峡部裂对上位脊椎力学稳定性影响

目的通过测量腰椎峡部裂模型上位脊椎间盘压力,研究峡部裂上位脊椎稳定性。方法实验材料为9具成人新鲜腰椎标本,造成实验模型,通过MTS-858生物力学测试机对正常组及峡部裂组标本进行中心垂直、前屈、后伸及侧屈压力加载,对不同状态椎间盘进行压力测试,分析比较峡部裂组及正常组上位椎间盘压力。结果峡部裂组上位脊椎(L4/5)间盘压力在中心垂直正压状态下(600、800、1000N加载)与正常组椎间盘压力均值比较,P0.05,无显著性差异,分别增加了1.3%,1.5%,1.7%。前屈15°状态下(300、500、700N加载)与正常组椎间盘压力均值比较,P均0.001,有显著性差异,分别增加了20.97%,24.45%,28.79%。后伸15°状态下(300、500、700N加载))与正常组椎间盘压力均值比较,P0.001,有显著性差异,分别增加了14.15%,17.86%,24.92%。侧屈15°状态下(300、500、700N加载)与正常组压力比较,P0.05,无显著性差异,分别增加了3.54%,2.12%,1.14%。结论腰椎峡部裂不仅对同序脊椎具有重要力学影响,而且对上位脊椎同样具有重要力学影响,从而可以影响同序及上位脊椎的稳定性。     

腰椎椎弓峡部裂病因学的应力分析

本文采用三维有限元方法建立了腰椎活动节段的力学模型,着重分析椎弓峡部的应力分布情况。结果发现椎弓峡部在人体直立法、屈曲位和伸展位均出现明显的应力集中,其中以伸展位时的应力水平最高。作者认为,椎弓峡部裂实质上主要是由局部应力增高而引起的疲劳骨折,而腰椎后伸与其关系最为密切。     

腰椎峡部裂记忆合金节段内固定器的生物力学评价

目的 :对自行研制的腰椎峡部裂记忆合金节段内固定器进行生物力学评价。方法 :采用MTS-85 8材料试验机先在 0℃条件下测试 10件内固定器的抗拉力情况 ,内固定器在常温下恢复原形状后 ,随机分成 2组 ,分别在 3 7℃及 40℃条件下测量其抗拉力情况 ;2件内固定器施加 2 0～ 2 0 0N进行循环拉伸载荷 (1Hz)测试 ,观察内固定器的形变情况。结果 :0℃条件下内固定器的抗拉力能力明显低于 3 7℃及 40℃组 (P <0 .0 1) ,在 3 7℃及 40℃条件下内固定器被拉开 2mm均需 2 0 0N以上拉力 ,且 2组间无显著性差异 (P>0 .0 1) ;2件内固定器发生形变 6%时抵抗拉伸载荷次数分别为 95 76次和 10 0 2 8次。结论 :腰椎峡部裂记忆合金节段内固定器是一种简便易行、固定可靠的新型内固定器械     

滑脱前期腰椎峡部裂屈伸运动中旋转稳定性分析

目的：分析双侧滑脱前期腰椎峡部裂患者腰椎静态和屈伸运动中动态矢状位旋转稳定性。方法分析55例双侧滑脱前期腰椎峡部裂患者的腰椎X片,测量静态侧位片和过伸、过屈动力侧位片上发生峡部裂的L4/5或L5/S1节段的椎间盘角,并计算过伸和过屈侧位椎间盘角之差,和相应数量的正常体检者的对应指标随机对照,进行统计学分析。结果双侧滑脱前期腰椎峡部裂患者和正常体检者腰椎静态侧位和过伸侧位片上对应节段的椎间盘角比较,差异无统计学意义（P>0.05）;过屈侧位椎间盘角及过伸过屈动力侧位椎间盘角之差,和正常体检者比较,差异有统计学意义（P＜0.05）。结论双侧滑脱前期腰椎峡部裂在屈伸运动中存在着矢状位上的旋转不稳,需尽早进行外科干预。     

腰椎椎弓峡部裂三维有限元模型的建立与验证

目的建立腰椎椎弓峡部裂三维有限元模型,通过生物力学实验进行有效性验证。方法利用临床1例腰椎椎弓峡部裂病例影像学资料,采用Simpleware建模软件分别模拟下腰椎骨性结构、椎间盘组织,并在Ansys软件附加腰椎相关韧带和关节囊,建立L5双侧椎弓峡部裂三维有限元模型,并通过体外力学实验结果验证模型有效性。结果重建模型构建了椎体皮质骨、松质骨、腰椎关节突关节、椎弓根、椎板、横突、棘突等骨性结构,还构建了纤维环、髓核、上下终板组织,并成功附加了前纵、后纵韧带、黄韧带、棘上、棘间韧带以及关节突的关节囊。模型共计有281261个节点和661150个单元。腰椎椎弓峡部裂重建成功。通过与体外生物力学在不同工况下L4下关节突、L5上、下关节突、S1上关节突应力/应变趋势以及L4下关节突内外侧力学应力/应变趋势比较,验证了模型的有效性。结论建立了下腰椎椎弓峡部裂的三维有限元模型,此模型可以用来进一步实施有关峡部裂治疗的力学研究。     

