椎體后凸成形術(shù)治療脊柱胸腰段骨質(zhì)疏松性椎體壓縮性骨折的有限元研究.pdf

1、目的：利用有限元分析法研究比較脊柱胸腰段(T11-T12-L1-L2)在正常情況、骨質(zhì)疏松、，T12骨質(zhì)疏松壓縮性骨折和T12椎體后凸成形術(shù)治療后的脊柱胸腰段椎體的生物力學(xué)特征的變化。 方法：選擇一個(gè)有代表性的健康成年男性的脊柱胸腰段CT圖象，通過三維重建軟件Mimics、Magic RP軟件和MSC Patran有限元前處理軟件建立幾何高度近似的脊柱胸腰段(T11-T12-L1-L2)的三維有限元模型，在此基礎(chǔ)上建立骨質(zhì)疏松、

2、T12骨質(zhì)疏松性楔形骨折和T12椎體后凸成形術(shù)治療后的三維有限元模型。將MSC Patran前處理軟件建立的胸腰段有限元模型導(dǎo)入有限元分析軟件Abaqus，通過固定L2椎體下表面，在T11椎體上表面施加均勻分布的垂直向下的人體上身重力，約260N，模擬計(jì)算人體胸腰段中立位及前屈、后伸、左彎、左旋各5、10度的運(yùn)動(dòng)工況下的椎體骨骼的位移和應(yīng)力傳導(dǎo)情況。 結(jié)果：脊柱胸腰段骨質(zhì)疏松有限元模型相比正常骨密度有限元模型，最大主應(yīng)變均有所增

3、加其中T11在前屈10度和左旋10度的時(shí)候，最大主應(yīng)變較大，分別是2.22和2.36，而在正常骨密度有限元模型分別只有1.50和1.45。T12左彎10度時(shí)候最大主應(yīng)變最大，骨質(zhì)疏松時(shí)是8.44，正常骨密度時(shí)是7.44；對(duì)于L1，L2則都是在做左旋10度時(shí)主應(yīng)變最大，骨質(zhì)疏松時(shí)分別是31.82和4.70，正常骨密度時(shí)分別只有22.70和3.39。T12骨質(zhì)疏松壓縮性骨折后由于椎體形狀的改變，造成最大主應(yīng)變變化明顯。其中T12上方的T11

4、椎體最大主應(yīng)變?cè)赥12骨折后平均增加了17倍，發(fā)生再骨折的機(jī)率大大增加，其次是T12和L2，位于T12下方的L1反而變化不明顯甚至在左彎左旋位時(shí)候最大主應(yīng)變反而減小。T12椎體骨質(zhì)疏松壓縮性骨折后，T11，T12下關(guān)節(jié)突和椎弓根處最大主應(yīng)變較T12骨質(zhì)疏松壓縮性骨折前絕對(duì)值有較大幅度的增加。在骨質(zhì)疏松壓縮性骨折椎體T12內(nèi)填充約1/3量的骨水泥并恢復(fù)椎體形狀后，其最大主應(yīng)變能恢復(fù)到骨質(zhì)疏松椎體無骨折時(shí)的最大主應(yīng)變的變化規(guī)律，并不增加其他

5、椎體的最大主應(yīng)變，但是其余椎體的最大主應(yīng)變?nèi)跃笥谡９敲芏鹊挠邢拊Ｐ汀?結(jié)論：1.當(dāng)發(fā)生骨質(zhì)疏松性椎體壓縮性骨折后，有限元結(jié)果提示KP手術(shù)能降低再骨折發(fā)生的幾率，否則骨折椎體發(fā)生再骨折的機(jī)率非常高，而且與骨折椎體臨近的上端椎體發(fā)生骨折的危險(xiǎn)要大于臨近的下端椎體。2.骨質(zhì)疏松性骨折后小關(guān)節(jié)特別是骨折椎和骨折椎鄰近上位椎的小關(guān)節(jié)增生退變的機(jī)率將上升。3.KP術(shù)后鄰近椎體的最大主應(yīng)變并沒有增加，即KP手術(shù)并沒有增加鄰近椎體骨折的機(jī)