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不同椎板切除手术方式治疗单节段胸腰段结核的有限元分析

李昭  
【摘要】:目的:通过构建有限元模型A(正常T10-L2胸腰椎模型)、B(全椎板切除T11/T12结核病灶清除植骨融合内固定术后去除内固定状态模型)、C(半椎板切除T11/T12结核病灶清除植骨融合内固定术后去除内固定状态模型),对模型进行有效性验证和生物力学分析。方法:征集志愿者进行CT扫描获取T10-L2脊柱节段的DICOM格式原始数据,在Mimics 19.0中建立了T10-L2的初步模型,经过Geomagic WRAP修补加工处理模型,导入SolidWorks 2017进行组配,建立正常T10-L2胸腰椎模型A,模拟手术操作构建后路全椎板切除结核病灶清除植骨融合内固定术后去除内固定状态模型B和半椎板切除结核病灶清除植骨融合内固定术后去除内固定状态模型C,导入Ansys workbench 17.0有限元分析研究软件,材料赋予杨氏模量及泊松比,使用弹簧单元模拟韧带,划分网格,设置载荷及边界条件,施加500N轴向载荷及7.5Nm的旋转力矩模拟人生理活动(前屈、后伸、左右侧弯及左右旋转),对模型进行有效性验证,测量模型整体的运动范围(ROM)和脊柱的最大等效应力(von Mises应力)。结果:相同载荷及力矩条件下,模型A、C与模型B比较运动范围ROM差异有统计学意义,P0.05。模型A与模型C比较运动范围ROM差异无统计学意义,P0.05。模型A、B、C比较最大等效应力差异无统计学意义,P0.05。结论:1.半椎板切除结核病灶清除植骨融合内固定术较全椎板切除结核病灶清除植骨融合内固定术脊柱稳定性更优。2.半椎板切除后,若椎体融合度好,可以取出内固定装置。


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