计算机模拟椎体成形及对邻近节段力学影响的有限元分析

作者:费琦[1] 王炳强[1] 李东[1] 杨雍[1] 唐海[1] 李锦军[1] 
单位:首都医科大学附属友谊医院[1]

摘要

目的 椎体成形术(PVP)术后邻近椎体再骨折是骨质疏松的发展过程,还是骨水泥增强、手术干预造成的,或者二者兼而有之,临床和生物力学研究至今都没有一个满意的答案,从生物力学角度来分析邻近椎体发生骨折的可能原因具有重要价值。本研究的目的是用有限元方法探索椎体成形术(PVP)对相邻椎体的力学影响,探讨相邻椎体继发骨折的病因。

方法 利用MIMICS 软件对一例T12 骨质疏松性椎体压缩骨折的患者CT 图片进行预处理,后导入ABAQUS 软件中建立T10-L2 三维有限元模型并模拟经椎弓根单侧和双侧入路PVP 手术,设置0.3 MPa、1.0 MPa、4.0 MPa 三种轴向载荷进行生物力学分析,观察不同载荷下手术前后模型整体及各部分的Von Mises 应力,重点评价手术对骨折相邻椎体的力学影响。

结果 成功建立了PVP 手术前后的三维有限元模型,当轴向压力以0.3 MPa、1.0 MPa、4.0 MPa 增加后,椎间盘、软骨终板和椎体整体的应力也成比例增加。PVP 术后增强椎体(T12)上、下终板骨水泥注入侧的应力增强区域范围减少,所受最大应力明显减少;邻近椎间盘及椎体的应力分布无明显变化;T12 相邻椎体(T11、L1)及远端椎体(T10、L2)所受最大应力无明显改变。

结论PVP 术后引起上下相邻椎体继发骨折的并发症可能和生物力学结果改变无关
    2013/10/29 2:20:06     访问数:654
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