人体脊柱腰椎节段三维有限元建模

为了探讨人体脊柱腰椎节段三维重建方法,利用逆向工程软件Mimics（Materialise＇s Interactive MedicalImage Control System）,结合CT断层扫描图像,重建人体脊柱腰椎节段三维几何模型。经ANSYS转化建立脊柱腰椎L1-3的理想三维有限元模型,在Mimics中对所建立的有限元模型赋材质,实现了非均匀材质的骨组织赋值问题。该腰椎节段三维有限元模型高度模拟腰椎结构与材料的特性,具有结构完整、空间结构的测量准确度高、单元划分精细、重点突出等优点。本模型可进行任意旋转观察,可任意切割,并可通过调整模型几何及材料参数,施加不同的载荷与边界条件以模拟不同实验状态并能够以不同的文件格式输出,可用于计算机辅助设计、快速成型、有限元分析等领域。     

Dick氏内固定器治疗胸腰椎骨折脱位并脊髓损伤

为寻求和解决胸腰椎骨折脱位并脊髓损伤的有效疗法,用DICk氏内固定器治疗53例患者,并随访．对临床资料进行总结分析。结果表明,Dick氏内固定系统符合脊柱的生物力学原理,可使固定节段具有高度的内在稳定性,且具有操作简便、安全、短节段固定,合并症少等优点。     

经椎间孔腰椎间融合三维有限元分析

利用有限元法研究经椎间孔腰椎间融合术(TLIF)中融合器的植入位置角度对椎弓根螺钉固定腰椎运动学和生物力学特性的影响规律.基于健康成年男性腰椎CT影像重建三维模型,再利用有限元软件Hypermesh建立了腰椎L4-L5节段正常有限元模型以及按不同角度(30°,45°,60°)植入融合器的椎弓根螺钉单/双边固定的融合模型,比较分析了各模型在前屈、后伸、侧弯和轴向旋转生理活动下的腰椎活动范围、融合器与椎间盘上下终板接触界面以及融合器自身应力分布等生物力学特性.结果表明,在相同的生理活动下,融合模型活动范围值均较正常模型大幅降低.融合器和接触界面上应力分布随着生理活动和融合器植入角度不同存在差异.综合考虑生物力学性能和融合节段的稳定性,融合器斜向45°植入配合单边椎弓根螺钉固定为相对较好TLIF术.     

3D打印生命阶梯,我们走到哪一步了?

 近日,北京大学第三医院（以下简称“北医三院”）成功为1名骨科脊索瘤患者切除五节段脊椎肿瘤,并利用世界首个3D 打印多节段胸腰椎植入物完成长达19 cm大跨度椎体重建手术。清华大学徐弢教授在接受《科技导报》采访时说,这是鼓舞人心的进展,展示了生物3D打印技术的实用性和价值,但未来要打印活体组织,用于临床实践,还需要业界更多努力。     

微动椎弓根螺钉的生物力学仿真评测

利用有限元法评估一种微动椎弓根螺钉的生物力学性能.基于人体脊柱CT图像数据建立腰椎L3-L4节段有限元模型,并在此基础上建立坚强固定(M1)、微动固定(M2)、混合固定(M3)3种内固定有限元模型,对有限元模型施加模拟生理载荷,计算内固定节段各项生物力学参数.仿真结果表明,微动椎弓根螺钉在屈伸方向增大了内固定节段的椎间活动度,其中前屈工况增大95%,后伸工况增大83%;改善了载荷在椎间的传递,增大终板正常生理性刺激应力4.25%~5.7%;降低了植入体上的应力集中效应,在前屈、后伸和侧弯工况下降低椎弓根螺钉应力9.2%~16.2%.     

