椎板回植椎管重建有限元模型的建立与验证
刘国印1
黄伟谦1
徐院生1
练仲华2
蔡达威3
陈建民1
1.210000 江苏南京,南京医科大学金陵临床医学院骨科2.厦门医疗器械研发检测中心有限公司结构分析实验室3.南安普顿大学环境科学与工程学院
摘要：目的 建立椎板回植椎管重建的有限元模型,并分析椎板回植椎管重建对L2～3和L3～4节段的生物力学效应.方法 选择1名作者医院骨科就诊的健康成年男性志愿者,采集影像学资料,建立正常人体腰椎L2～4的有限元模型,并与对照组(Panjabi等[6]体外实验数据结果)进行比较,以验证该模型的有效性.根据处理方式分为正常赋值模型组、单纯椎板切除组和椎管重建组.在相同边界固定和生理载荷的条件下,进行前屈、后伸、左弯、右弯、左旋和右旋6种活动,计算各模型在6种加载工况处理下L2～3和L3～4节段关节活动度(range of motion,ROM)的变化情况,并进行比较分析.结果 本实验所建立的正常赋值模型组L2～4的有限元模型各个节段的ROM与对照组比较,差异均无统计学意义(P＞0.05),验证了该模型的有效性,可用于实验研究.6种加载工况下,椎管重建组L2～3和L3～4的ROM低于单纯椎板切除组,差异均有统计学意义(P均＜0.05);单纯椎板切除组L2～3和L3～4的ROM高于正常赋值模型组和对照组,组间比较差异均有统计学意义(P均＜0.05).椎管重建组与正常赋值模型组和对照组L3～4的ROM比较,组间比较差异均无统计学意义(P＞0.05).前屈时,椎管重建组L2～3的ROM高于正常赋值模型组和对照组,组间比较差异均有统计学意义(P均＜0.05);后伸、左弯、右弯、左旋和右旋时,椎管重建组L2～3的ROM与正常赋值模型组和对照组相比,差异均无统计学意义(P均＞0.05).结论 本实验所建立的椎板回植椎管重建三维有限元模型可用于正常和手术模型的生物力学模拟和分析.单纯椎板切除严重影响脊柱生物力学的稳定性,而应用椎板回植椎管重建的方式可有效减少脊柱节段的ROM位移并维持其生物力学稳定性.
关键词：有限元模型生物力学椎板切除椎板回植椎管重建关节活动度
分类号：R687.3(骨科学（运动系疾病、矫形外科学）)
资助基金：国家自然科学基金(82102547)江苏省自然科学基金面上项目(BK20181113)
论文发表日期：2023-10-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：6( 831-836 )
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