DOI: 10.12307/2024.012
有限元仿真分析强直性脊柱炎后路"Y"型截骨固定的生物力学特征
张乐1
曹振华2
张云凤3
许阳阳4
金凤5
苏宝科6
王利东7
王星8
仝玲8
刘清华8
方源8
沙丽蓉8
王海燕8
李筱贺8
李志军8
1.内蒙古医科大学基础医学院人体解剖教研室(内蒙古自治区数字转化医学工程技术研究中心),内蒙古自治区呼和浩特市 010000;巴彦淖尔市医院,内蒙古自治区巴彦淖尔市 0150002.内蒙古医科大学第二附属医院影像科,内蒙古自治区呼和浩特市 010000;北京航空航天大学生物与医学工程学院,北京市 1000833.内蒙古医科大学第二附属医院影像科,内蒙古自治区呼和浩特市 0100004.北京航空航天大学生物与医学工程学院,北京市 1000835.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 0100006.内蒙古自治区中医医院,内蒙古自治区呼和浩特市 0100007.内蒙古自治区国际蒙医医院影像科,内蒙古自治区呼和浩特市 0100008.内蒙古医科大学基础医学院人体解剖教研室(内蒙古自治区数字转化医学工程技术研究中心),内蒙古自治区呼和浩特市 010000
摘要：背景:强直性脊柱炎是一种因组织骨化和纤维化导致脊柱僵硬畸形的进行性炎症,表现为患者的姿势异常和活动受限,轻微损伤即可引发胸腰椎骨折.传统医学图像观察限制了医生对强直性脊柱炎治疗的术前决策规划和术后疾病预防.
目的:基于强直性脊柱炎患者后路脊柱去松质骨化截骨"Y"型截骨(简称"Y"型截骨)术前和术后的脊柱模型,探究"Y"型截骨固定治疗强直性脊柱炎的生物力学变化.
方法:基于1名在内蒙古医科大学第二附属医院就诊的强直性脊柱炎患者的术前和术后CT图像,于Mimics 19.0软件中重建"Y"型截骨(L3截骨)术前及术后的三维脊柱模型,包括T11-S1节段,于T11椎体顶部施加7.5 Nm力矩,模拟脊柱在前屈、后伸、左弯、右弯、左旋和右旋6个工况下的运动.仿真得到脊柱各椎体的活动度、各椎间盘的应力和钉棒系统的应力.
结果与结论:①"Y"型截骨术后路固定后,脊柱各椎体活动度均下降,且上部椎体活动度损失比例较大(L1:77.95%);②术前脊柱椎间盘最大应力发生于L1-L2节段(0.55 MPa),术后脊柱椎间盘最大应力发生于T11-T12节段(0.50 MPa),且T12以下的椎间盘应力远小于术前;③钉棒系统的最大应力(166.67 MPa)发生于棒体的上中段和椎弓根钉的根部;④提示后路"Y"型截骨固定手术增强了脊柱的稳定性,减小了脊柱活动范围,固定节段的椎体减压良好且下方椎体应力遮挡现象显著,应加强棒体和椎弓根钉应力集中区域的刚度以避免应力疲劳导致的钉棒断裂.
关键词：强直性脊柱炎后路固定术三维重建模型Y型截骨脊柱生物力学
分类号：R459.9(治疗学)R318(医用一般科学)R68(骨科学（运动系疾病、矫形外科学）)
论文发表日期：2024-04-21
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：7( 1842-1848 )
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