人工腰椎间盘置换术与椎间融合术的生物力学仿真

利用有限元法评估人工腰椎间盘置换术与椎间融合术的生物力学效果.基于CT图像数据建立腰椎L2~L5节段有限元模型,并在此基础上建立人工腰椎间盘置换和椎间融合2种手术模型.对有限元模型施加模拟生理载荷,计算两种手术模型各节段椎间活动度和小关节接触应力.仿真结果表明:相比椎间融合术,人工腰椎间盘置换术在手术节段产生了明显的运动保留功能,但置换节段在后伸和侧弯工况下活动度比正常腰椎增大40.9%和43.1%,易引起手术节段的轻度失稳;人工间盘置换术改善了上下邻近节段小关节的受力状态,但置换节段在扭转工况下会引发较高的小关节接触应力.     

腰椎间单侧单节段Bioflex动态固定的临床疗效分析

目的:探讨单侧单节段Bioflex动态固定治疗腰椎间盘突出症的临床疗效.方法:47例暨南大学附属第一医院单节段腰椎间盘突出症患者行Bioflex单侧单节段动态固定手术,记录手术耗时、术中出血量及术后住院时间等,并对比分析患者手术前后腰腿痛VAS评分、ODI评分、腰椎手术节段活动度、椎间隙高度等变化情况,分析手术治疗效果.结果:47例患者均获得随访,随访时间16~26个月,平均(20±4)个月.腰痛VAS评分术前(7.54±1.65),末次随访为(3.34±0.72),有统计学差异(P0.05);腿痛VAS评分术前(8.48±0.89),末次随访(2.23±0.79),差异有统计学意义(P0.05);ODI评分术前(84.21±6.48),末次随访为(25.71±6.23),差异有统计学意义(P0.05);末次随访手术相邻节段ROM及椎间隙高度无明显丢失,无统计学差异(P0.05).随访期间未发现内固定松动、断裂、手术节段及临近节段不稳.结论:单侧单节段Bioflex动态固定治疗单节段腰椎间盘突出症中期临床疗效满意,可保留部分手术节段ROM及临近节段活动度,并降低手术后的腰椎不稳风险.     

颈椎前路三节段融合与置换混合术的力学特性

为研究人体颈椎三节段混合手术后手术节段与相邻节段的运动规律,对7具人体颈椎标本先实施C4-C5前路人工椎间盘置换,再实施C3-C4和C5-C6两节段椎间盘切除术后颈前路植骨融合固定,利用材料力学试验机和非接触式光学测量系统测量各节段的运动信息,比较三节段混合组与完整组、单节段置换组的体外生物力学特性,分析三节段混合术与课题组前期三节段融合术(限制型、滑动型)运动保留能力。结果表明:三节段混合术保留生理活动度能力明显优于三节段融合术(无论限制型或滑动型固定板)。     

Bioflex动态内固定术治疗腰椎退变性疾病的中期临床疗效

目的:对比Bioflex动态内固定术与经后路椎体间融合术(PLIF)治疗单节段腰椎退变性疾病的中期临床疗效.方法:收集我院行Bioflex动态内固定术(Bioflex组)治疗单节段腰椎退变性疾病28例,经后路椎体间融合术(PLIF组)37例,比较Bioflex组与PLIF组手术时间、术中出血量、术后引流量等临床资料;术前及术后末次随访的Oswestry功能障碍指数(ODI)、视觉模拟评分法(VAS)手术节段及其上邻节段活动度(Range of motion,ROM),评估两组临床疗效.结果:随访24~48个月,平均36.8个月,Bioflex组手术时间、术中出血量、术后引流量较PLIF组少(P0.05).末次随访时:两组VAS评分、ODI评分均较术前有明显改善(P0.05);两组手术节段ROM较术前减小(P0.05),Bioflex组手术节段ROM较PLIF组大(P0.05);两组术后上邻近节段ROM较术前增大(P0.05),Bioflex组术后上邻近节段ROM比PLIF组小(P0.05).结论:Bioflex动态内固定术治疗单节段腰椎退变性疾病的中期临床疗效满意.与传统术式PLIF比较,Bioflex动态固定能够部分保留手术节段ROM,不增加上邻节段ROM,同时具有手术时间短、术中出血少、术后引流少的优势.     

