胸腰椎运动节段有限元模型屈伸过程中肌肉力的模拟

目的研究胸腰椎运动节段(T12-L1-L2)前屈、后伸时竖脊肌力和椎间盘内压力的变化。方法建立T12-L1-L2节段三维非线性有限元模型,通过离体实验以验证模型有效性。T12-L1-L2节段在后伸10°、5°,直立0°,前屈5°、10°、15°、20°时,模拟上身重力(260 N)和节段间局部肌肉力(0、100、200 N)作用,观察竖脊肌力及椎间盘内压力变化。结果竖脊肌力随T12-L1-L2节段屈曲角度的增大而逐渐增大,维持T12-L1-L2节段后伸10°、直立0°、屈曲20°姿势的竖脊肌力分别需要0、150和410 N。节段间局部肌肉力可以相应减小竖脊肌力,但会使椎间盘内压力增高。如果忽略所有肌肉力作用,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压力变化有明显影响。     

椎体成形术和椎体后凸成形术对邻近椎体椎间盘的生物力学影响

目的研究生理载荷作用下,椎体成形术和椎体后凸成形术对邻近椎体应力、椎间盘压力的影响。方法基于健康成年男性T12-L1-L2节段CT图像,MSC.Marc软件建立T12-L1-L2节段骨质疏松有限元模型。L1椎体为楔形压缩骨折椎体,前缘高度较正常降低35%。模拟椎体成形术和椎体后凸成形术,在L1椎体内注入骨水泥。椎体后凸成形术L1椎体高度较正常降低10%,代表骨折椎体复位。观察直立位时,上身重力(260N)、随动载荷(200N)和竖脊肌力作用下,椎体成形术和椎体后凸成形术之竖脊肌力、邻近椎体最大von Mises应力、椎间盘压力变化。结果①与骨折前比较,椎体成形术和椎体后凸成形术竖脊肌力分别增高183%、56%,邻近椎体最大von Mises应力分别增高81%、27%,椎间盘压力分别增高61%、22%。②无论骨折与否,L1椎体骨水泥强化以后邻近椎体应力、椎间盘压力分别增高2.2%～2.6%、3.3%～3.6%。结论椎体楔形骨折使重力弯矩和竖脊肌力增大,造成椎体和椎间盘承载明显增加,骨水泥强化的影响相对较小。椎体后凸成形术纠正后凸畸形,降低了脊柱负载。     

破坏载荷下老年人椎间盘退变对胸腰椎应力分布影响的研究

本文报告了应用三维有限元方法建立老年人胸腰椎活动节段的力学模型,并对其在垂直压缩、压缩屈曲、分离屈曲三种外加载荷下的应力进行了分析,从而探讨老年人椎间盘退变后胸腰椎损伤的生物力学背景。结果：1、垂直压缩及压缩屈曲载荷下,椎体松质骨的应力分布相对平均,邻近终板的中央部分水平减低,周边部分的应力水平相应上升,椎间盘纤维环的后侧应力集中,后部结构应力集中于椎弓根、峡部和小关节等部位,2、分离屈曲载荷下,后部结构的应力高于椎体,集中于棘突上缘、峡部、椎弓根等部位,同时后纵韧带、棘上、棘间韧带应力集中。提示…     

椎体后凸成形术对邻近节段的生物力学影响

目的 通过分析椎体后凸成形术对脊柱功能单位(FSU)的生物力学作用,探讨椎体后凸成形术对邻近节段的生物力学影响.方法 将16个胸椎FSU交替分配至两组,制成压缩骨折模型,对骨折椎体行椎体后凸成形术,分别用磷酸钙骨水泥(CPC)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)骨水泥灌注.测量手术前后FSU强度和刚度,不同载荷下椎间盘、椎体和后部结构的应力、应变值以及椎间盘的位移值.结果 术后CPC组和PMMA组FSU强度较术前分别增加14%和16%,刚度分别减少13%和12%.两组FSU未强化椎体的应力应变值均高于术前(P＜0.05),CPC组未强化椎体应力应变值低于PMMA组(P＜0.05).两组FSU术后椎间盘位移比术前明显减少(P＜0.01),CPC组椎间盘位移值大于PMMA组(P＜0.01).结论 椎体后凸成形术增强了FSU的生物力学性能,但可促使邻近节段退变,改变灌注剂材料特性可以改善对邻近节段的影响.     

