下頸椎前路椎弓根螺釘固定系統的有限元建模及分析.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、目的:采用三維有限元分析的方法,比較2節(jié)段椎體次全切后分別采用下頸椎前路椎弓根螺釘(AnteriorCervical Transpedicular Screw,ACTPS)內固定系統和臨床上常用的頸椎前路椎體螺釘鈦板系統(Anterior Cervical Locked-plate,ACLP)進行重建后的生物力學特性,為臨床應用提供理論依據。
  方法:選擇一名28歲成年健康男性志愿者,采集頸椎(C1~T1)的CT數據,應用Mim

2、ics11.0、Rapidform XOR3、Hypermesh10.0、CATIA5V19、ANSYS14.0軟件建立下頸椎三維非線性的(C3~C7)完整模型,在C3上分別施加75N的軸向壓力和1N·m的純力偶矩,使模型在屈伸、側彎、旋轉方向運動,將模型的椎間活動度(range of motion,ROM)與Panjabi等和Moroney等體外生物力學測量的實驗數據相比進行驗證。
  建立ACTPS固定模型、ACLP固定模型,

3、利用ANSYS計算兩種模型在前屈、后伸、側彎、旋轉等工況下的ROM。記錄下ACTPS組和ACLP組的Von Mises應力云圖及最大應力值,將ACTPS固定模型、ACLP固定模型的ROM與完整模型進行比較。結果本次實驗建立的正常人的下頸椎(C3~C7)三維非線性有限元模型,模型包括85832個單元,23612個節(jié)點,其外形逼真,椎間ROM與Panjabi等及Moroney等體外生物力學實驗結果吻合。
  ACTPS模型組應力分布的

4、相對比較均勻,ACLP模型組在螺釘與鈦板接觸部位出現應力集中。兩組模型的最大應力值相比差異較明顯。ACTPS組固定節(jié)段與ACLP組相比,ROM更小,鄰近節(jié)段ROM相比差異不明顯;與完整組比較,ACTPS組和ACLP組整體ROM在屈伸、側屈、旋轉方向上分別減小約25°、20°和8°,相應的鄰近C3/4節(jié)段的ROM代償性的變化約0.3°、3°和0.1°。
  結論:ACTPS系統的生物力學穩(wěn)定性優(yōu)于ACLP椎體螺釘系統,適用于2節(jié)段及

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