三维牵引治疗腰椎间盘突出伴腰椎滑脱138例

腰椎间盘突出可造成退行性腰椎滑脱 ,〔1〕在临床上并不少见 ,我院 1995～ 2 0 0 0年共收治腰椎间盘突出伴腰椎滑脱 13 8例 ,作者采用三维牵引治疗 ,疗效满意 ,现总结报告如下。资料与方法1 1 一般资料　本组 13 8例 ,其中男 5 6例 ,女 82例 ;发病年龄 3 4～ 66岁 ,平均 5 0 8岁 ;病程 1～ 12年 ,平均 5 63年。本组 13 8例均有慢性腰疼 ,其中单侧下肢疼 82例 ,双侧下肢疼 2 1例 ,间歇性跛行 12例 ;13 8例均有腰部活动受限及病椎棘突旁局限压痛 ,伴放射痛 115例 ,直腿抬高试验阳性 115例。所有病例均行ＣＴ及腰椎侧斜位片检查 ,ＣＴ显示Ｌ4…     

基于CT图像和逆向工程方法建立正常人体腰椎三维有限元模型

背景：利用有限元法可以分析静止及活动时正常脊柱的生物力学,并预测应力时的风险。目的：建立腰椎L3~L5三维有限元模型。方法：选取一名健康30岁男性志愿者L3~L5薄层CT扫描图像,使用工具软件Geomagic和Ansys,应用逆向工程原理构建三维有限元模型,设定边界条件进行加载,记录角位移及应力集中部位,计算模型的平均刚度。结果与结论：建立L3~L5椎体三维有限元模型,包括椎体、韧带、椎间盘、纤维环和小关节,模型总单元数51905个,通过定量和定性两方面验证模型有效。说明所建立的L3~L5椎体三维有限元模型符合脊柱生物力学特征,可用于进一步脊柱生物力学研究。     

基于CT图像和逆向工程方法建立正常人体腰椎三维有限元模型

背景:利用有限元法可以分析静止及活动时正常脊柱的生物力学,并预测应力时的风险。目的:建立腰椎L3~L5三维有限元模型。方法:选取一名健康30岁男性志愿者L3~L5薄层CT扫描图像,使用工具软件Geomagic和Ansys,应用逆向工程原理构建三维有限元模型,设定边界条件进行加载,记录角位移及应力集中部位,计算模型的平均刚度。结果与结论:建立L3~L5椎体三维有限元模型,包括椎体、韧带、椎间盘、纤维环和小关节,模型总单元数51905个,通过定量和定性两方面验证模型有效。说明所建立的L3~L5椎体三维有限元模型符合脊柱生物力学特征,可用于进一步脊柱生物力学研究。     

四种经椎间孔腰椎间融合固定方式的三维有限元分析

背景:腰椎间融合固定究竟采用单侧还是双侧椎弓根钉固定以及单枚还足双枚融合器置入融合存在较大争议.目的:建立L4～L5经椎间孔腰椎间4种不同融合固定方式的三维有限元模型,观察其稳定性.设计、时间及地点:4组三维模型的对比观察,于2008-04/07在南京航空航天大学材料动力学实验审完成.材料:于东南大学医学院中大医院CT室选取1名健康自愿者腰椎CT图像,男性,32岁,以64排螺旋cT机从腰4上缘到腰5下缘连续(L4～L5)进行横切扫描,得到层厚为1mm的连续断面图像.方法:对断层CT影像进行预处理后,利用建模软件UG4.0和有限元软件ANSYS10.0建立经椎间孔腰椎间不同融合固定方式的三维有限元模型.模型1:单枚融合器(矩形,斜向45°) 双侧椎弓根钉;模型2:单枚融合器(矩形,斜向45°) 单侧椎弓根钉;模型3:双枚融合器(圆形椎间融合器) 双侧椎弓根钉;模型4:双枚融合器(圆形椎间融合器) 单侧椎弓根钉.主要观察指标:每种模型的螺钉、融合器应力及模犁位移变化.结果;4种模型中,螺钉和融合器应力在不同的运动状态下内内固定的单双侧和融合器的形状位置不同而有差异.使用单侧内固定者,在螺钉上的应力以及融合器上的应力较双侧固定者高,但差异无显著性意义(P>0.05).在不同的运动状态下4种模型L4的位移差异无显著性意义(P>0.05).结论:三维有限元分析结合临床实践,单侧椎弓根螺钉内固定加单枚融合器(矩形,斜向45°)置入融合是目前微创经椎间孔腰椎间融合固定的较好术式.     