椎体后凸成形术骨水泥椎间盘内渗漏对邻近椎间盘的生物力学影响

目的 研究胸腰椎节段椎体后凸成形术骨水泥椎间盘内渗漏对邻近椎间盘的生物力学影响.方法 行T12椎体后凸成形术骨水泥强化后,分别建立骨水泥无渗漏(模型A)及往相邻上(模型B,T11～T12椎间盘)、下椎间盘(模型C,T12～L1椎间盘)内渗漏模型,分析中立位、前屈位、后伸位、左弯位、左旋位时邻近椎间盘的应力变化.结果 与模型A比较,模型B T11～T12椎间盘压力在左旋位时增加了39.89％,模型C T12～L1椎间盘压力在左旋位时增加了40.52％.结论 骨水泥渗漏进椎间盘后能导致椎间盘压力在旋转体位时明显增加,后期会导致椎间盘退变.     

鲁格氏棒治疗脊柱骨折合并脊髓损伤15例

1985年～1987年应用鲁格氏棒固定治疗15例脊柱骨折合并脊髓损伤病人,并进行了随访,取得满意效果,总恢复率为66.67%。男13例,女2例;年龄:18～50岁,以青壮年最多。受累椎体18个,其中胸腰段12例,合并脱位Ⅰ°9例、Ⅱ°3例。屈曲型1l例,粉碎型3例,爆炸型1例。不完全性截瘫7例,完全性截瘫8例。手术方法:以骨折部位为中心作一背部正中切口,暴露骨折处及其上下各3～4个棘突和椎板,在伤椎椎板切除减压和脊髓探查,去除椎管内压迫脊髓的小骨片、血块及椎间盘组织。如脱位借助哈氏脊柱撑开器复位,在伤椎的上三下二棘突两侧根部外侧0.5cm 的椎板上,由外向内倾斜打孔穿入钢丝,将置好的鲁格氏棒捆扎固定。作者认为鲁格氏棒内固定后,由于每一节椎体通过钢丝与棒的作用,形成一个矫正力,其合力可有效地防止脊柱畸形的再发生。在矢状面上可阻止脊柱屈曲畸形,有利于压缩椎体愈合。额状面上可阻止椎体的旋转和侧方移位。因而应用鲁格氏棒固定,能有效地恢复椎管的管径,它符合脊柱生物力学的     

后路椎弓根螺钉联合椎体间融合器对重度腰椎滑脱的复位效果分析

目的分析重度腰椎滑脱症手术中椎弓根螺钉联合椎体间融合器复位效果,阐述手术中复位的临床意义。方法采用短节段后路椎弓根螺钉提拉系统联合椎体间融合器治疗25例重度腰椎滑脱(Ⅲ°22例,Ⅳ°3例)患者,随访1～5年,评价临床疗效和X线片复位距离和滑脱角度恢复效果。结果所有患者术后均有不同程度复位,滑脱角度由平均21.3°减小到10.6°,临床疗效优良率高。结论后路椎弓根螺钉联合椎体间融合器对重度腰椎滑脱的复位具有满意作用,临床疗效良好。     

腰椎峡部缺陷的生物力学建模和有限元模型分析

为探讨先天性、外伤性和医源性腰椎峡部缺陷形成后腰椎生物力学的变化特点及预防损伤加重的有效措施,我们进行了以青壮年新鲜腰椎骨骼为标本生物力学实验,初步报告如下. 1材料与方法 1.1 医学影像的获取 选取青壮年男性尸体脊柱标本一具,范围从胸椎第十二节段到腰椎第五段,先行X线检查以排除可见的脊椎病变及损害.经螺旋CT沿横断面1 mm层厚扫描,以jPg格式输出其断面图像并转入微机保存. 1.2建立正常胸腰段脊柱的三维模型 利用三维重建软件Mimics建立腰段脊椎三维计算机模型.对断层CT影像进行预处理后,调整好连续文件的层厚及点距,建立了T12-L5段正常脊柱性结构的三维模型.此模型再经过自由造型系统FreeForm的修改(主要是表面光滑化处理及对1 mm层厚引起的数据丢失进行修补).     

