后路椎弓根螺钉植入物置入内固定腰骶椎融合后相邻节段的病变

背景：椎弓根螺钉植入物置入内固定椎体融合目前仍然为大多数脊柱疾病的主要治疗方法,术后并发症依然是学者们关注的重点,相邻节段疾病是主要并发症之一,严重影响椎体融合内固定的疗效。 目的：探讨后路椎弓根螺钉植入物置入内固定腰骶椎融合后相邻节段病变的发病原因和治疗效果。 方法：回顾分析1998年4月至2011年12月采用后路椎弓根螺钉植入物置入内固定并椎间融合器植骨融合治疗的536例患者,男341例,女195例,年龄34—71岁,平均年龄51．3岁。其中单节段融合412例,多节段融合124例。对有相邻节段病变的患者均行腰椎正侧位、过伸过屈位×射线片及腰椎核磁共振检查,在X射线片上测量相邻椎间隙角度变化、上位椎体滑移距离及变化,通过JOA评分及腰功能障碍指数评价治疗前后的临床效果。经统计学分析,探讨相邻节段病变患者的发病原因、发病率、潜在风险以及治疗方法。结果与结论：采用后路椎弓根螺钉植入物黄入内固定腰骶椎融合治疗的536例患者中,发现有症状的相邻节段病变患者31例。单节段融合18例,多节段融合13例。腰椎间盘突出症6例,腰椎失稳13例,腰椎滑脱9例,腰椎狭窄症3例。相邻节段病变患者均经过6个月以上的规律保守治疗,12例获得好转并稳定,其余19例接受手术治疗。随访9—64个月,平均26．7个月,按JOA评分,优4例,良11例,可3例,差1例,优良率78．94％。腰功能障石导指数平均下降33．8（8．5—42．3）,改善率79．91％。统计学t检验显示相邻节段病变患者的平均年龄、融合节段比例、JOA评分和腰功能障碍指数差异均有显著性意义（P〈0．05）。椎弓根螺钉植入物置入内固定腰骶椎融合后远期发生相邻节段病变,其发病与邻近椎体生物力学的变化等因素相关。多数相邻节段病变患者再次手术治疗后效果良好,早期综合考虑致病的潜在因素是防止相邻节段病变发病的主要手段。     

3种植骨融合方法对邻近节段应力影响的有限元分析

目的:建立3种腰椎植骨融合方法(新型腰椎后路植骨融合、后外侧横突间植骨融合,后路椎间植骨融合)的有限元模型,并对比融合邻近节段的压应力变化。方法:螺旋CT扫描后并对图像行预处理,利用Mimics、Hyper Mesh及Geomagic Studio逆向工程软件建立3种植骨融合的有限元模型,并用ABAQUS有限元处理软件进行有限元运算。结果:腰椎行植骨融合术后,各腰椎整体平均刚度(EF)均升高,椎间植骨模型EF升高最为明显。融合后临近节段间盘应力均有增加,其中上位临近节段后伸及旋转时,椎间植骨模型应力最大,与其余两种模型有统计学意义(P<0.05);前屈时,横突间植骨应力最大,新型植骨应力最小,三者间差异分别有统计学意义(P<0.05);侧屈时,三者间差异无统计学意义(P>0.05)。下位临近节段前屈及后伸时,椎间植骨模型应力最大,新型植骨应力最小,三者间差异均有统计学意义(P<0.05);侧屈及旋转时,三者间应力差距较小,均无统计学意义(P>0.05)。结论:3种植骨融合术后腰椎的平均EF均增大,椎间植骨增大最明显,横突间植骨与新型植骨增大较小。融合术后临近间盘应力均增大,椎间植骨应力最大,新型植骨与横突间植骨较小。     

