、寰枢关节因各种原因导致其结构功能减退,以致其在生理载荷下出现的过度活动或异常活动,引起一系列临床症状,严重时可致四肢瘫痪甚至死亡。因此,本文通过对近年来相关文献的整理,对上颈椎失稳的有限元研究入手,总结该病的相关生物力学特点,意在为该病的研究提供参考。     

个体化设计钛网植骨融合内固定恢复颈椎曲度

背景：钛网是近年来国内外应用于脊柱尤其是颈椎疾患的一种常用新型植骨支撑物,目前脊髓型颈椎病患者的前路手术中如何更好地改善颈椎前凸弧度仍是治疗的难点。 目的：观察脊髓型颈椎病患者经颈前路椎体次全切过程中,直形钛网与个体化设计钛网植骨融合内固定对颈椎曲度恢复及治疗后JOA评分的影响。 方法：纳入43例有椎体次全切、减压植骨内固定手术指征的脊髓型颈椎病患者,根据治疗内固定方案分为2组,个体化设计梯形钛网组15例,直形钛网组28例。所有患者于治疗前均拍摄颈椎正侧位X射线片作为空白对照。回顾2组患者的临床资料,比较治疗后JOA评分、颈椎弧度、椎间角度及椎间高度的差异。 结果与结论：颈椎前凸角度、手术节段椎间角度方面,个性化钛网组较直形钛网组和空白对照组显著改善(P < 0.01),直形钛网组亦较空白对照组有改善(P < 0.05)。手术节段椎间高度方面,个性化钛网组与直形钛网组较空白对照组分别增加了3.69 mm和3.22 mm,而个性化钛网组与直形钛网组之间差异无显著性意义(P > 0.05)。JOA评分方面,个性化钛网组与直形钛网组患者各时间段差异无显著性意义(P > 0.05)。提示在脊髓型颈椎病患者行椎体次全切时,修剪钛网以模拟正常椎间盘前高后低的形状,可以更有效地恢复颈椎生理弧度和手术节段椎间角度。中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节;骨植入物;脊柱;骨折;内固定;数字化骨科;组织工程全文链接：     

颈前路钛网联合ZEPHIR钢板内固定治疗外伤性颈椎失稳

目的：探讨颈前路钛网联合ZEPHIR钢板内固定术治疗外伤性颈椎失稳的手术方法和临床疗效。方法：采用颈椎前路手术治疗外伤性颈椎失稳32例,手术方式为充分椎管减压、受伤椎体次全切除、切除的椎体碎骨加钛网植骨融合、自锁ZEPHIR钢板内固定。术后对神经功能恢复、植骨愈合进行观察。结果：32例患者术后随访6～28个月,平均13个月。钛网植骨术后均在3～5个月内获得临床骨性融合,无钛网下沉、钢板螺钉松动等并发症。术后所有患者神经功能评价Frankel分级均有1～2个级别恢复。结论：对外伤性颈椎失稳患者早期手术,术中充分椎管减压,同时钛网加切除的椎体碎骨植骨并应用自锁ZEPHIR钢板内固定,可以得到较好的临床疗效,能够避免髂骨取骨的并发症,获得较好的神经功能恢复和钛网骨融合。     

全膝关节假体三维有限元模型的建立

背景：由于全膝关节的结构形态具有运动复杂、受力复杂等特性,造成了数据采集,模型建立困难,影响了三维实体模型的准确性。 目的：建立全膝关节假体三维有限元模型。 方法：通过Microscribe G2三维定位扫描仪取得假体数据、Geomagic软件进行曲面拟合、导入大型有限元分析软件Abaqus6.7.2建立全膝关节假体三维有限元模型,对如何提高三维有限元模型的精确性,扩大模型的开放性以及提高建模效率,增加关节外科医师在建模过程中的参与性进行探讨。 结果与结论：通过Microscribe G2三维定位扫描仪取得假体数据、Geomagic软件进行曲面拟合、导入大型有限元分析软件Abaqus6.7.2建立了全膝关节假体三维有限元模型。与以往建模方法比较,该模块设计使模型更加精准,使用更灵活,简化了有限元前期处理过程,明显降低了建模难度,提高了建模效率,增加了模型的扩展形,并获得了更高的精度。