动物骨质疏松模型椎体成形术中复合应用骨水泥与同种异体骨疗效观察

目的比较在动物椎体骨质疏松模型椎体成形(PVP)术中使用骨水泥与同种异体骨效果差异。方法 2019年 1—5月从医院动物中心获得 10个生长状况良好小牛,选择位于 T9-L4椎体层面胸腰椎体标本 40个制作成小牛椎体骨质疏松模型,按照随机分组法分为单一骨水泥组、骨水泥 +同种异体骨组,两组均有 20个小牛椎体骨质疏松模型,在 PVP术中单一骨水泥组使用 Mendec骨水泥,骨水泥 +同种异体骨组则使用 Mendec骨水泥与 Bio?gene同种异体骨 1∶1组合物。对两组模型骨水泥填充率,注入前后椎体高度与科伯(cobb)角度以及生物力学变化进行比较。结果两组模型不同层面骨水泥填充率:第 4层面＜第 1层面＜第 3层面＜第 2层面,骨水泥 +同种异体骨组第 4层面与其他三层面比较差异有统计学意义［(36.29±8.34)%、(45.59±13.46)%、(56.32±15.67)%、(52.54±15.81)%;P＜0.05］,单一骨水泥组第 4层面与第 2、3层面比较差异有统计学意义［(31.20±6.34)%、(43.54±10.24)%、(40.22±9.46)%;P＜0.05］,骨水泥 +同种异体骨组不同层面骨水泥填充率显著高于单一骨水泥组;两组模型注入后椎体前缘高度与后缘高度与注入前比较明显增大, Cobb角与注入前比较明显减小［单一骨水泥组:(43.36±3.71)%比(7.45±4.27)%,(32.35±4.33)%比(28.62±2.53)%,(25.36±4.59)°比(30.69±3.51)°;P＜0.05。骨水泥 +同种异体骨组:(50.33±6.14)%比(37.52±4.36)%,(36.34±3.62)%比(28.46±2.35)%,(20.13±4.24)°比(30.34±3.26)°;P＜0.05］,注入后骨水泥 +同种异体骨组椎体前后缘与 Cobb角变化高于单一骨水泥组(P＜0.05);两组骨水泥注入后刚度、强度显著和骨密度明显上升［单一骨水泥组:(206.33±12.73)比(84.94±11.79)N/mm,(2.93±0.53)比(2.15±0.76)kN,(0.51±0.15)比(0.31±0.19)g/cm2; P＜0.05。骨水泥 +同种异体骨组:(156.22±36.25)比(86.61±12.53)N/mm,(2.59±0.42)比(2.18±0.72)kN,(0.63±0.20)比(0.33± 0.18)g/cm2;P＜0.05］,注入后骨水泥 +同种异体骨组刚度、强度与骨密度变化显著优于单一骨水泥组(P＜0.05)。结论动物椎体骨质疏松模型 PVP术中采用骨水泥+同种异体骨复合组可以明显改善疏松椎体力学性能和后凸角度。     

膝关节内侧半月板体部及后角应力变化的生物力学

目的 测定内侧半月板体部和后角在膝关节不同屈曲角度和股骨内旋时的压力变化.方法 对5具尸体膝关节标本应用生物力学机进行测试,通过压力感应片测定内侧半月板体部和后角所承受的压力载荷.结果 正常屈曲组内侧半月板所承受的应力分别为:屈膝30度时体部8.72牛顿(N),后角25.86N;屈膝60度时体部21.74N,后角33.86N;屈膝90度时体部8.64N,后角36.78 N;膝关节屈曲同时股骨内旋时内侧半月板所承受的应力分别为:屈膝30度时体部12.62N,后角45.64 N;屈膝60度时体部34.94 N,后角65.62 N;屈膝90度时体部8.46 N,后角70.86 N.后角应力在内旋屈曲状态下均明显增加(P<0.01).结论 膝关节后角应力较体部大,股骨内旋后膝关节后角应力最大,证实后角修补所需要的缝合强度必须大于体部.     