腰椎滑脱椎弓根螺钉内固定融合术后邻近节段退变的相关研究

目的 探讨腰椎内固定融合术后邻近椎间盘高度的变化及其与螺钉角度的关系.方法 对行腰椎内固定融合术的腰椎滑脱患者31例进行回顾性研究,观察术后固定融合区邻近椎间盘的变化;对是否"悬浮固定"对邻近椎间盘高度变化的影响以及不同邻近节段椎间盘高度变化进行对比;分析邻近椎间盘高度变化与螺钉角度的关系.结果 随访10～16个月,平均13.5个月.①L5-S1固定组其上方的L4\L5椎间隙术后1年高度与术后即时相比虽有一定程度的降低,但差异无统计学意义(P＞0.05);L4～L5固定组其上方的L3\L4椎间隙及下方的L5\S1椎间隙术后1年高度与术后即时相比虽都有一定程度的降低,但差异亦无统计学意义(P＞0.05);②L5-S1固定组其上方的L4\L5椎间隙高度变化与L4-L5固定组其上方的L3\L4椎间隙高度变化相比较,差异无统计学意义(P＞0.05);③L4-L5固定后,固定融合区上方邻近椎间隙(L3\L4)高度变化与下方邻近椎间隙(L5\S1)高度变化相比较,差异无统计学意义(P＞0.05);④把手术组按螺钉角度大小分为2组(C组＜6°,D组＞6°),将2组固定融合区上方邻近椎间隙高度变化进行比较,差异无统计学意义(P＞0.05);(5)将手术组固定融合区上方椎间隙高度变化与螺钉角度进行相关分析后发现,二者之间存在正线性相关关系(r=0.373,P=0.039).结论 ①是否"悬浮固定"对固定融合区邻近节段椎间盘退变的影响没有差异;②固定融合区上、下方邻近节段椎间盘退变风险无差异;③螺钉角度的大小对固定融合区上方邻近节段椎间盘退变有影响,二者存在正相关关系,即螺钉角度越大,椎间盘退变越明显.     

腰椎融合内固定对邻近节段退变的影响

背景：随着脊柱手术方法的成熟及内固定器械的发展,脊柱内固定融合术已成为许多脊柱疾患的主要治疗方法,但远期出现的邻近节段退变的问题也越来越突出。目的：回顾分析脊柱内固定后邻近节段发生退变的相关因素,有助于改善脊柱内固定的方法,减少远期并发症。方法：分别应用计算机检索维普、Pubmed数据库2005年1月至2012年12月关于脊柱融合内固定后邻近节段退行性变的文章,检索词分别设定为“脊柱融合内固定、邻近节段退变、单侧cage椎间融合固定”和“Adjacent segment degeneration、spine fusion、unilateral single cage”。筛选资料,选取脊柱融合后邻近节段退变的文献,筛除非随机试验的研究,将随机对照试验作为纳入标准,排除重复性研究文献。主要从术式、融合方式及邻近节段破坏等方面讨论脊柱融合后邻近节段退变的影响因素。结果与结论：筛选得到27篇符合纳入标准文献,从中得出融合节段数目、方式、部位及手术时对邻近节段小关节破坏是引起邻近节段退变的主要影响因素。人工椎间盘置换、单侧cage椎间隙植骨内固定在预防、延缓邻近节段退变上有一定作用。在决定融合固定术前,应综合考虑内固定材料、手术方式可能带来的影响,避免或降低邻近节段退变的发生。     