人工椎间盘的研制及其有限元模型的应力分析

自行研制“框架”人工椎间盘（ALDFS）,并建立腰椎运动节段ALDFS置换的有限元模型,研究ALDFS的应力分布.方法：1.从骨组织工程学、脊柱生物力学、材料学和临床循证医学角度设计,采用无磁性的医用钛合金加工制成ALDFS.2.选取一名健康男性志愿者行薄层CT扫描图像,应用逆向工程技术重建腰椎模型.结合ALDFS的三维模型,建立腰椎运动节段ALDFS置换的腰椎模型,然后通过ANSYS12.0转换成有限元模型,最后模拟腰椎节段的运动,研究ALDFS的应力分布.结果：1.ALDFS由三枚自攻自锁螺钉、两端托板和立柱组成ALDFS两端的藕根形仿生学托板由主板和侧板组成.主板是撑起上下椎体的两端带翼的马蹄印形藕根状结构的截面.侧板是在椎体侧面,安装两枚平行自锁固定螺钉,与主板的一枚纵行螺钉在椎体内相互交锁固定假体.2.成功建立腰椎运动节段ALDFS置换的有限元模型,包括77268个单元.ALDFS的分布特点为：1）所有运动状态下,杵臼关节正中部周围区域应力最大;2）立柱和上托板承受的应力为下托板的6～7倍;3）所有运动状态中,正压状态下立柱和上托板正中部周围区域承受的应力最大;4）所有运动状态中,立柱均承受三个方向的力,其中侧弯时Z轴方向承受的力最大.结论：1.AL-DFS的上托板与立柱之间永久性±5～10°的微动,可一定程度上保留椎间盘的功能.2.建立ALDFS三维有限元模型并进行其应力分析是可行的,结果是可信的.     

AF钉内固定治疗胸腰椎爆裂骨折体会

目的：探讨AF椎弓根钉系统在治疗胸腰椎骨折中的疗效．方法：回顾性分析了对54例胸腰椎新鲜骨折行AF椎弓根钉系统内固定治疗术前、术中、术后情况．结果：全部病例获得了1～2年的随访,脊柱后凸角术前的平均29．3°变为3．8°,38例脊髓神经及椎体高度恢复,4例患者内固定断裂,6例完全截瘫的患者神经功能没恢复,但能够坐轮椅活动．结论：对胸腰椎椎体骨折及合并截瘫的患者具有复位满意、固定可靠、神经功能恢复良好等优点,是一种理想的治疗胸腰椎骨折的方法．     

内固定系统中在螺钉受拔出负载时腰椎的受力分析

通过有限元方法分析比较传统轨迹椎弓根(traditional trajectory,TT)螺钉与皮质骨轨迹椎弓根(cortical bone trajecto-ry,CBT)螺钉固定技术在腰椎椎体应用下的生物力学性能.依据提取的骨质疏松症患者电子计算机断层扫描图(computed tomography,CT)样本建立L1-L5全椎体功能单元骨质疏松人体有限元模型,模拟TT螺钉和CBT螺钉两种固定方式置钉后,以实际值为依据在加载一定旋转拔出力状态下测量比较两种方式钉道周围骨质的应力分布、最大应力值及分析其差异.结果 表明:相同固定方式下CBT组在相同载荷状态中椎骨的应力分布差异明显.不同的钉道带来不同骨密度,直接影响了内固定螺钉在腰椎骨内的力学性能.不同的钉植入角度也对钉的应力分布以及最大应力值产生影响.L1-L5椎体形状不同,大小不同,其力学性能,表现也不相同.得出CBT螺钉技术是骨质疏松患者腰椎内固定方案中的一种优选方式.但针对5段腰椎需要对不同的椎骨采取不同的治疗方案.     