通用型脊柱内固定系统在胸腰椎骨折治疗中的应用

目的 评价通用型脊柱内固定系统 (general spine system,GSS)治疗胸腰椎骨折的效果.方法 对42例胸腰椎不稳定骨折采用GSS内固定选择性结合椎板减压、经椎弓根椎体内植骨的方法进行治疗.结果 术后伤椎形态及楔变角明显改善.经过平均15个月的随访,骨折愈合良好,无断钉等并发症,不完全性脊髓损伤、马尾神...     

n-HA/PA66复合人工椎体对胸腰椎骨折结构重建的疗效观察

目的观察在胸腰段椎体骨折中行纳米羟基磷灰石/聚66（n-HA/PA66）复合生物活性人工椎体支撑植骨融合术后椎体结构重建作用和骨性融合作用。方法对31例胸腰椎骨折患者前路减压,采用n-HA/PA66复合生物活性人工椎体支撑植骨融合、钛板系统内固定。其中颈椎骨折5例,胸腰椎骨折26例。结果随访6～21个月（平均15个月）,植入体3～4个月产生骨融合,重建的椎体高度无降低,神经功能按Fankel分级均有不同程度提高。结论使用n-HA/PA66复合生物活性人工椎体植骨融合术,可有效恢复椎体的高度和结构,起到重建椎体结构作用,并能与椎体融合,保持良好的脊柱稳定性,是一种理想的椎体替代方式。     

椎弓根螺钉置钉深度在胸腰椎骨折矢状面重建中的生物力学作用

目的:探讨和评价椎弓根螺钉不同置钉深度对胸腰椎骨折矢状面重建的生物力学作用.方法:6具新鲜人尸体固定腰段(L_1～L_3节段)脊柱标本,以预损伤方法制作胸腰椎骨折模型.选用直径为6 mm的USS椎弓根螺钉内固定系统,在L_1和L_3椎体各植入2枚Schanz钉,在L_1和L_3前缘正中各植入1枚空心钉,两空心钉根部之间距离设为正常的高度.在椎体前方轴向加载(前负荷),螺钉间的轴向加压模拟撑开复位操作(后负荷).分别在椎体后缘(D1)、椎弓根钉道1/2(D2)和钉道全长(D3)3个置钉深度轴向加载,观测两空心钉根部的直线距离,以后负荷加载至恢复原高度为止,记录椎弓根螺钉置钉深度、骨折椎体高度及后负荷.结果:在3种不同的置钉深度时,随着后负荷的增加,伤椎椎体高度均相应增大,但增加幅度有所不同.当骨折椎体达到完全复位时,D1、D2、D3工况下后负荷分别为 (2 630±13)g、(2 339±61)g和(2 221±164)g.D1与D2之间、D1与D3之间差异有统计学意义(P < 0.01),而D2与D3之间差异无统计学意义(P > 0.05).结论:椎弓根螺钉植入椎体的深度与伤椎复位能力及胸腰椎骨折矢状面重建相关,其植入深度在椎弓根通道1/2至椎弓根通道全长时力学效果最佳.     

胸腰段骨折椎弓根螺钉折断原因分析

目的寻求胸腰段骨折椎弓根螺钉内固定失败的原因和对策。方法随访观察108例胸腰椎骨折采用后路切开复位椎弓根螺钉系统内固定术治疗的患者,发现108例术后患者中有11例发生椎弓根螺钉断裂。结果椎弓根螺钉内固定折断原因为局部应力集中及异常活动,多为技术因素。结论导致术后发生椎弓根螺钉断裂的相关因素有：①胸腰段是断钉的好发部位;②脊柱骨折的严重程度;③术中是否行椎板减压、椎弓根螺钉置入是否准确、是否有过度撑开、骨折节段是否植骨融合;④内置物留置体内时间过长;⑤术后是否严格佩带支具;⑥椎弓根螺钉本身的设计缺陷。     