以三维非线性有限元法分析融合腰椎的生物力学变化

背景：MATLAB具有大型数值计算、数学绘图和简单有限元分析的能力,建模速度快,能够识别BMP和JPG格式的灰度图,并可将识别的数据直接转换为ANSYS三维有限元软件可识别的格式,避免了常规在Autocad软件中图像的重新定位和二次处理而产生的人为误差。
　　目的：寻求一种简便、快捷、准确的方法建立各种腰椎融合模型,对腰椎融合后腰椎活动节段的生物力学进行分析。
　　方法：利用薄层CT技术,结合Matlab(Matrix Laboratory即矩阵实验室)科学计算软件,辅助Ansys有限元分析软件建立各种腰椎融合模型。对所建立的模型施加各种载荷,分析其生物力学变化。
　　结果与结论：对所建立的融合模型施加轴向、屈曲及伸展载荷后,生物力学分析得出所有的融合模型中椎体间融合稳定性最好。和关节间融合相结合,椎体间,侧后方,后方融合模型的轴向位移较单独的椎体间,侧后方和后方融合模型分别减少5%、1%和4%。在伸展-屈曲载荷条件下旋转角度分别减少23%、11%和45%。应力向融合部位集中的现象表明融合块可增加载荷的转移。说明薄层CT和Matlab软件的辅助使得Ansys有限元软件建立腰椎融合模型的速度和精度提高。小关节融合和椎体间,侧后方,后方融合相结合,可使腰椎获得更好的稳定性,这种稳定性的增加在后方融合中更为显著。后方融合模型的应力分布更加合理。     

Effect of osteoporosis on internal fixation after spinal osteotomy: A finite element analysis

Background: Severe kyphotic deformity can affect the quality of life of the elderly and is commonly treated by an osteotomy. Considering that the elderly often suffer from osteoporosis, the safety and efficacy of internal fixation are particularly important. The aim of this study was to analyse the effect of osteoporosis on internal fixation after spinal osteotomy.Methods: One patient with a thoracolumbar kyphotic deformity who underwent spinal osteotomy was included. The CT images of the entire spine were used to construct a finite element model of the spine internal fixation after osteotomy. Material parameters were assigned to osteoporosis and normal bone groups, and the loads were used to simulate different working conditions, including axial compression, flexion, extension and lateral bending.Findings: Compared with normal bone mass, the pressure on osteotomized vertebrae was reduced by 8.32%, 1.92%, 36.79% and 79.80% in mild osteoporosis model during axial compression, flexion, extension and lateral bending, respectively. The pressure on screws and rods was increased in an osteoporosis model under axial compression. During flexion and lateral bending, the pressure on screws was increased but was decreased on rods. The opposite result was found during extension. With the degree of osteoporosis increases, the change of stress is more obvious.Interpretation: Under different bone mass conditions, the distribution patterns of stress in vertebrae, screws and rods were relatively similar. Collectively, the stress levels of vertebral bone were decreased and the stress levels of the screw/rod system were increased in an osteoporosis model compared to a normal bone model. Hence, osteoporosis may increase the risk of fracture and internal fixation failure.     

以三维有限元分析两种方法L4／5椎间融合后的螺钉应力

背景：作者未查及使用乏维有限元方法分析椎弓根螺钉内阚定并自体髂召’植骨或椎间融合器植骨后螺钉应力情况的相关报道。目的：在L4～L5节段有限元模型上建立椎弓根螺钉内吲定并椎间双枚椎间融合器置入和椎弓根螺钉内固定并椎间自体髂骨植骨的模型,分析两种不同方法植骨后螺钥的应力分布情况。方法：选择1名健康男性,年龄20岁,借助CT扫描和有限元软件,建立L4-Ls节段的三维有限元模型。在验证有效的模型上建立后路椎弓根乍钉棒系统内固定＋双枚椎间融合器植骨模型（模型A）和后路椎弓根钉棒系统内固定＋椎间自体髂骨植骨有限元模型（模型B）,然后在各模型上分别施加载倚,观察螺钉应力分布情况。结果与结论：建立两种不同后路内固定并植骨融合术式三维有限元模型,在不同载荷情况下,发现模型B螺钉应力值均大于模型A,且差异具有显著性意义（P〈0.05）,差值最大部位为螺钉尾部。结果提示后路椎弓根钉棒系统内固定＋椎间自体骼骨植骨后更容易出现椎弓根螺钉断裂情况。     

