本文關鍵詞： 頸椎病 椎間盤 置換 假體 解剖　出處：《上海交通大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：目的:通過對頸椎側位X線片多項解剖學參數(shù)的測量及統(tǒng)計分析,了解不同頸椎節(jié)段的參數(shù)變化趨勢及差異,為人工頸椎間盤假體的設計提供理論數(shù)據(jù),并根據(jù)這些數(shù)據(jù)設計出一種符合國人解剖學特征的新型的人工頸椎間盤假體。再通過有限元分析,探討該人工頸椎間盤假體置換手術前后頸椎生物力學的改變。方法:1、在大學城隨機選擇20-35歲青壯年志愿者350名,中立位、過屈、過伸位拍攝頸椎正、側位X線片,排除椎體缺如,明顯形態(tài)學異常以及罹患外傷、腫瘤等有可能導致測量不準確者整理并篩選資料后,得志愿者334人,測量中立、過屈、過伸位片C2/3、C3/4、C4/5、C5/6、C6/7椎間隙前緣、后緣以及椎間隙中央的高度、椎間盤角度,統(tǒng)計和分析。2、根據(jù)所得的數(shù)據(jù),設計人工頸椎間盤,更加符合國人解剖特點;本新型人工椎間盤采用的材料將盡可能的以超高分子聚乙烯及PEEK等MR相容性較高的材料為主,這樣能保證其對術后隨訪的影像學資料造成最小的干擾;假體表面進行羥基磷灰石噴涂,保證了假體良好的生物相容性及骨傳導性。3、通過CT斷層掃描正常志愿者頸椎間盤,將獲得的數(shù)據(jù)通過Simpleware軟件進行三維實體重建,利用Geomagic軟件進行布爾運算,生成頸椎間盤有限元模型,進行前處理、網(wǎng)格劃分,使用有限元分析軟件Abaqus計算出不同情況下的活動度和應力分布。通過CT掃描數(shù)據(jù)圖像建立的頸椎C5-C6節(jié)段的有限元模型,在這個頸椎模型上模擬人工頸椎間盤置換術,對置換前后頸椎在常見運動情況下的頸椎生物力學變化進行計算和分析。結果:1、中立位、屈曲位、過伸位頸椎側位片顯示各頸椎間隙高度,不同性別、部位、間隙、姿態(tài)間存在顯著差異,屈伸運動中,椎間盤前緣的運動幅度較中部和后緣大,屈曲時頸椎間盤前份和中央部均被顯著壓縮。2、人工頸椎間盤由上、下兩個半關節(jié)構成,超高分子量聚乙烯髓核固定于下終板,上終板為高拋光凹面,與髓核形成關節(jié)配合;假體的上下中板各均布6枚倒齒,倒齒插入上下椎體實現(xiàn)即刻固定。3、人工椎間盤置換后,手術節(jié)段運動范圍相近,活動度也相近,很好的保留了椎體的活動度。結論:1、生理狀態(tài)下,屈伸運動中,椎間盤前部的運動占整個椎間盤運動幅度的絕大部分,椎間設計、制造和臨床運用中,維持目標椎間隙的高度和活動度至關重要。2、研制的人工頸椎間盤假體符合國家檢驗標準。在頸椎運動學方面,人工頸椎間盤植入后,椎體節(jié)段伸展運動、左右側屈運動和旋轉(zhuǎn)運動穩(wěn)定性增加。在頸椎力學方面,人工頸椎間盤的設計符合椎間盤臨近結構的應力要求,和椎間盤本身的力學性能要求。人工頸椎間盤置換后承載能力,結構強度,穩(wěn)定性均達到椎間盤的要求。
[Abstract]:Objective: to study the variation trend and difference of cervical vertebrae parameters by measuring and analyzing the anatomical parameters of lateral cervical radiographs, so as to provide theoretical data for the design of artificial cervical disc prosthesis. According to these data, a new type of artificial cervical disc prosthesis is designed, which accords with the anatomical characteristics of Chinese people. To investigate the biomechanical changes of cervical vertebrae before and after the artificial cervical disc prosthesis replacement. Methods 350 adult volunteers aged 20-35 years were randomly selected to take X-ray films of cervical vertebrae in positive and lateral position in neutral position, overflexion and extension position. After eliminating the absence of vertebrae, obvious morphologic abnormalities, trauma, tumors, etc. that may lead to inaccurate measurements and sorting out and screening data, 334 volunteers were selected to measure the anterior edge of the intervertebral space of C2 / 3 / 3 / 4 / 4 / 4 / 5 / 5 / 5 / 6 of C67 / C _ 2 / 3 / 4 / 4 of C _ 3 / 4 / 4 / 5 C _ 5 / 6 / C _ (67). The height of the posterior edge and the center of the intervertebral space, the intervertebral disc angle, statistics and analysis. 2. According to the data obtained, the artificial cervical intervertebral disc is designed, which is more in line with the anatomical characteristics of the Chinese. The materials used in the new artificial intervertebral disc will be as high as possible ultrahigh molecular weight polyethylene (UHMWPE) and PEEK and other materials with high Mr compatibility so as to ensure the minimal interference to the imaging data of postoperative follow-up. Hydroxyapatite was sprayed on the surface of the prosthesis to ensure the good biocompatibility and bone conductivity of the prosthesis. The normal cervical intervertebral disc was scanned by CT tomography. The obtained data were reconstructed by Simpleware software. The finite element model of cervical intervertebral disc is generated by Boolean operation with Geomagic software. Using the finite element analysis software Abaqus to calculate the motion and stress distribution of different cases. The finite element model of C5-C6 segment of cervical vertebra was established by CT scanning data image, and the artificial cervical disc replacement was simulated on this model. The biomechanical changes of cervical vertebrae before and after replacement were calculated and analyzed. Results the lateral radiographs of the cervical vertebrae showed the height of cervical intervertebral space, different sex, position, space, and space in the lateral position of cervical vertebrae in 1: 1, neutral position, flexion position, hyperextension position. During flexion and extension, the anterior edge of the intervertebral disc was larger than that of the middle and posterior edge, and the anterior part and the central part of the cervical intervertebral disc were significantly compressed at the time of flexion. The artificial cervical intervertebral disc was composed of the upper and lower half joints. UHMWPE nucleus pulposus is fixed on the lower end plate, and the upper end plate is a highly polished concave surface, which forms a joint with the nucleus pulposus. Each of the upper and lower plates of the prosthesis is distributed with 6 inverted teeth, and the inverted teeth are inserted into the upper and lower vertebrae for immediate fixation. The range of motion of the surgical segment is similar, and the range of motion is similar, which preserves the motion of the vertebral body very well. Conclusion under the physiological condition of 1: 1, the anterior movement of the intervertebral disc accounts for most of the whole range of the movement of the intervertebral disc, and the intervertebral design. In manufacturing and clinical application, it is very important to maintain the height and range of motion of the target intervertebral space. The artificial cervical disc prosthesis meets the national test standard. In terms of cervical mechanics, the design of artificial cervical intervertebral disc conforms to the stress requirements of the adjacent structure of the disc and the mechanical properties of the disc itself. The structural strength and stability meet the requirements of the intervertebral disc.
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R681.5

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本文編號：1499922