三维有限元模型在内窥镜下腰椎髓核摘除术中的应用研究进展

内窥镜下腰椎髓核摘除术(PELD)在治疗腰椎间盘突出症方面具有独特的优点,有关PELD的研究已成为热点.三维有限元模型近年来已被用于探究手术对腰椎生物力学的影响,具有成本低、效率高、实验方案易调整和可重复性高等优点,其研究成果对手术方案指导、术后腰椎稳定性评估、术后腰椎及内固定物应力分析等具有重要意义.目前,临床已有较多研究将三维有限元模型应用于PELD中,但鲜有针对上述研究的总结性综述.现就PELD相关的三维有限元研究进行综述,旨在进一步提出具有潜在研究价值的科研方向.     

正常人与骨质疏松患者胸腰椎三维有限元模型的建立及分析

目的：基于CT医学图像，建立骨质疏松患者的T11—L3的三维有限元模型，对其生物力学特性进行分析。 方法：实验于2003—09／2004-02在上海大学生物力学研究所完成。选取骨质疏松症患者1例，女，65岁，骨密度值与正常人相比，r值=-2．68〈-2．5。CT扫描证实无脊柱畸形或破坏。应用CT扫描技术、图形数字化方法获取胸腰段的三维坐标，利用ANSYS5．0有限元分析软件等工具建立骨质疏松患者胸腰段的三维有限元模型。 结果：（1）L1椎体在轴向载存800N作用下的应力场分布表明，正常椎体皮质骨、松质骨、终板、纤维环、后部结构的平均应力值高于骨质疏松椎体（分别为1．786，1．542MPa；0．742，0．601MPa；0．839，0．608MPa；0．862，0．554MPa；0．424，0．308MPa）。②从椎体的剖面上观察，外面皮质骨应力较大，里面松质骨应力较小。椎体骨密质的应力集中在近椎弓根附近，松质骨的应力集中在与终板临近的中央部分，后部结构的应力分布不均匀，应力集中在椎弓根、峡部和小关节部分，而横突和棘的应力水平很低。胸腰椎的应力分布规律和人体正常椎体相似。骨质疏松椎体的应力分布规律与正常椎体应力分布相似，相同承载，不过应力比较低，负载规律相一致。两者的应力分布相似，就是数值不同而已。 结论：应用三维有限元法分析骨质疏松椎体的力学特性是切实可行的并能获得独特的信息，结果可信。     

三维多功能腰椎牵引治疗床治疗腰椎间盘突出症的护理

腰椎间盘突出症是骨科的常见病、多发病 ,患者多以腰腿痛为主要症状 ,既往采用普通牵引和推拿治疗 ,疗程较长 ,见效慢。 1998年 5月我院引进了三维多功能腰椎牵引治疗床 ,对 318例患者进行治疗 ,取得了满意疗效 ,此疗法与普通牵引相比明显缩短了牵引时间 ,痛苦小 ,见交快 ,疗效高 ,安全可靠 ,现将其护理体会报告如下。1　资料与方法1.1　临床资料　本组 318例腰椎间盘突出症患者年龄最大的 74岁 ,最小的 16岁 ,其中男性 190例 ,占总数的 5 9.7% ,女性 12 8例 ,占总数的 40 .3% ,平均年龄 40 .8岁 ,病史最长 35年 ,最短 3天 ,全部病例均行Ｃ…     

以腰椎三维牵引法为主治疗腰椎间盘突出症268例

腰椎间盘突出症是骨伤科常见病,多发生于青壮年.其发病部位以腰4、5,腰5与骶1之间居多,腰3、4较少见.根据其突出的方向分为侧方型突出,中央型突出.突向椎管内的髓核或纤维环裂片,若未压迫神经根时,只有后纵韧带受刺激,而以腰痛为主;若突破后纵韧带而压迫神经根时,则以腿痛为主;后纵韧带和神经根均受刺激压迫时,则腰腿痛同时存在[1].笔者自1999年10月以来以腰椎三维牵引法为主,配合西药及中草药治疗268例,取得较好疗效.     