以三维有限元分析两种方法L4/5椎间融合后的螺钉应力

背景:作者未查及使用三维有限元方法分析椎弓根螺钉内固定并自体髂骨植骨或椎间融合器植骨后螺钉应力情况的相关报道.目的:在L4～L5节段有限元模型上建立椎弓根螺钉内固定并椎间双枚椎间融合器置入和椎弓根螺钉内固定并椎间自体髂骨植骨的模型,分析两种不同方法植骨后螺钉的应力分布情况.方法:选择1名健康男性,年龄20岁,借助CT扫描和有限元软件,建立L4～L5节段的三维有限元模型.在验证有效的模型上建立后路椎弓根钉棒系统内固定+双枚椎间融合器植骨模型(模型A)和后路椎弓根钉棒系统内固定+椎间自体髂骨植骨有限元模型(模型B),然后在各模型上分别施加载荷,观察螺钉应力分布情况.结果与结论:建立两种不同后路内固定并植骨融合术式三维有限元模型,在不同载荷情况下,发现模型B螺钉应力值均大于模型A,且差异具有显著性意义(P < 0.05),差值最大部位为螺钉尾部.结果提示后路椎弓根钉棒系统内固定+椎间自体髂骨植骨后更容易出现椎弓根螺钉断裂情况.     

不同植入物固定L1节段爆裂性骨折的三维有限元分析

背景：胸腰段椎体爆裂性骨折临床十分常见,通过前路或者后路内固定重建稳定是日前常用的方法,作者未A及有关内固定应力情况的相关报道。目的：通过三维有限元法分析在L1节段爆裂性骨折情况下前路钛网重建钉棒内固定和后路椎弓根内固定两种方式中内固定物应力的分布情况,并进行两种方式稳定性的比较。方法：选择1名健康男性志愿者,通过CT扫描和有限元软件建立T12-L2节段的三维有限元模型。在验证彳丁效的彳丁限元模型上分别模拟L1节段爆裂性骨折,建立前路L,节段钛网重建钉棒内固定模型（模型A）和后路短节段椎弓根钉棒内固定模型（模型B）,在各模型上施加载荷,观察内固定应力分布情况,进行稳定性的比较。结果与结论：建立T12-L2节段的三维有限元模型。两种内固定方式有限元模型_任不同载荷实验中,模型A应力：蔓婴集中在钛网区域,模型B应力主要集中在钉棒的交接处。模型A的稳定性优于后者,模型A的T12平而的甲均应力值小于模型B,差异有显著性意义（P〈0．01）。说明前路术后钛网发生沉降和后路术后钉棒处断裂均可能与局部应力集中有关。前路钛网重建钉棒内固定较后路椎弓根内固定稳定性更好。     

椎体后凸成形对邻近节段力学影响的有限元分析

背景:椎体后凸成形术自应用临床以来取得了令人鼓舞的临床效果,但是术后邻近椎体发生骨折时有报道.从生物力学角度来分析邻近椎体发生骨折的可能原因具有重要价值.目的:以有限元方法观察椎体后凸成形术对相邻椎体生物力学的影响,分析相邻椎体继发骨折的原因.方法:利用MIMICS软件对1例T12压缩骨折椎体后凸成形术前后的CT图片进行预处理,后导入ABAQUS软件中建立T10～L2的三维有限元模型,设置0.3,1.0,4.0 MPa三种轴向载荷进行生物力学分析,观察不同载荷下模型整体及各部分的Von Mises应力,重点评价椎体后凸成形术对骨折相邻椎体生物力学的影响.结果与结论:成功建立了椎体后凸成形术前后的三维有限元模型,当轴向压力以0.3,1.0,4.0 MPa增加后,椎间盘、软骨终板和椎体整体的应力也成比例增加.椎体后凸成形术后脊柱胸腰段各部位的应力开始重新分布,增强椎体(T12)的相邻椎间盘(T11～12、T12～L1)及相邻终板(T11下终板、L1上终板)的应力增强区域增加;T12相邻椎体(T11,L1)所受最大应力明显增加,但远端椎体(T10,L2)的最大应力明显减少.提示椎体后凸成形术后引起上下相邻椎体继发骨折可能与术后生物力学行为的改变有关.     

