腰椎棘突间Coflex动态固定的三维有限元分析VIP免费

中国临床解剖学杂志2010年第28卷第4期腰椎棘突间Coflex动态固定的三维有限元分析陈肇辉1，李忠海2，付强1，严宁1，侯铁胜11.第二军医大学附属长海医院骨科，上海200433；2.解放军第210医院骨科，辽宁大连116021【摘要】目的比较腰椎棘突间Coflex动态固定、单纯减压及坚强固定术后各节段活动度及椎间盘应力，分析Coflex系统的生物力学特点。方法运用三维有限元方法建立正常成人腰骶椎模型，及开窗减压、棘突间Coflex动态固定、椎弓根钉棒坚强固定模型，约束骶骨及髂腰韧带，施加500N预载荷和7.5Nm运动附加力，测量腰椎节段各方向的活动度及椎间盘应力。结果Coflex固定模型活动度和椎间盘应力分别为，植入节段（L4/5）：前屈3.15°，2.571MPa，后伸1.21°，2.109MPa；上位邻近节段（L3/4）：前屈3.46°，2.001MPa，后伸2.75°，3.149Mpa；下位邻近节段（L5S1）：前屈3.22°，2.681MPa，后伸2.46°，3.812MP。结论Coflex动态固定可保留植入节段部分活动度并减低其椎间盘应力，而对相邻节段活动度及椎间盘应力无明显影响。【关键词】三维有限元；活动度；应力；棘突间；动态固定；Coflex【中图分类号】R318.01【文献标识码】A【文章编号】1001-165X（2010）04-437-05FiniteelementanalysisoflumbarinterspinousdynamicfixationbyCoflexCHENZhao-hui,LIZhong-hai,FUQiang,etal.DepartmentofOrthopedicSurgery,ChanghaiHospital,theSecondMilitaryMedicalUniversity,Shanghai200433,China【Abstract】ObjectiveToperformthebiomechanicalevaluationofCoflexsystembycomparingtherangesofintervertebralmotionandintervertebraldiscstressamongdynamicfixationadoptingCoflex,decompressionbyfenestrationorpediclescrewsystemrespectively.MethodsThree-dimensionalfiniteelementmodelofnormaladult'slumbosacralvertebraewasestablished,aswellthemodelsofdecompressionbyfenestration,dynamicfixationwithCoflexandfixationwithpediclescrewsystemseparately.500Npreloadand7.5Nmbendingmomentwereperformedonthemodels,while,therangeofmotion(ROM)andintervertebraldiscstress(IDS)weremeasured.ResultsTheROMandIDSofCoflexmodelwererecordedrespectivelyasfollows:onthesurgicalsegment(L4/5),flexion(FLE)3.15,2.571MPaandextension(EXT)1.21°,2.109MPa.Ontheupperadjacentsegment(L3/4):FLE3.46°,2.001MPaandEXT2.75°,3.149MPa.Ontheloweradjacentsegment(L5S1),FLE3.22°,2.681MPaandEXT2.46°,3.812MPrespectively.ConclusionsDynamicfixationwithCoflexcouldkeepsomeROMandreduceIDSonthesurgicalsegment,andhasnosignificanteffectsonROMandIDSoftheadjacentsegments.【Keywords】Three-dimensionalfiniteelement;ROM；Stress；Interspinous;Dynamicfixation;Coflex【收稿日期】2010-03-09【作者简介】陈肇辉（1972-），男，辽宁籍，在读博士，主治医师，研究方向：脊柱外科，Tel:13611919964,E-mail:czhui403@126.com【通讯作者】侯铁胜，教授，博士生导师，E-mail:houtsh@sh163.net融合术一直是腰椎退变性疾患手术治疗的金标准，但随着对融合后相邻节段退变（adjacentsegmentdegeneration,ASD）问题的重视[1,2]，非融合技术应运而生。目前已有多种非融合器械应用于临床，Coflex系统属于腰椎后路棘突间撑开装置，是非融合技术的一种，临床上已取得较为满意的短期疗效[3,4]，但对邻近节段的影响目前尚不明确。本研究采用三维有限元方法，通过与单纯减压、椎弓根钉棒系统坚强固定比较，分析Coflex动态固定对植入节段及相邻节段活动度及椎间盘应力的影响。1材料和方法1.1有限元模型的建立选取1名健康成年男性志愿者，除外腰骶部疾患及畸形。利用螺旋CT(SIEMENSSOMATOMSensationCardiac64)对其腰骶椎进行连续扫描，层厚为1.25mm，断层图片以Dicom格式文件读入医学有限元建模软件Simpleware2.0中，经降噪滤波、边界处理、阈值分割及特征提取，最终建立完整腰3至骶骨的STL三角网格模型，将其导入逆向工程软件GeomagicStudio9.0中进行修补与优化，生成连续NURBS（非均匀有理B样...