人类腰段脊柱三维有限元模型的建立

目的为研究人类腰段脊柱生物力学,提供三维有限元含肌肉整体力学模型。方法通过对尸体腰段脊柱表面各节点的三维坐标值测量,运用超级空间有限元电算程序(SUPER-SAPⅤ)将腰段脊柱按空间有限离散的原则,在计算器上建立三维空间坐标系,仿真完整脊柱腰段力学模型。运用横截面积肌力计算法,测量尸体腰椎周围肌肉:腰大肌、腰方肌、竖脊肌、腹内外斜肌、腹横肌的解剖横断面积及其与腰段脊柱纵轴的中心数据值,求得力矩值。再根据力矩等价换算公式得出加载于模型体表各点的肌力值。通过对本模型重力及肌力的加载,使其更接近于正常人体腰段力学状态。结果建立L1～5脊柱三维有限元模型,形成8节点6面体单元496个,共1006个节点,按不同材料参数仿真脊柱各部结构,并仿真腰段活动进行加载。结论建立完整脊柱腰段三维有限元模型,能够分析脊柱前屈、后伸、侧屈、旋转等多种情况下各部的应力分布及位移量,以探讨腰段脊柱损伤应力的病理机制。     

正常人与骨质疏松患者胸腰椎三维有限元模型的建立及分析

目的:基于CT医学图像,建立骨质疏松患者的T11～L3的三维有限元模型,对其生物力学特性进行分析。方法:实验于2003-09/2004-02在上海大学生物力学研究所完成。选取骨质疏松症患者1例,女,65岁,骨密度值与正常人相比,T值=-2.68<-2.5。CT扫描证实无脊柱畸形或破坏。应用CT扫描技术、图形数字化方法获取胸腰段的三维坐标,利用ANSYS5.0有限元分析软件等工具建立骨质疏松患者胸腰段的三维有限元模型。结果:①L1椎体在轴向载存800N作用下的应力场分布表明,正常椎体皮质骨、松质骨、终板、纤维环、后部结构的平均应力值高于骨质疏松椎体(分别为1.786,1.542MPa;0.742,0.601MPa;0.839,0.608MPa;0.862,0.554MPa;0.424,0.308MPa)。②从椎体的剖面上观察,外面皮质骨应力较大,里面松质骨应力较小。椎体骨密质的应力集中在近椎弓根附近,松质骨的应力集中在与终板临近的中央部分,后部结构的应力分布不均匀,应力集中在椎弓根、峡部和小关节部分,而横突和棘的应力水平很低。胸腰椎的应力分布规律和人体正常椎体相似。骨质疏松椎体的应力分布规律与正常椎体应力分布相似,相同承载,不过应力比较低,负载规律相一致。两者的应力分布相似,就是数值不同而已。结论:应用三维有限元法分析骨质疏松椎体的力学特性是切实可行的并能获得独特的信息,结果可信。     

腰椎牵引对病人血氧饱和度的影响及护理

目的 观察腰椎牵引对病人血氧饱和度的影响及护理效果。方法 对340例腰椎牵引病人进行动脉血氧饱和度监测，比较分析牵引中5、10、20min时间点与牵引前血氧饱和度的变化。观察牵引后胸闷、气短、不适症状。观察比较老年人、肥胖病人与其他病人血氧饱和度低于96％发生情况。结果 牵引中5、10、20min与牵引前血氧饱和度分别经t检验，P均〈0．01，有显著性差异。牵引后5、10、20min比牵引前血氧饱和度下降。18例患者牵引后出现胸闷、气短。老年、肥胖病人与其他病人血氧饱和度低于96％发生情况经行乘列x^2检验，有显著性差异，P〈0．0001。结论 腰椎牵引可使部分病人血氧饱和度改变，严密观察及合理护理对于减少并发症是必要的。     

利用螺旋CT数据建立上颈椎三维有限元模型

目的：建立上颈椎三维有限元模型．以期应用于临床相关的生物力学实验研究。方法：通过对正常人的CT薄层扫描获得原始DICOM图像数据．采用CAD数据处理技术进行计算机三维重建．改良建立的模型导进ANSYS9．0软件进行计算机模拟仿真生物力学研究。结果：所建模型外观清晰逼真。几何相似性好。三维重建结构可以单独或联合显示。甚至可行结构的任意取舍，重建结构的任意径线及角度均可进行适时三维测量。结论：该技术为临床医生对枕颈交界区有限元三维模型的建立提供了一种便捷而精确的方法，对计算机分析及研究该模型局部结构在各种受力情况下的生物力学表现创造条件。     

腰椎L3-L5三维有限元模型的有效性验证：

背景：建立精确的有限元模型是对脊柱进行有限元力学分析的重要基础,精确的腰椎有限元模型报道较少。目的：采用正常人腰椎CT资料建立L3-L5三维有限元模型,并进行有效性验证。方法：健康男性志愿者,39岁,身高175cm,体质量65kg,采用16排螺旋CT机对L3-L5节段进行扫描,得到1．25mm层厚的CT图片共101张,Geomagic9．0软件下建立几何实体模型,然后确定单元类型、划分有限元网格,建立有限元模型进行加载计算。结果与结论：建立了正常人L3-L5三维有限元模型,整个模型共有213736个节点和799779个单元。该模型L3-L4,L4-L5节段活动范围与文献尸体标本生物力学测试结果一致,验证了模型的有效性,可用于实验研究。     