腰椎内固定术后相邻节段椎间孔狭窄症的脊柱内镜治疗

目的:评价经皮脊柱内镜椎间孔成形神经根减压术治疗腰椎间孔狭窄症(lumbar foraminal stenosis, LFS)的临床效果。方法:选择2015年至3月2018年3月本院收治的15例有腰椎内固定病史的病人,有典型根性症状及间歇性跛行,其中L4-5间隙5例,L5-S1间隙10例,均为单侧症状。病史6～13个月,平均7.5±5.1个月。于治疗前和治疗结束时、3个月、6个月时采用视觉模拟评分(visual analogue scale, VAS)评估疼痛程度,采用功能障碍指数(Oswestry disability index, ODI)及日本骨科协会腰痛评分量表(Japanese orthopaedic association scores, JOA)评估腰椎功能并观察治疗前后临床体征变化。所有病人均采用经皮脊柱内镜技术治疗。结果:根据Nakai疗效评定的标准,分为优秀、良好、可和差,随访6个月结果显示,优秀、良好、可、差率依次为60.0%(9/15例),26.7%(4/15例),13.3%(2/15例),0.0%(0/30例);与治疗前比较,治疗后各时点VAS, ODI和JOA评分有明显改善,差异有统计学意义(P <0.05);与治疗结束时比较,同组治疗后3、6个月时VAS,ODI和JOA评分差异均无统计学意义。结论:治疗内固定术后并发邻近节段有典型根性症状和间歇性跛行的腰椎间孔狭窄症的病人,经皮脊柱内镜椎间孔成形神经根减压技术微创、安全、简单、有效,精准的诊断和成熟的脊柱内镜手术经验是手术成功的关键。     

脊柱融合固定术后相邻节段发生退行性病变的影响因素及植入内固定材料可能带来的影响

目的:总结并分析脊柱融合术后邻近节段退行性变的病理改变、发生机制、影响因素和防治方法,探讨治疗中应用内固定植入体可能带来的变化。资料来源:应用计算机检索Medline1993-01/2007-03关于脊柱融合固定后邻近节段退行性变的文章。检索词"spinal fusion,instrumentation,adjacent segment degeneration"并限定文章的语言种类为English。同时利用计算机检索中国期刊全文数据库1994-01/2006-12的相关文章,限定文章语言种类为中文,检索词"脊柱融合,固定,邻近节段退行性变"。资料选择:对资料进行初审,纳入标准:①关于脊柱融合固定后邻近节段退行性变的病理改变、发生机制、影响因素和预防治疗。②对具体事件的回顾调查研究。排除标准:重复性研究。资料提炼:共收集到符合上述要求的文献53篇,排除11篇重复性研究。42篇符合纳入标准。资料综合:脊柱融合术后脊柱的运动学发生改变,这些改变可以造成患者术后邻近节段退行性变的发生或加剧患者术前已存在的某些退行性变,主要表现为椎间盘退行性变、节段性失稳、关节突肥大性骨关节炎、髓核突出、椎间隙变窄和椎管狭窄等多种退行性变。邻近节段退行性变的影响因素主要有融合节段的数目、方式、部位、内固定的使用及患者的自身因素等。柔韧内固定、人工椎间盘等方法是治疗及预防邻近节段退行性改变的方法。结论:脊柱融合固定会导致脊柱的生物力学功能发生相应地变化,随着时间的推移会导致邻近节段的退行性变加速,并出现邻近节段病。在决定脊柱固定融合术前,充分了解邻近节段的椎间盘状况、慎重考虑融合方式及内固定器械可能带来的影响、决定相应的手术方式是提高手术疗效、避免或降低邻近节段病发生的关键。     