腰椎峡部裂生物力学三维有限元分析

目的 建立腰椎三维有限元模型,模拟分析不同运动状态下腰椎峡部的应力分布,探讨腰椎峡部裂滑脱产生的病理基础及力学机制。方法 选取成年男性志愿者1名,采用64排螺旋CT行腰部断层扫描,所得图像通过MIMICS软件处理优化,导入有限元分析软件,建立腰椎三维有限元模型（L1~L5）,分析不同姿势下腰段脊柱椎弓峡部的受力及变形情况。结果 腰椎峡部在前屈、后伸位均出现明显的应力集中,后伸位更为明显,应力值由L1~L5向下逐渐加大。结论 腰椎峡部在后伸运动间,峡部应力异常集中,这种运动状态是产生后天性腰椎峡部裂及进一步滑脱病变的重要病理基础,双侧L5峡部裂在后伸位受到应力最大,活动度异常加大,最易产生滑脱病变。     

腰椎峡部裂发生的相关因素分析

目的　分析腰椎峡部裂发生的危险因素,为腰椎峡部裂的预防和治疗提供参考依据。 方法　选取88例滑脱前期L5双侧峡部裂患者为研究对象,分析其体重指数、运动强度、腰椎发育情况及脊柱-骨盆结构相关参数;以88例体检正常者为对照组,进行统计学分析。 结果　研究组与对照组比较,相对代谢率、关节突关节椎弓根角、骨盆入射角、腰椎前凸角、峡部宽度、腰椎骶化、腰骶椎隐裂及家族史有统计学差异（P<0.05）;以滑脱前期腰椎峡部裂为因变量的二分类logistic回归分析表明,相对代谢率、关节突关节椎弓根角、骨盆入射角及峡部宽度是腰椎峡部裂发生的危险因素。 结论　腰椎峡部裂的发生和多种因素相关,全面认识其危险因素,有助于降低其发生率,并预防进一步发展为滑脱。     

腰椎峡部裂发生的相关因素分析

目的　分析腰椎峡部裂发生的危险因素,为腰椎峡部裂的预防和治疗提供参考依据。 方法　选取88例滑脱前期L5双侧峡部裂患者为研究对象,分析其体重指数、运动强度、腰椎发育情况及脊柱-骨盆结构相关参数;以88例体检正常者为对照组,进行统计学分析。 结果　研究组与对照组比较,相对代谢率、关节突关节椎弓根角、骨盆入射角、腰椎前凸角、峡部宽度、腰椎骶化、腰骶椎隐裂及家族史有统计学差异（P<0.05）;以滑脱前期腰椎峡部裂为因变量的二分类logistic回归分析表明,相对代谢率、关节突关节椎弓根角、骨盆入射角及峡部宽度是腰椎峡部裂发生的危险因素。 结论　腰椎峡部裂的发生和多种因素相关,全面认识其危险因素,有助于降低其发生率,并预防进一步发展为滑脱。     

腰椎峡部裂机翼型记忆合金节段内固定器的生物力学评价

目的　评价一种新型腰椎峡部裂机翼型记忆合金节段内固定器的生物力学性能,为其临床应用提供理论依据。 方法　采用8例新鲜猪腰椎标本的L4/5脊柱功能单元进行生物力学实验,先后制作正常脊柱组、峡部裂组、Buck螺钉固定组、Nicol钢丝捆绑组、机翼型记忆合金固定组5组实验模型。利用脊柱三维运动实验机,分别测试5组模型在前屈/后伸、左/右侧弯及左/右轴向旋转6种运动的活动范围。 结果　在前屈/后伸及左/右旋转状态下,峡部裂组稳定性最差,同其他4组有显著差异（P<0.05）。而使用机翼型记忆合金节段内固定器可明显恢复峡部裂腰椎稳定性,同正常脊柱组及其他2种内固定组无显著差异（P>0.05）。在左/右侧弯状态下5组腰椎标本均无显著性差异（P>0.05）。 结论　该新型记忆合金内固定器可维持峡部裂腰椎正常的三维运动稳定性,并且操作简单,具有很好的应用前景。     