颈枕部三维非线性有限元模型的有效性验证

背景：人体组织属性主要表现为非线性,颈枕部的生物力学特点更易受软组织材料属性变化的影响,因此建立非线性有限元模型与人体真实属性更接近. 目的：构建正常成人颈枕部三维非线性有限元模型并验证其有效性. 方法：利用MarConi MX8000多层螺旋CT对健康成人进行颅底-C3段扫描,获取二维图像.直接读入Dicom格式原始图像,图像分割,数据光顺,三维重建后生成颅底-C3节段脊柱三维实体模型;将此模型导入ScanFE模块,进行体网格划分;在ANSYS 10.0软件中直接导入以上三维模型,构建颅底-C3段内韧带单元,模拟韧带力-位移曲线,建立完成颅底-C3段的三维非线性有限元模型.垂直向下方向施加40 N预载荷,1.5 N？m力矩模拟前屈、后伸、侧屈及旋转运动,对比分析实验结果,判断模型应力分布与临床相符度. 结果与结论：构建的三维非线性有限元模型包括663551个单元,178247个节点.施加预载荷及1.5 N？m力矩后,寰枕关节运动范围为前屈13.3°、后伸11.9°、侧屈4.3°、旋转8.7°;寰枢关节运动范围为前屈15.5°、后伸12.6°,侧屈6.4°、旋转30.8°,与尸体标本实验结果相符.从整个模型的纵向应力分布看,在任何相对位置状态下,枢椎齿状突后方的应力均较高,后伸位时应力增高区域加大.上颈椎的应力主要集中于椎管周围,寰椎侧块两端及枢椎横突的应力则较小.对比研究发现,在不同相对工况下前屈、后伸、侧屈、旋转时C2-C3小关节应力均大于钩椎关节,颈枕部三维非线性有限元模型的应力分布特点符合临床实际情况.结果提示应用多层螺旋CT扫描得到的二维图像及simple ware、Ansys10.0软件,建立的颈枕部三维非线性有限元模型符合人体真实的运动规律,可以很好地模拟颈枕部的生物力学特性.     

腰椎L3-L5三维有限元模型的有效性验证**☆

背景：建立精确的有限元模型是对脊柱进行有限元力学分析的重要基础,精确的腰椎有限元模型报道较少。目的：采用正常人腰椎CT资料建立L3-L5三维有限元模型,并进行有效性验证。
　　方法：健康男性志愿者,39岁,身高175 cm,体质量65 kg,采用16排螺旋CT机对L3-L5节段进行扫描,得到1.25 mm层厚的 CT图片共101张,Geomagic9.0软件下建立几何实体模型,然后确定单元类型、划分有限元网格,建立有限元模型进行加载计算。
　　结果与结论：建立了正常人L3-L5三维有限元模型,整个模型共有213736个节点和799779个单元。该模型 L3-L4,L4-L5节段活动范围与文献尸体标本生物力学测试结果一致,验证了模型的有效性,可用于实验研究。     

三维牵引对腰椎间盘突出症血液流变学的影响

目的 :观察三维牵引对腰椎间盘突出症血液流变学的影响 ,分析血液流变学与腰椎间盘突出症的相关性 ,为进一步探讨腰椎间盘突出症的发病机制提供依据。方法 :10 3例患者随机抽签分为治疗组 5 3例 ,对照组 5 0例 ,治疗组采用腰椎旁阻滞配合三维牵引治疗 ,治疗 2个疗程 ,对照组单纯阻滞疗法治疗 ,2组治疗后检测血液流变学的变化 ,并与正常人血液流变学进行比较 ,相关数据资料采用SPSS10 .0软件包处理 ,均数采用t检验 ,计数资料采用卡方检验。结果 :治疗组优良率达 66.0 % ,其血液流变学治疗前后有明显差异 (t = 4.80 3 ,P <0 .0 1) ,治疗组治疗前与对照组血液流变学无明显差异 (t=1.12 3 ,P >0 .0 5 ) ,治疗组治疗前与正常人血液流变学对比有显著差异 (t = 4.80 3 ,P <0 .0 1) ;治疗组治疗后血液流变学与对照组对比有明显差异 (t= 2 .13 4,P <0 .0 5 )。结论 :三维牵引疗法可明显改变腰椎间盘突出症的血液流变学 ,腰椎间盘突出症与血液流变学密切相关。     