OLIF治疗腰椎融合术后邻近节段退变性疾病的疗效观察

目的探讨斜外侧入路稚间融合术(OLIF)治疗腰椎融合术后邻近节段退变性疾病(ASD)的疗效。方法回顾性分析2017年6月至2019年12月18例行OLIF术治疗ASD患者的临床资料。记录手术时间、术中出血量、并发症、术后住院天数等。临床疗效评价采用视觉模拟量表(VAS)评分、日本骨科学会(JOA)评分和功能障碍指数(ODI)。摄腰椎正侧位X片,测量手术前后椎间隙高度(IDH)、椎间孔高度(IFH)和椎间孔面积(IFA)等影像学参数。摄腰椎CT三维重建评估植骨融合情况。结果平均手术时间(71±15)min(50~95 min),手术出血量(65±28)ml(20~200 ml),术后平均住院(7±2)d(4~9d)。随访时间12~36个月(平均18个月),术后末次随访的VAS评分、JOA评分和ODI指数比术前明显改善(P<0.05),影像学测量结果显示手术节段IDH、IFH、IFA由术前(5.5±0.6)mm、(15.3±1.4)mm、(135.3±6.5)mm分别增至术后(10.4±0.5)mm、(20.1±2.2)mm、(200.6±12.5)mm。术后2例患者出现术侧大腿前侧疼痛、屈髖无力,对症处理后症状消失。1例患者出现融合器下沉,但未出现临床症状,末次随访时椎间植骨已融合。所有患者术后1年植骨均获融合,未发现ASD复发。结论OLIP是治疗腰椎融合术后ASD的安全有效术式,获得满意的近期临床疗效。     

不同植入物固定L1节段爆裂性骨折的三维有限元分析

背景:胸腰段椎体爆裂性骨折临床十分常见,通过前路或者后路内固定重建稳定是目前常用的方法,作者未查及有关内固定应力情况的相关报道。目的:通过三维有限元法分析在L1节段爆裂性骨折情况下前路钛网重建钉棒内固定和后路椎弓根内固定两种方式中内固定物应力的分布情况,并进行两种方式稳定性的比较。方法:选择1名健康男性志愿者,通过CT扫描和有限元软件建立T12-L2节段的三维有限元模型。在验证有效的有限元模型上分别模拟L1节段爆裂性骨折,建立前路L1节段钛网重建钉棒内固定模型(模型A)和后路短节段椎弓根钉棒内固定模型(模型B),在各模型上施加载荷,观察内固定应力分布情况,进行稳定性的比较。结果与结论:建立T12-L2节段的三维有限元模型。两种内固定方式有限元模型在不同载荷实验中,模型A应力主要集中在钛网区域,模型B应力主要集中在钉棒的交接处。模型A的稳定性优于后者,模型A的T12平面的平均应力值小于模型B,差异有显著性意义(P<0.01)。说明前路术后钛网发生沉降和后路术后钉棒处断裂均可能与局部应力集中有关。前路钛网重建钉棒内固定较后路椎弓根内固定稳定性更好。     

以有限元法比较前路腰椎间融合后路关节突关节螺钉/椎弓根螺钉的固定应力

背景:对腰椎前路腰椎间融合后辅助固定的各种关节突关节螺钉的生物力学安全性存在普遍担忧,限制其临床应用,未见文献报道与椎弓根螺钉固定的比较研究.目的:建立L4～5椎前路椎间融合后路分别用双侧椎弓根螺钉、经椎板关节突螺钉及经关节突椎弓根螺钉固定的三维有限元模型,施加相同的负荷和转矩,比较分析3种螺钉和椎间融合器的应力状况.设计、时间及地点:对比观察,于2008-02/2009-01在南方医科大学珠江医院骨科实验室完成.材料:PHILIPS Brilliance64排螺旋CT扫描仪,数据输出DICOM 3.0 格式;Mimics 11.1软件;Simpleware3.1软件;Abaqus6.8软件;Photoshop 7.0软件;DEPUY AcroMed皮质骨螺钉和Zimmer椎间融合器;GSS椎弓根螺钉系统.方法:建立L4～5椎前路椎间融合后路分别用双侧椎弓根螺钉、经椎板关节突螺钉及经关节突椎弓根螺钉固定的三维有限元模型.对3种螺钉固定的有限元模型施加500 N/6 N·m载荷模拟前曲、后伸、左侧弯、左旋运动,用Abaqus 6.8软件比较分析3种螺钉和椎间融合器的应力变化和分布特点.主要观察指标:应力峰值,应力集中区云图.结果:在500 N/6 N·m载荷下,椎弓根螺钉在屈、伸时的应力较两种关节突关节螺钉固定应力小,在侧弯和轴向旋转时较大;两种关节突关节螺钉应力特点相似.在椎弓根螺钉坚强固定时,椎间融合器有应力遮挡现象.结论:在较小的转矩下,前路腰椎间融合后两种关节突关节螺钉固定的安全性和椎弓根螺钉固定相近.使用关节突关节螺钉固定,除减少创伤、节约成本等优点外,还可减少对椎间融合器的应力遮挡效应.     