腰椎椎弓峡部裂及其所致椎体滑脱的CT表现

椎弓峡部裂是临床上发生率较高的一种脊椎疾病。椎弓峡部裂及其所致椎体滑脱则是引起腰腿痛的常见病因之一。CT检查不仅可以明确椎弓峡部裂的存在 ,而且可以更全面、详细地提供椎管内及其周围软组织的资料。现将我院近 12年来遇到的椎弓峡部裂患者 36例的 CT表现分析如下。1　材料与方法病例 36例 ,其中男 2 1例 ,女 15例 ,平均年龄 36岁 ,36例患者中行完整椎体扫描者 19例 ,扫腰 3- 4,腰 4- 5 ,腰5骶 1椎间隙再加扫腰 4,腰 5椎弓峡部者 17例。扫描层厚 ,层距常规 5 mm ,部分薄层及重叠扫描。2　结果腰 5椎弓峡部裂 30例 ,腰 4椎弓峡部裂 …     

立柱档板植骨术对腰椎固定作用的生物力学评价

目的：评价立柱挡板植骨术重建失稳腰椎稳定性的作用,为临床应用提供生物力学依据。方法：６例成人男性新鲜脊柱标本（Ｔ１０～Ｌ３）按正常组、立柱挡板植骨组和Ｋａｎｅｄａ组,在１０．０Ｎｍ的纯力偶矩作用下分别产生前屈、后伸、左／右侧弯、左／右轴向旋转运动,通过脊柱三维运动测试来比较立柱挡板植骨和Ｋａｎｅｄａ固定腰椎的稳定性。结果：①在前屈、侧弯运动方向,立柱挡板植骨组的运动范围（ＲＯＭ）小于正常组的ＲＯＭ,而Ｋａｎｅｄａ组的ＲＯＭ远小于正常组的ＲＯＭ;②在后伸运动方向,三个组的ＲＯＭ大致相当;③在轴向旋转运动方向,Ｋａｎｅｄａ组和立柱档板植骨组的ＲＯＭ均较正常组大,且立柱挡板植骨组的ＲＯＭ大于Ｋａｎｅｄａ组的ＲＯＭ。结论：立柱挡板植骨术在屈、伸、侧弯方面基本可以恢复失稳腰椎的稳定性,但固定效果不如Ｋａｎｅｄａ;两者在重建抗旋转失稳方面均不能恢复到正常腰椎的ＲＯＭ,且立柱档板植骨术不如Ｋａｎｅｄａ。     

椎间盘不对称切除对小关节压力及腰椎稳定性的影响

目的探讨腰椎间盘不对称切除对小关节压力及腰椎稳定性的影响。方法采用7具人体脊柱标本(L2~3),制备完整椎间盘组、1/4椎间盘切除组、1/2椎间盘切除组,对标本施加7.5 N·m的屈伸、侧弯和轴向旋转方向的纯力偶矩,记录腰椎运动范围(range of motion,ROM)和小关节压力。结果后伸方向,1/4椎间盘切除状态下非切除侧小关节压力显著性增大;侧弯方向,1/2椎间盘切除状态下的两侧小关节压力均有显著性增大;轴向旋转方向,1/2椎间盘切除状态下仅切除侧小关节压力显著性增大。1/4椎间盘切除、1/2椎间盘切除状态下的ROM均大于完整椎间盘,但前屈方向各组间ROM无差别,各组间侧弯和轴向旋转的ROM在左、右侧无差别。结论腰椎间盘不对称切除导致腰椎除前屈方向外稳定性下降和小关节压力不对称性增大,提示腰椎间盘不对称退变引起腰椎不稳和小关节压力增大可产生腰痛。     

一种新型经椎弓根螺钉动力内固定系统的设计和力学测试

[摘要]目的设计一种新型经椎弓根螺钉动力内固定系统，并测试其对失稳腰椎的稳定性效果及对相邻节段的作用。方法 1采用6具人新鲜尸体腰椎标本，测试各个节段的活动度，为新型动力内固定系统的设计提供参数支持。2以钛合金棒、钛缆和钛合金碟片弹簧为主要结构，根据正常腰椎各节段的活动度，参照文献报道的相关测试结果，设定动态连接棒屈曲范围0~10°，旋转范围0~5°，并对其进行了相关力学测试。3制作腰椎失稳模型，测试新型动力内固定系统固定后失稳腰椎固定节段及相邻节段的运动范围（ROM）和中性区（NZ），并与坚强固定对比，同时测定其上邻节段软骨终板下压力，探讨其稳定性及对相邻节段的作用。结果 与完整脊柱相比，新型动力内固定系统固定后屈伸和侧屈方向的ROM和NZ较完整脊柱减小（P<0.05），但旋转方向的ROM和NZ与完整脊柱无显著性差异（P>0.05）。与坚强固定组相比，新型动力内固定组三个主方向的ROM和NZ均显著增加，差异有显著性意义（P<0.01）。疲劳试验后的结果表明，固定节段在三个主方向上的ROM和NZ均较疲劳前显著增加（P <0.05），但与失稳脊柱相比，差异仍具有显著性意义，与完整脊柱相比，动力内固定屈伸方向的ROM和NZ仍较小，两组相比差异显著（P <0.05），侧屈与旋转方向的ROM和NZ与完整脊柱无显著性差异（P >0.05）。结论 新型动力内固定系统可控性强、可靠性好、能够提供足够的活动度。新型动力内固定系统能对失稳腰椎提供各方向上的稳定性，尤其对前屈后伸的稳定效果最好，疲劳试验后也能提供足够的稳定性。相邻节段的ROM和上邻节段终板下压力与固定方式无显著相关。     