坐位旋转手法时退变腰椎间盘内在应力和位移的有限元分析

目的：探讨进行坐位旋转手法时退变腰椎间盘的内在应力及位移分布的特点，以分析手法的机制、安全性与合理性。方法：使用腰椎CT片，以Mimics软件系统逐层重建14—5三维有限元模型，通过设定结构的参数完成退变腰椎间盘模型。将向右侧旋转的坐位腰椎旋转手法进行分解，把各项力学参数代入模型进行计算分析。即时显示手法作用时退变腰椎间盘的内在应力和位移的变化。结果：椎间盘的应力、应变及位移都不断增加。应力从腰椎间盘右前侧的外缘呈弧形向左后侧的外缘递减。椎间盘右后侧外缘的压应力较大。位移从右前侧向左后侧呈层状递减。位移方向与应力方向大致相同。相应位置椎间盘右后侧位移大于左后侧位移。最终应变：右后角中下部有明显的变形，向后内侧突出，左后侧部变形最小。结论：手法增加了旋转侧椎间盘的位移，有利于解除神经根的粘连，但同时增加了对神经根的压迫。向突出椎间盘的对侧旋转较为安全。腰椎椎管狭窄患者不宜用本手法。     

多方位腰椎快速牵引的临床研究

本文介绍了多方位腰椎牵引的特点、临床疗效、适应症、禁忌症以及治疗机理 ,观察了186例腰椎间盘突出症的治疗效果 ,牵引一次的成功率72% ,总有效率92.5% ,优良率80.6%。还观察了32例腰椎间盘突出症快速牵引后3个月～4年突出物在CT片上的变化 ;采用突出物面积 /椎管面积比值法。侧后型突出20例 ,治疗前为0.1830±0.0663,随访时0.1303±0.0618(P<0.05)。中央型12例 ,治疗前为0.2337±0.0858,随访时0.1572±0.0749(P<0.05)。10具青壮年男尸 ,矢状断层和冠状断层技术处理。发现多方位牵引时L4～5、L5～S1 椎间隙增宽、小关节间隙增宽、黄韧带紧张 ,前屈时椎间孔上2/3(神经根所在位置 )增大 ,而下1/3由于椎间盘后突而相对变小。骶1向同侧旋转时 ,对侧椎间孔变大 ,神经根向上牵拉而滑动。多方位快速牵引可通过纠正小关节功能紊乱 ,松解神经根粘连 ,解除神经根在神经通道内的卡压达到治疗目的。     

脊柱颈胸结合部有限元模型的建立

目的：建立脊柱颈胸结合部椎体的三维有限元模型,以期应用于指导临床实践以及作为体外生物力学实验研究的有益补充。方法：通过对正常人的CT薄层扫描获得的原始DICOM数据图像,采用Mimic10.01软件进行数据处理,进行骨质的三维重建,使用Magic 9.9改良建立的模型,导入ANYSY 10.0软件进行计算机模拟仿真生物力学研究。结果：所建模型外观逼真,几何相似性好。三维重建结构可单独或联合显示,甚至可以进行任意结构的取舍,重建结构的任意径线及角度均可以适当的三维测量。结论：该模型的结构完整,空间结构测量准确度高,单元格划分精细重点突出,较为准确地模拟了脊柱颈胸结合部的生物力学特点,为临床医生对脊柱颈胸交界区的三维有限元模型的建立提供了一种便捷而精确的方法,为计算机分析及研究该模型局部结构在各种受力情况下的生物力学表现创造了条件。     

颈椎牵引过程的三维有限元分析

目的　比较不同力学条件下颈椎牵引的生物力学过程,从而得出最为有效的牵引条件。方法　通过建立颈椎（Ｃ１－ Ｔ１）三维有限元模型,对颈椎在不同力量、不同角度条件下的牵引过程进行力学分析,得出各种条件下颈椎上的位移情况、应力分布情况及各椎间隙的变形情况,并进行比较分析。结果　在不同牵引力的作用下,颈椎均出现一定的位移,诸椎间隙后缘均有一定增宽,前缘则大多有所缩窄,最大应力位置均出现在颈椎后缘的椎体上。当牵引角度不变时,随牵引力的增大,颈椎的位移及各点的应力均增大,椎间隙的形变亦更明显。当牵引力不变,随牵引角度的增大,颈椎的位移增大,颈椎上最大应力的位置下移,各椎间隙的形变增大。结论　在本文分析中,以前倾角３０ 度、９０ Ｎ 牵引颈椎可以最大程度的扩宽椎间隙,缓解对神经根的压迫,牵引治疗最为有效