经后路腰椎椎间固定融合术后邻近节段发生椎间盘退行性变的5年随访

目的:椎间固定融合术改变了腰椎的正常生物力学环境,固定节段上下椎间盘存在应力集中,通过观察经后路腰椎椎间固定融合术后邻近节段椎间盘退行性变的程度,明确是否存在退行性变的发生。方法:1998-08/2002-01解放军第三○九医院骨科收治行腰椎椎间固定融合术后患者40例,所有病例均询问主诉是否有腰痛,进行腰部和神经系统检查、简式McGill疼痛问卷调查、Oswestry功能障碍指数评定,行肌电图椎旁定位明确神经受损情况,X射线检查及MRI检查,观察腰椎固定融合术后邻近节段椎间盘退行性变的发生率和程度。结果:术后随访5年,腰椎固定融合术后邻近节段椎间盘退行性变的发生率为27.5%(11/40),但仅15%患者出现主观不适和阳性体征。结论:腰椎融合术后邻近节段椎间盘发生退行性变的比例较高,应力异常集中是退行性变加速原因,大多数患者在术后5年内并不表现出相应的临床症状和体征,这可能与腰椎管容积较大、椎间盘退行性变程度较小有关。     

三维有限元法分析修复体应力变化的应用及前景*

背景：利用三维有限元法的变分原理和加权技术,可将具有复杂形态结构的人类牙齿模型化,有利于了解动态过程中牙体硬组织和修复体的应力分布。目的：综合分析近年来口腔领域的国内外学者对修复体生物力学的三维有限元研究状况,特别是金属基底冠、瓷层厚度、根管预备及充填对牙体应力变化的影响。方法：由第一作者应用计算机检索1993年4月至2012年9月PubMed数据库及2001至2008年中文期刊全文数据库、维普数据库有关三维有限元法分析金属基底冠、瓷层厚度、根管预备及充填方式对牙体应力变化影响的文章,英文检索词为”porcelain-fused-to-metal, finite element method, stress analysis, root canal”,中文检索词为“烤瓷熔附金属全冠,三维有限元法,应力分析,根管”。排除重复性研究及Meta分析,共保留40篇文献进行综合分析。结果与结论：三维有限元法在口腔医学中对建立高真实度和精确度的模型有着重要的意义,因此对牙体的根管治疗和治疗后修复提供了有效的生物力学信息。有关牙体与修复体在应对咀嚼作用时的应力分布在不断地探索与研究。文章总结了口腔领域国内外学者利用有限元法分析桩核冠修复体的应力变化,为将来进一步的研究提供了参考和借鉴。结果显示,三维有限元法能够建立具有非线性,各向异性等生物力学特征的三维有限元模型,能够逐渐完善其从静态分析到动态分析的转变,以真正达到精确模拟口腔生物学形态及牙齿咀嚼功能的目的。     