腰椎后路非融合技术生物力学研究进展

为避免融合术后相邻节段退变的问题,腰椎后路非融合技术相应出现并很快发展。但目前临床应用时间较短,相关基础研究尚不充分。本文总结了当前对腰椎后路非融合固定器械的生物力学评价,包括其对腰椎的活动度、椎间盘内压力、腰椎小关节的影响,以及相应的生物力学研究方法,通过这些研究,我们认为后路非融合技术可以用于治疗退变性腰椎疾患,有着很好的发展前景,同时也发现还有很多方面需要进一步深入研究。     

两种术式髓核摘除对腰椎生物力学影响的有限元分析

目的评价两种术式髓核摘除对腰椎节段稳定性和纤维环应力的影响。方法在L4-5节段三维有限元模型上分别模拟骨性椎板开窗髓核摘除和椎板间隙开窗髓核摘除,施加不同类型载荷,观察节段间旋转角度和纤维环最大应力的改变。结果骨性椎板开窗髓核摘除后,腰椎节段在前屈和后伸载荷下旋转角度分别增加31%和28%,纤维环最大应力分别增加16%和6%;椎板间隙开窗髓核摘除后,腰椎节段在前屈和后伸载荷下旋转角度分别增加33%和39%,纤维环最大应力分别增加17%和0.2%。两种术式髓核摘除后,纤维环的应力分布均没有发生改变。结论和椎板间隙开窗相比,骨性椎板开窗髓核摘除能更好地保持腰椎的后伸稳定性,但后伸时纤维环承受的应力明显增大。     

V型钛缆结合椎弓根钉内固定系统治疗青年第五腰椎峡部裂的疗效分析

目的:探讨V型钛缆结合椎弓根钉内固定系统治疗青年第五腰椎(L 5)峡部裂的近期临床疗效。 方法:回顾性分析2018年1月—2019年6月新疆军区总医院收治的37例应用Ⅴ型钛缆结合椎弓根钉内固定系统治疗的青年L 5峡部裂患者的临床资料。患者均为男性,年龄18~34(25.19±4.92)...     

全腰椎非线性有限元模型的建立与有效性验证

目的　为人体腰椎生物力学有限元分析建立有效的全腰椎非线性数字仿真模型。 方法　采集一名25岁的健康男性腰椎（L1~5）CT影像数据,依次通过Mimics 17.0、Geomagic Studio 2013、UG8.5、Hypermesh 13.0、Abaqus6.14-4五个软件建立模型,赋予各组织对应的属性。首先进行网格收敛性测试,选取合适的网格划分方案以提高分析效率。然后通过给模型施加不同的力矩载荷来模拟腰椎的6种运动（前屈、后伸、左侧弯、右侧弯、左轴向旋转、右轴向旋转）,计算腰椎各功能节段（functional spinal unit,FSU）的活动度（range of motion,ROM）。 结果　模型得出的结果与体外试验的数据类似,两者变化趋势规律一致。 结论　本研究使用的全腰椎非线性有限元模型的建立与验证方法可用于未来脊柱相关疾病的建模与分析。     

全腰椎三维有限元模型的建立及其有效性验证

目的建立全腰椎及骶椎的有限元模型,为分析L4～5之间纤维环易破裂的病理提供可靠的模型。方法利用健康成人椎骨的CT影像,采用Mimics医学图像处理软件和Geomagic逆向工程软件建立L1～S1椎骨和椎间盘三维模型,再导入有限元软件Hypermesh中划分网格,并附加腰椎相关韧带,赋予材料属性,建立边界条件,构建腰椎加骶椎有限元模型;模拟腰椎受轴向压力、前弯、侧弯和后伸4种载荷下的生物力学反应。结果模型在受到10 N.m载荷作用分别发生前屈、侧弯和后伸运动下的整体刚度分别为0.61、0.7和0.75 N.m/(°),与实验结果较为吻合;轴向施加力和弯矩时L4～5之间的纤维环应变较大;纤维环在各种载荷下均出现较明显的应力集中。结论 L4～5之间纤维环局部应力集中和应变较大是导致其易破裂的原因之一;所建立的L1～S1椎体三维有限元模型符合脊柱生物力学特性,可用于脊柱生物力学的进一步研究。