应用有限元技术对OLIF术后生物力学的分析与研究
融合术,活动度,节段,1材料与方法,1试验对象,2软硬件资料,3建模过程,4计算设置,5生物力学测量方法,2结果,1模型验证,2融合节段及邻近节段的稳定性,3三组有限元模型的应力分析,3讨论,1OLIF技术与传
孙科 杨学军(内蒙古医科大学第二附属医院胸腰椎外科,呼和浩特 010030)
目前国内外针对腰椎退行性疾病的手术治疗方法中常用术式大多为经后路椎管进行椎间减压融合术,如经椎间孔腰椎椎间融合术(transforaminal lum?bar interbody fusion,TLIF)、经后路腰椎椎间融合术(posterior lumbar interbody fusion,PLIF)。该类手术具有固定可靠,融合率高等优点[1]。但在临床长期应用中,也发现了这类手术存在的许多不足之处,如术后易发生椎管瘢痕黏连、因术中剥离肌肉导致术后腰肌去神经萎缩,造成术后顽固性腰痛等诸多术后并发症。而近年新兴的经腹膜外侧前方入路腰椎间融合术(oblique lumbar interbody fusion,OLIF),具有对脊柱后路结构干扰小、创伤小、融合率高等优势[2],在临床中应用逐步增多。与经典的后路融合技术相比,OLIF能否达到相同的稳定性,是许多临床医师困惑的问题。
有限元生物力学方法已逐步成为现代临床生物力学研究的重要方法之一,在腰椎疾患的研究应用尤为多见[3-6],主要被用于模拟病理状态和手术方法,了解相关位置的力学机制和评估不同治疗手段的作用。本研究将通过有限元技术去分析比较OLIF术后的相关力学特性。
1 材料与方法
1.1 试验对象
采集1例健康成年男性志愿者(26岁)CT,该志愿者既往无脊柱疾病史、家族性遗传病史、外伤史及手术史,排除风湿、类风湿、脊柱特异及非特异性炎症,排除脊柱肿瘤。本试验已通过医院伦理委员会批准并签署相关知情同意书。
1.2 软硬件资料
本研究中使用的硬件、设备如下:①美国GE 64排螺旋CT机;②仿真用计算机硬件配置:Intel(R)Core(TM) i7-7700K 4.20GHz,32G内存;③仿真用计算机操作系统:Windows 7 Professional(64bit)。主要软件有:①Mimics 17.0,比利时Materialise公司;②Geomagic 12.0,美国Geomagic公司;③SolidWorks 2015,法国Dassault公司;④Ansys Workbench 16.2,美国Ansys公司。
1.3 建模过程
1.3.1 正常腰椎有限元模型的建立:本试验使用美国GE 64排螺旋CT机获得腰椎(L2-L5)图像后以Dicom格式输入三维重建软件Mimics 17.0中 ......
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