经Wiltse入路联合伤椎固定治疗无神经损伤胸腰段 骨折的临床疗效分析

目的探讨经Wiltse入路联合伤椎固定治疗无神经损伤胸腰段骨折的临床疗效。方法对2011年1月至2017年3月收治的73例胸腰段单一椎体骨折患者的临床资料进行回顾性分析。按手术方式的不同分为两组:A组为传统后正中入路跨伤椎固定组,共33例;B组为经Wiltse入路联合伤椎固定组,共40例。比较两组患者一般情况:手术时间、手术前后血红蛋白差值、下地时间;临床症状:视觉模拟评分(VAS)、Oswestry功能障碍指数(ODI);影像学指标:术后1周伤椎前缘高度比、Cobb角及末次随访伤椎前缘高度比、Cobb角。结果所有患者获得随访,时间为11～20个月,平均15.6个月,术后均无内固定松动、断裂等并发症的发生。B组在手术时间、血红蛋白差值、下地时间以及VAS评分、腰椎ODI评分方面均优于A组,差异有统计学意义(P 0.05);术后1周伤椎前缘高度比、Cobb角2组间差异无统计学意义(P 0.05);末次随访时B组相比于A组,伤椎前缘高度比、Cobb角丢失较少,差异有统计学意义(P0.05)。结论经Wiltse入路联合伤椎固定,具有手术时间短、出血少、痛苦小、术后康复快及并发症少等优点,且伤椎高度及Cobb角恢复满意,值得临床推广。     

椎弓根钉技术在胸腰椎结核治疗中的应用

目的探讨单纯应用椎弓根钉技术结合横突间或小关节突间植骨治疗胸腰椎结核的疗效。方法2007年7月．2013年2月赣州市第五人民医院（市传染病医院）治疗18例胸腰段脊柱结核患者。受累椎体均在2个或2个以下。且病灶相对局限,无大的流注脓肿。均采用单纯经后路椎弓根钉内固定、横突间或小关节突间植骨术式治疗。术后继续抗结核治疗12～18个月。结果随访9个月～5年观察效果,X线平片显示手术区植骨全部骨性融合,脊柱稳定。植骨融合时间为3-8个月,平均5个月。无结核复发。结论对于病灶较局限的胸腰段脊柱结核．采用单纯经后路椎弓根钉内固定、横突间或小关节突间植骨的手术方式能够维持手术后脊柱的稳定性,促进植骨融合、防止后凸畸形的发生。     

微创经皮椎弓根内固定术对胸腰椎骨折患者功能障碍指数、伤椎高度及疼痛程度的影响

目的 探讨经皮椎弓根内固定术(MIPPSO)对胸腰椎骨折患者功能障碍指数、伤椎高度以及疼痛程度的影响。方法 回顾性分析2018年10月-2020年10月期间我院进行微创经皮椎弓根内固定术治疗的45例胸腰椎骨折患者临床资料。观察记录所有手术患者创面愈合时间、手术时间、术中出血量。同时比较患者术前、术后的功能障碍指数(ODI)、疼痛程度(VAS)以及伤椎高度与Cobb角。结果 本次研究的45例患者胸腰椎手术均已完成。其中创面愈合时间为(7.34±1.23)d,手术时间为(83.98±6.22)min,术中出血量为(66.45±5.11)ml。术后6d与术后10个月,ODI、VAS评分均明显低于术前(P<0.05)。术后6d与术后10个月,患者伤椎前缘高度均明显高于术前(P<0.05),但Cobb角度明显均低于术前(P<0.05)。结论 胸腰椎骨折患者进行经皮椎弓根内固定术治疗,能够改善患者腰椎功能障碍,同时减少术中出血量,缩短手术时间,促进创面快速愈合,并有效减轻术后机体疼痛,值得临床应该与推广。     

椎弓根钉技术在胸腰段椎管内肿瘤治疗中的应用

目的探讨经后路椎板切除摘除胸腰段椎管内肿瘤,同时行椎弓根螺钉内固定植骨融合后对提高脊柱的稳定性的临床疗效。方法采用后正中入路显微切除椎管肿瘤后应用椎弓根螺钉内固定植骨融合技术进行椎管重建12例,其中,肿瘤位于胸段7例,腰段5例。结果随访9个月~5年观察效果,X线平片显示手术区植骨全部骨性融合,脊柱稳定。结论采用后正中入路显微切除胸腰段椎管肿瘤后应用椎弓根螺钉内固定植骨融合技术,能够维持手术后脊柱的稳定性,防止远期后凸畸形的发生。     