三维有限元法分析修复体应力变化的应用及前景

背景：利用三维有限元法的变分原理和加权技术,可将具有复杂形态结构的人类牙齿模型化,有利于了解动态过程中牙体硬组织和修复体的应力分布。目的：综合分析近年来口腔领域的国内外学者对修复体生物力学的三维有限元研究状况,特别是金属基底冠、瓷层厚度、根管预备及充填对牙体应力变化的影响。方法：由第一作者应用计算机检索1993年4月至2012年9月PubMed数据库及2001至2008年中文期刊全文数据库、维普数据库有关三维有限元法分析金属基底冠、瓷层厚度、根管预备及充填方式对牙体应力变化影响的文章,英文检索词为”porcelain-fused-to-metal, finite element method, stress analysis, root canal”,中文检索词为“烤瓷熔附金属全冠,三维有限元法,应力分析,根管”。排除重复性研究及Meta分析,共保留40篇文献进行综合分析。结果与结论：三维有限元法在口腔医学中对建立高真实度和精确度的模型有着重要的意义,因此对牙体的根管治疗和治疗后修复提供了有效的生物力学信息。有关牙体与修复体在应对咀嚼作用时的应力分布在不断地探索与研究。文章总结了口腔领域国内外学者利用有限元法分析桩核冠修复体的应力变化,为将来进一步的研究提供了参考和借鉴。结果显示,三维有限元法能够建立具有非线性,各向异性等生物力学特征的三维有限元模型,能够逐渐完善其从静态分析到动态分析的转变,以真正达到精确模拟口腔生物学形态及牙齿咀嚼功能的目的。     

有限元法分析举重运动员预备提铃动作过程中腰椎节段的受力变化

背景:多年来,国内外学者对腰椎的生物力学特性进行了大量的研究,但是由于腰椎生理结构的复杂性以及研究手段的局限性,很多问题有待于进一步探索,特别是对举重运动员腰部损伤的防治是目前亟待解决的问题.目的:建立人体完整腰段脊柱三维有限元模型,分析举重运动员预备提铃动作时腰椎节段的受力特点.方法:引入"组装搭配式"思想,利用Dicom数据,建立人体脊柱腰椎节段(L1～5)完整的、真实的三维有限元模型.并模拟举重运动员预备提铃动作时,各椎体及椎间盘所受应力情况.结果与结论:举重运动员预备提铃动作时,各椎体应力分布在椎体前下方,此处应力水平明显高于其他部位,椎体后部结构中椎弓根处出现应力集中现象,应力也处于较高水平.椎间盘应力分布在纤维环的中部和前部,但是前部更为明显.此时,不同椎体、腰椎间盘所承受的应力不同,其应力表现为自上向下呈逐渐增大趋势.各椎体的应力值大于其下方椎间盘的应力值,各椎体应力值是其下方椎间盘的四五倍.证实实验所建腰椎节段三维有限元模型可以用于模拟脊柱腰椎节段的生物力学特性研究.     

自制椎板钩分散椎弓根螺钉系统应力作用的有限元分析

目的:观察加用自制椎板钩对分散椎弓根螺钉系统应力的作用。方法:实验于2005-10-20在华南理工大学交通学院力学实验中心完成。①建立自行设计的新型椎板钩钉系统有限元模型:椎弓根螺钉长度为40mm,圆棒长度120mm,二者直径均为6mm,椎板钩高度为9mm,长度为22mm。②有限元模型建立:根据以上参数,应用ANSYS8.0软件,按实际大小和结构以二维线梁单元BEAM188建立新型椎板钩钉系统有限元模型,约束尾侧椎弓根螺钉和尾侧椎板钩内表面,垂直于头侧椎弓根螺钉进行加载。③应力测量:前屈扭矩5N·m状态下,对椎弓根螺钉系统不加与加用椎板钩时,整个系统各处的应力变化进行评估。结果:加钩后整个系统受力点增加,受力更加均匀。临床上容易发生断钉的部位应力显著降低。头、尾侧椎弓根钉根部加钩后轴向应力显著降低,以尾侧钉为著,降低37.08%。头、尾侧钉棒连接处加钩后剪切应力下降明显,头侧下降44.02%,尾侧下降60.71%。结论:椎板钩使得椎弓根螺钉系统应力分散,以尾侧椎弓根钉根部及钉棒连接处为著,从而减少椎弓根螺钉断钉的发生。