本文關(guān)鍵詞：單節(jié)段ACDF的椎間高度矯正程度對(duì)鄰近節(jié)段間盤生物力學(xué)影響的研究

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【摘要】：目的借助有效的頸椎有限元模型,運(yùn)用有限元方法研究單節(jié)段頸椎前路減壓融合(ACDF)術(shù)中,責(zé)任椎間高度矯正的程度差異對(duì)相鄰節(jié)段椎間盤生物力學(xué)的影響。為ACDF責(zé)任椎間高度矯正提供靜態(tài)生物力學(xué)參考。材料與方法采用正常成人頸椎CT圖像建立C3-C7有限元模型。參照標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)生物力學(xué)模型(C3-C7)所測得的標(biāo)準(zhǔn)差范圍,驗(yàn)證本實(shí)驗(yàn)建立的正常成人頸椎有限元模型有效性。在此基礎(chǔ)上,分別矯正C4,5;C5,6椎間高度(Ⅰ型:-2mm、Ⅱ型:0mm、Ⅲ型:1mm、Ⅳ型:2mm),建立矯正融合后的C3-C7有限元模型。并以45N垂直載荷分別代入上述各組矯正融合后的有限元模型,共8組為實(shí)驗(yàn)組,同時(shí)作用于正常成人頸椎有限元模型,1組為對(duì)照組。計(jì)算分析各組下列指標(biāo):1)相鄰節(jié)段椎間盤位移(X軸方向、Y軸方向、Z軸方向);2)相鄰節(jié)段纖維環(huán)水平、軸向應(yīng)力及分布;3)相鄰節(jié)段髓核內(nèi)壓;4)融合椎體的非融合側(cè)終板應(yīng)力。比較術(shù)后有限元模型與正常有限元模型之間上述生物力學(xué)參數(shù)的差異。結(jié)果建立了正常成年人頸椎C3-C7節(jié)段有限元模型并通過驗(yàn)證。頸椎有限元模型與實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ头铣潭冗_(dá)90%以上。改變椎間高度,建立了多種頸椎椎體融合有限元模型。各模型在45N垂直加載作用下,測得:1)椎間盤軸向位移的峰值出現(xiàn)在椎間盤前正中部的節(jié)點(diǎn)上;椎間盤膨出位的移峰值出現(xiàn)在椎間盤后外側(cè)部的節(jié)點(diǎn)上,Ⅰ型最為突出較正常存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(Ⅰ型軸向位移及向外膨出位移較正常型增大);2)正常型、Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型纖維環(huán)軸向應(yīng)力峰值位于纖維環(huán)前正中部,Ⅰ型纖維環(huán)軸向應(yīng)力峰值位于后外側(cè)外層纖維環(huán),Ⅰ型最為明顯且與正常存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(Ⅰ型軸向壓縮應(yīng)力較正常型增大)3)Ⅰ型模型上、下兩相鄰節(jié)段模型髓核內(nèi)壓較正常明顯增大,Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型與正常無明顯差異4)隨著椎間高度增加,頸椎曲度逐漸增加,Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型上下終板應(yīng)力逐漸出現(xiàn)后移趨勢(Ⅰ型與正常型相比終板中心應(yīng)力分布不均并減小,周圍應(yīng)力分布增大)。上位鄰近節(jié)段各項(xiàng)參數(shù)中,Ⅰ型與其他各型均存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。下位相鄰節(jié)段僅Ⅰ型部分參數(shù)與其他模型存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。結(jié)論建立了可靠的正常成人C3-C7頸椎有限元模型,建立了多種C3-C7頸椎前路減壓融合模型,經(jīng)有限元模擬可得:在ACDF術(shù)后,Ⅳ型、Ⅲ型、Ⅱ型模型相鄰節(jié)段椎間盤受力分布依次更接近正常生理情況,而Ⅰ型模型相鄰節(jié)段椎間盤、終板受力分布與正常差異較大。術(shù)中恢復(fù)椎間高度不僅改善了頸椎曲度,還可使相鄰節(jié)段受力更符合正常頸椎生物力學(xué)特點(diǎn),可減緩由術(shù)后相鄰節(jié)段異常受力導(dǎo)致的病理變化。本研究可為探討ACDF術(shù)后責(zé)任椎間高度矯正程度對(duì)相鄰節(jié)段間盤生物力學(xué)環(huán)境的影響、頸椎間盤退變的生物力學(xué)機(jī)制,為頸椎病的預(yù)防、手術(shù)治療、術(shù)后康復(fù)等提供生物力學(xué)參考。
【關(guān)鍵詞】：頸椎 ACDF 退變 生物力學(xué)
【學(xué)位授予單位】：天津醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R681.5
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-10
• 縮略語/符號(hào)說明10-11
• 前言11-13
• 1 材料與設(shè)備13-14
• 2 模擬方法14-19
• 2.1 建立并驗(yàn)證正常成人頸椎（C3-C7）有限元模型14-17
• 2.1.1 原始數(shù)據(jù)采集14
• 2.1.2 建立正常成人頸椎三維有限元模型（C3-C7）14-17
• 2.1.3 約束邊界及加載設(shè)置條件17
• 2.1.4 模型的驗(yàn)證17
• 2.2 ACDF術(shù)后頸椎有限元模型的建立及生物力學(xué)分析17-19
• 2.2.1 不同椎間高度融合的有限元模型的建立17
• 2.2.2 約束條件及加載設(shè)置條件17
• 2.2.3 模型計(jì)算和數(shù)據(jù)提取17-18
• 2.2.4 統(tǒng)計(jì)分析18-19
• 3 結(jié)果19-36
• 3.1 正常人體頸椎C3-C7有限元模型的建立和驗(yàn)證19-26
• 3.2 ACDF術(shù)后有限元模型的建立及生物力學(xué)分析26-36
• 3.2.1 建立不同椎間高度融合的有限元模型26-27
• 3.2.2 椎間盤水平及軸向位移27-31
• 3.2.3 椎間盤應(yīng)力31-33
• 3.2.4 髓核內(nèi)壓33-35
• 3.2.5 終板應(yīng)力35-36
• 4 討論36-41
• 5 結(jié)論41-42
• 參考文獻(xiàn)42-45
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明45-46
• 綜述 單節(jié)段頸椎前路減壓融合術(shù)后相鄰節(jié)段退變影響研究和臨床觀察46-63
• 綜述參考文獻(xiàn)56-63
• 致謝63-64
• 個(gè)人簡歷64

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本文編號(hào)：729131