经伤椎单侧固定治疗后纵韧带完整的胸腰椎骨折的临床疗效分析

目的探讨经后路短节段伤椎单侧5钉固定治疗后纵韧带完整的胸腰椎骨折的临床疗效。方法:2013年1月～2018年5月,采用后路短节段经伤椎单侧5钉固定治疗后纵韧带完整的胸腰椎单一椎体骨折,共30例,所有伴有神经损伤的患者均行椎管潜行减压手术。通过观察患者手术前后的伤椎前缘高度比、Cobb角、Frankel分级及术后脊柱侧方成角的变化,从而评价经伤椎单侧固定的临床疗效。结果所有患者均获得随访,时间为11～20个月,平均14.5个月。术后均无内固定松动、断裂等并发症的发生。患者术后即刻伤椎高度及Cobb角较术前明显改善,具有统计学差异(P 0.05);末次随访时伤椎高度、脊柱侧方成角和Cobb角较术后即刻均有所丢失,但前后比较无明显统计学差异(P0.05);末次随访时,Frankel分级为B级的恢复到C级,其余C级、D级的均恢复到E级,差异具有统计学意义(P 0.05);结论经伤椎单侧5钉固定治疗后纵韧带完整的胸腰椎骨折,临床疗效满意。对于伴有神经损伤的患者,可以行潜行减压手术,神经症状恢复满意;对于无神经损伤的患者,只要后纵韧带保持完整,无论椎管内骨折块占位多少,均无需行减压手术。     

不同骨密度轨迹内固定系统对腰椎L4-L5节段的影响

为了评价改良皮质骨螺钉技术(modified cortical screw technique,MCBT)与其他传统内固定系统对腰椎骨质疏松湿标本L4-L5节段的生物力学影响.通过运用计算机体层摄影(computed tomography,CT)数据建立4种不同的有限元模型,比较三种置钉模型在相同生理负荷下的内固定系统应力的变化和腰椎L4-L5节段椎间活动度的变化.结果表明:改良模型组在前屈、后伸、侧弯、扭转工况下内固定系统的最大应力值明显大于传统椎弓根螺钉技术(traditional pedicle screw technique,TT)模型组和传统皮质骨螺钉技术(cortical bcrew technique,CBT).MCBT螺钉模型在前屈、后伸、扭转工况下的椎间活动度最小,侧弯工况下大于TT模型组和CBT模型组.可见与TT和CBT相比,MCBT的机械稳定性更好,且在临床应用方面具有一定价值.     

经椎弓根内固定和脊柱植骨融合术治疗腰椎滑脱症32例

目的：探讨复位固定系统（RF）,三维固定系统（TRIFIX）椎弓根系统内固定与不同部位脊椎植骨融合治疗腰椎滑脱症的效果,方法：对32例腰椎患者的神经根压迫部位针对性彻底减压,按随机化原则选择RF,TRIFIX两种椎弓根螺钉对滑脱腰椎进行复位固定,并配合椎体间与横突间植骨融合术,术后随访6个月－4年2个月,平均2年3个月,结果：滑脱椎复位率：RF与TRIFIX组均达100％,术后4个月除2例横突间植骨出现部分骨吸收外均达骨性愈合,其中椎体间植骨14例,术后平均骨性愈合时间为3个月,横突间植骨18例,术后平均骨性愈合时间3．6个月,不愈合率占11．1％,所有病人术后症状基本消失,二组均未见螺钉松动,断裂及再滑脱现象,结论：RF,TRIFIX椎弓根螺钉系统内固定能使I,II度腰椎脱完全复位,且固定牢固,有利于植骨融合,虽椎间植骨优于横突间植骨,但扩大接触面横突间植骨仍不失为一种有效的植骨融合术式。