椎弓根螺钉内固定结合经椎弓根植骨治疗胸腰椎爆裂性骨折

目的探讨经椎弓根椎体内植骨和椎体成形术治疗胸腰椎爆裂性骨折的临床疗效.方法32例胸腰椎爆裂性骨折患者采用短节段椎弓根螺钉内同定结合经椎弓根伤椎内注射骨水泥治疗。术后观察骨折椎体前后缘压缩率变化,Cobb角改善情况及并发症.结果术后随访12～24个月,平均17.5个月。骨折椎体前后缘均恢复满意,术前椎体前、后缘压缩率分别为(47.5±6.4)%和(19.1±2.7)%,术后椎体前后缘压缩率分别为(9.2±1.4)%和(1.6±0.4)%。术后与术前比较差异均有统计学意义(P<0.05),矢状位Cobb角由术前平均17.6~*矫正至4.3~*,平均矫正12.3~*.无术后并发症.结论经椎弓根植骨椎弓根螺钉固定治疗胸腰椎骨折,可在早期稳定的基础上为前柱提供长期稳定,能同时恢复椎体高度及强度,是治疗老年胸腰椎爆裂性骨折的有效方法.     

后路通用型脊柱内固定系统短节段内固定治疗胸腰椎骨折疗效观察

目的探讨胸腰椎骨折后路通用型脊柱内固定系统（GSS）短节段内固定的疗效。方法回顾性分析采用GSS短节段固定技术治疗胸腰椎骨折47例,测量术前、术后的Cobb角度、椎体前后缘高度比及神经功能恢复情况。结果所有病例均获得随访,47洌胸腰椎爆裂骨折X线片可见椎体后凸畸形矫正满意,椎体高度恢复良好。2例术后出现小于5％的矫正角度丢失,Frankel功能分级B—D级均有明显改善（至少改善1级）,A级1例改善到B级,无其他严重并发症。结论后路GSS短节段固定技术治疗胸腰椎骨折安全、有效,能够恢复伤椎高度和生理曲度,有助于神经功能恢复。     

经椎旁肌间隙入路伤椎固定治疗无神经损伤胸腰椎骨折

目的 探讨经椎旁肌间隙入路伤椎椎弓根内固定治疗无神经症状胸腰椎骨折的手术方法及临床疗效.方法 采用经椎旁肌间隙入路伤椎椎弓根内固定系统治疗无神经症状的胸腰椎性骨折28例,对比术前术后Cobb角、椎体前缘高度及椎管内骨块占位情况与术后相比差异.结果 28例随访,手术结果优良.对比术前术后Cobb角、椎体前缘高度及椎管内骨块占位情况与术后相比差异有统计学意义(P＜0.05),术后与末次随访时差异无统计学意义.结论 采用经椎旁肌间隙入路伤椎椎弓根内固定系统治疗,可有效地矫正和防止脊柱后凸畸形,避免晚期腰背痛及迟发性神经损伤等后遗症,具有创伤小,出血少,固定坚强,术后恢复快,患者满意度高等优点.     

后路肌间隙入路在治疗胸腰椎疾患中的应用

目的对比经椎旁肌间隙入路与传统后正中入路在胸腰椎后路手术上的疗效。方法选取我院2008年6月～2011年10月,单节段胸腰椎压缩性或爆裂性骨折但无神经症状不需行椎管减压患者67例,行单节段椎弓根钉棒系统撑开复位内固定及拆除内固定手术。随机分为2组:传统后正中入路组(n=31)和椎旁肌间隙入路组(n=36)。比较2组的手术时间、术中出血量及术后VAS疼痛度。结果所有患者获得随访,随访时间为3周。术后Coob角矫正率及椎弓根钉置入准确率2组间差异无统计学意义(P>0.05);椎旁肌间隙入路组在手术时间、术中出血量、术后引流量上明显少于传统入路组,在疼痛VAS评分上明显低于传统入路组。结论椎旁肌间隙入路与传统后正中入路相比,在治疗上,具有创伤小、对椎旁肌的损伤少及术后腰背部疼痛缓解明显的优点。