青少年胸椎经关节螺钉固定的有限元分析
和雨洁1
康志杰2
薛明明3
金凤4
李志军1
王星1
许阳阳5
高明杰1
李佳伟2
李筱贺1
王海燕1
1.内蒙古医科大学,基础医学院人体解剖学教研室,内蒙古自治区呼和浩特市 0100102.内蒙古医科大学,研究生院,内蒙古自治区呼和浩特市 0100103.内蒙古医科大学,基础医学院生理学教研室,内蒙古自治区呼和浩特市 0100104.内蒙古医科大学,附属医院影像科,内蒙古自治区呼和浩特市 0100105.长治市人民医院康复科,山西省长治市 046000
摘要：背景:关节突关节螺钉内固定作为一种被接受的内固定方法,目前已在颈椎和腰椎中进行了广泛的研究和应用.目的:拟通过有限元法定量分析比较青少年胸椎经关节螺钉内固定和传统椎弓根螺钉内固定的生物力学特性,探索前者在胸椎内固定术中应用的可行性.方法:建立14岁青少年全胸椎经关节螺钉固定(B组模型)和传统椎弓根螺钉固定(A组模型)的有限元模型.将连续扫描的胸椎断层影像原始数据以DICOM格式导入Mimics 21.0,分别重建T1-T12,再导入到3-Matic,建立椎间盘、关节突关节、螺钉和钛棒的初步几何模型,再进行去噪、铺面、平滑等处理,完善后的模型导入Hypermesh软件进行网格划分,对材料进行属性赋值后导入ANSYS 19.2中显示有限元模型,设定边界和载荷条件.观测椎弓根、椎间盘、螺钉和钛棒等结构的活动度和应力情况;分析二者是否具有相同的受力情况和生物力学稳定性.结果 与结论:①椎弓根螺钉各节段关节突关节的活动度在6种工况(前屈、后伸、左旋转、右旋转、左侧屈、右侧屈)下均大于小关节螺钉,最大值均位于左侧屈状态下的T11/12节段(A组模型0.691°;B组模型0.563°);②前屈、后伸、侧屈和左旋转运动状态时,A、B两组模型椎弓根的应力值组间比较差异均无显著性意义(P>0.05);右旋转状态时,差异有显著性(P<0.05)的节段分别位于T3、T6-T9,A组模型应力值均大于B组模型;③前屈、后伸和侧屈运动状态时,A、B两组模型上关节突的应力值组间比较差异均无显著性意义(P>0.05);左旋转、右旋转状态时,差异有显著性(P<0.05)的节段分别位于T10和T8,且B组模型上关节突关节面应力值均大于A组;④B组模型仅在前屈、右侧屈和右旋转工况下T1-2节段椎间盘平均应力值大于A组,其余情况下应力值均小于A组,钛钉和钛棒的整体应力云图中,A组模型平均应力值均大于B组模型;⑤结论:小关节螺钉具有同传统椎弓根螺钉一样的生物力学特性,胸椎后路经关节螺钉内固定可作为一种固定方式的选择.
关键词：胸椎小关节螺钉椎弓根青少年有限元分析
分类号：R459.9(治疗学)R496(康复医学)R318(医用一般科学)
资助基金：国家自然科学基金(81860383)国家自然科学基金(81860558)内蒙古自然科学基金资助项目(2021MS08086)内蒙古医科大学大学生科技创新英才培育项目(YCPY20200015)内蒙古医科大学大学生科技创新英才培育项目(YCPY20200018)内蒙古医科大学第一临床医学院大学生启蒙计划项目(FYQMJH2020033)内蒙古医科大学三位一体大学生创新创业培育项目(SWYT2020025)内蒙古医科大学三位一体大学生创新创业培育项目(SWYT2020021)内蒙古医科大学校级科研项目(YKD2020CGZH009)内蒙古自治区级大学生创新创业训练计划项目(201910132019)内蒙古自治区科技发展计划项目(2019GG115)
论文发表日期：2023-03-21
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( 1365-1370 )
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