本文關(guān)鍵詞：PLIF與TLIF對腰椎穩(wěn)定性影響的有限元分析

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【摘要】：研究背景:隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)迅猛發(fā)展,有限元分析方法正在以驚人的速度,被應(yīng)用到臨床醫(yī)學(xué)研究的各領(lǐng)域中。20世紀(jì)70年代,首次將有限元應(yīng)用于骨科生物力學(xué)的研究,估計(jì)復(fù)雜形狀的應(yīng)力,負(fù)荷和物質(zhì)性能。將有限元應(yīng)用于骨科生物力學(xué),是骨科生物力學(xué)發(fā)展的基本趨勢,也推動著有限元的進(jìn)一步發(fā)展。21世紀(jì)是脊柱外科微創(chuàng)技術(shù)迅猛發(fā)展的時(shí)代,但是相關(guān)的基礎(chǔ)研究相對缺乏,采用有限元分析研究各種新技術(shù)非常必要。研究目的:建立人體腰椎有限元模型,并用有限元分析法分析腰3-4節(jié)段TLIF和PLIF手術(shù)對腰椎穩(wěn)定性的影響。研究方法:選取來吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院體檢的一名30歲健康男性腰1椎體到骶骨完整的CT薄掃圖片,并將DICOM格式原始圖像數(shù)據(jù)導(dǎo)入MIMICS16.0軟件,初步建立腰椎三維模型,在Geomagic Studio12.0、Pro/E 5.0進(jìn)行后處理和裝配,然后再模擬PLIF與TLIF手術(shù)操作并置入椎弓根螺釘及椎間融合器,完成三種三維模型的初步建立。最后導(dǎo)入ANSYS軟件中進(jìn)行進(jìn)一步處理,建立三維有限元模型。模擬離體實(shí)驗(yàn)的載荷和邊界條件下得到三種模型在六種運(yùn)動狀態(tài)下的運(yùn)動度和上下終板、螺釘最大應(yīng)力變化,分析比較腰椎正常模型、腰3-4節(jié)段PLIF和TLIF模型穩(wěn)定性。研究結(jié)果:1與離體尸體研究相比,我們的腰椎正常有限元模型六種運(yùn)動狀態(tài)下的運(yùn)動度均處在合理結(jié)果范圍內(nèi),我們的模型合理性得以驗(yàn)證。2在載荷的六種狀態(tài)下TLIF與PLIF模型L3-4的活動度比腰椎正常模型極大的減少了。PLIF模型后伸時(shí)活動度明顯大于TLIF模型。但是,在各個(gè)運(yùn)動狀態(tài)下,TLIF模型和PLIF模型運(yùn)動度相比無顯著差異。3在TLIF與PLIF模型中各個(gè)運(yùn)動狀態(tài)下幾乎都是L4上終板應(yīng)力大于L3下終板應(yīng)力。無論在腰4上終板還是腰3下終板,TLIF模型的最大應(yīng)力總體來說小于PLIF模型。4 PLIF模型中的下位螺釘承受更大的應(yīng)力,也承擔(dān)著更大的折斷的風(fēng)險(xiǎn);PLIF模型在各個(gè)運(yùn)動狀態(tài)下的椎弓根螺釘最大應(yīng)力都大于相應(yīng)的TLIF模型最大應(yīng)力;在TLIF模型中,任何運(yùn)動狀態(tài)下,無論上釘還是下釘,左側(cè)螺釘?shù)淖畲髴?yīng)力都大于相應(yīng)的右側(cè)螺釘。研究結(jié)論:1本研究結(jié)果表明TLIF模型和PLIF模型在六種運(yùn)動狀態(tài)下運(yùn)動度無明顯差異,可以達(dá)到相似的穩(wěn)定性。2無論是在TLIF模型還是在PLIF模型中,在各個(gè)運(yùn)動狀態(tài)下均是L4上終板應(yīng)力大于相應(yīng)的L3下終板應(yīng)力。融合器更易于沉降于上終板而不是下終板。3總體來說,切除了一側(cè)關(guān)節(jié)突的TLIF手術(shù)相對于切除了后方結(jié)構(gòu)的PLIF手術(shù)減少了在終板的應(yīng)力,故TLIF手術(shù)融合器發(fā)生變性沉降的概率較PLIF小。4在TLIF模型中任何運(yùn)動狀態(tài)下,無論上釘還是下釘,左側(cè)螺釘?shù)淖畲髴?yīng)力都大于相應(yīng)的右側(cè)螺釘。PLIF模型在各個(gè)運(yùn)動狀態(tài)下的椎弓根螺釘最大應(yīng)力都大于相應(yīng)的TLIF模型最大應(yīng)力。5椎板、棘突及后方韌帶復(fù)合體等后部結(jié)構(gòu)在腰椎穩(wěn)定性方面起著比單側(cè)關(guān)節(jié)突更重要的作用。
【關(guān)鍵詞】：腰椎 TLIF PLIF 生物力學(xué) 有限元分析 穩(wěn)定性
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：R68
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 英文縮略詞表11-12
• 第1章 緒論12-14
• 第2章 綜述 腰椎椎間融合術(shù)的研究進(jìn)展14-19
• 2.1 腰椎椎間融合術(shù)的發(fā)展簡史14-15
• 2.2 腰椎椎間融合術(shù)的常用術(shù)式15-18
• 2.3 小結(jié)與展望18-19
• 第3章 材料與方法19-30
• 3.1 研究材料19
• 3.2 腰椎三維模型的建立19-23
• 3.3 腰椎有限元模型的建立23-28
• 3.4 有限元模型的生物力學(xué)分析28-30
• 第4章 結(jié)果30-48
• 4.1 正常腰椎有限元模型驗(yàn)證30-31
• 4.2 有限元模型L3-4 運(yùn)動度比較31-32
• 4.3 TLIF和PLIF模型上下終板應(yīng)力分析32-40
• 4.4 TLIF和PLIF模型腰 3-4 節(jié)段椎弓根螺釘應(yīng)力分析40-48
• 第5章 討論48-52
• 5.1 有限元模型的建立及有效性驗(yàn)證48
• 5.2 不同運(yùn)動狀態(tài)下有限元模型的應(yīng)力分析48-50
• 5.3 腰椎TLIF手術(shù)與PLIF手術(shù)的穩(wěn)定性分析50-51
• 5.4 本研究的局限不足之處51-52
• 第6章 結(jié)論52-53
• 參考文獻(xiàn)53-59
• 作者簡介及科研成果59-60
• 致謝60

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本文編號：1102314