有限元法分析强直性脊柱后凸去松质骨截骨与全脊椎截骨矫形的生物力学特点
段延辑
马俊毅
李辉
李栎
马原
1.新疆医科大学第六附属医院脊柱外科研究所,新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市,8300022.新疆医科大学第六附属医院脊柱外科研究所,新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市,8300023.新疆医科大学第六附属医院脊柱外科研究所,新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市,8300024.新疆医科大学第六附属医院脊柱外科研究所,新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市,8300025.新疆医科大学第六附属医院脊柱外科研究所,新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市,830002
摘要：背景:严重的强直性脊柱后凸畸形常采用矫形截骨术对患者进行治疗,但脊柱截骨矫形手术风险高,具体治疗方案较为个体化,畸形脊柱的生物形态与力学特性错综复杂.但有限元分析法对不规则物体的生物力学分析有其独特的优势性.目前国内通过有限元建模分析强直性脊柱后凸截骨治疗的生物应力特点鲜有报道.目的:建立强直性脊柱后凸三维有限元模型,探讨截骨方式选择与全脊柱变形位移趋势及截骨接触面、钛棒、椎弓根螺钉等应力分布的关系.方法:采用三维医学图形软件构建强直性脊柱后凸全脊柱模型,导入ANASYS有限元分析软件,分别模拟在T12和L1椎体节段行2种截骨方式(全脊椎截骨术与去松质骨截骨术)的4个截骨模型.对椎体及螺钉分别施加相应的载荷,得到4种工况下的一系列变形和应力云图.结果与结论:①T12椎体截骨加载后各方向轴的全脊柱位移趋势大于L1椎体截骨模型;②去松质骨截骨模型的应力集中部位于后方的内固定装置,全脊椎截骨的生物应力主要集中在钛笼及截骨接触面;③个体化的强直性脊柱后凸畸形手术治疗会影响截骨节段及截骨方式的选择,截骨节段的选择将主要影响全脊柱的变形稳定性,内固定节段的应力分布可能与截骨方式及内固定装置方式相关;④该结论可为强直性脊柱后凸的生物力学分析提供一定的理论参考依据.
关键词：骨科植入物脊柱植入物脊柱后凸强直性脊柱炎有限元分析生物力学应力分析全脊椎截骨去松质骨截骨截骨接触面截骨节段截骨方式国家自然科学基金
分类号：R318(医用一般科学)
资助基金：国家自然科学基金(81360280)
论文发表日期：2017-01-01
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( 5019-5024 )
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