T_(12)椎体前缘不同压缩状态下相邻椎体终板应力的有限元分析

背景:椎体压缩骨折是老年骨质疏松症患者最常见的脊柱骨折,椎体前缘的压缩程度与邻近椎体再骨折是否相关尚未明确。目的:利用有限元方法建立T_(12)椎体前缘不同压缩状态模型,并分析T_(12)椎体前缘压缩程度与邻椎终板应力的相关性。方法:基于正常成年人志愿者的胸腰段CT数据,导入MIMICS/3-matic,经图像分割、修补及三维网格化获取胸腰椎T_(11)-L1节段数据,网格赋材质属性后导入ABAQUS,建立韧带、小关节等特征,获取逼真的三维有限元模型。对模型前屈、后伸、左侧屈、右侧屈、左旋及右旋等6个自由度进行加载,验证正常模型的有效性。分别将T_(12)椎体前缘压缩至90%,80%,70%……10%共9个状态,提取T_(11)下终板及L1上终板的MISES应力,获得压缩状态与邻近终板应力的关系曲线。结果与结论:1该模型高度逼真,能真实反映实际受力状态;2结果表明,T_(11)椎体下位终板和L1椎体上位终板的应力值与T_(12)椎体前缘的压缩程度呈正相关,应力增加可能导致终板骨折的可能性增加,进而增大相邻椎体的骨折风险。

正常人体C_0-T_1全颈椎有限元模型的构建及意义

背景:颈椎的脊柱结构单元是退变和创伤的常见发生部位。建立良好的颈椎模型,对研究颈椎在各种条件下的生物力学变化,达到防治颈椎伤病,改善颈治疗方法和疗效有着重要的现实意义。目的:建立正常人体全颈椎(C_0-T_1)三维有限元模型,为进一步生物力学研究提供良好的实验应用基础。方法:选择1位正常健康成人志愿者作为实验研究原始数据来源的对象,将通过256排CT薄层扫描获得的原始数据导入硬盘,使用软件将像素提取并编辑,实施逆向重建,通过模拟计算建立C_0-T_1全颈椎三维有限元模型,并对各方向活动度及力学特征进行验证。结果与结论:实验成功构建了包含韧带的全颈椎三维模型,包括208 631个节点和660 876个单元,各方向活动度良好,除了C_0-C_1活动度稍大之外,其余节段所有的活动度均落在上述文献资料范围内。该全颈椎(C_0-T_1)三维有限元模型局部受力及各方向活动度拟真程度高,具有很好的几何相似性,模型真实有效。

椎骨胸腰节段压缩骨折的有限元分析研究

目的利用有限元方法建立椎体前缘不同压缩状态模型,并分析椎体前缘压缩程度与邻椎终板应力的相关性。方法基于正常成年人志愿者的胸腰段CT数据,导入Mimics,经图像分割、修补及三维网格化获取胸腰椎T11~L13个节段数据,网格赋材质属性后导入ABAQUS软件,获取逼真的三维有限元模型。对模型进行生理载荷加载,验证正常模型的有效性。将L1模型底部全自由度固定,在T11模型上方施加前屈、后伸及轴向压缩载荷,分别将椎体前沿压缩至90%、80%、70%......10%9个状态,提取T11下终板及L1上终板的MISES应力,获得了压缩状态与邻近终板应力关系曲线。结果该模型高度逼真,能真实反映实际受力状态;T11椎体下位终板和L1椎体上位终板的应力值与T12椎体(研究对象)前沿的压缩程度正相关。结论应力增加可能导致终板骨折可能性增加,进而增大相邻椎体的骨折风险,有限元分析结果能够为临床实践提供依据。

ISOBAR TTL半坚强动态固定系统对腰椎固定节段椎间负荷的影响

目的 观察ISOBAR TTL动态固定系统对腰椎固定节段椎间负荷的影响.方法 选用6具新鲜人体腰椎标本,建立终板应力测试系统,选取L3椎体下软骨终板为测试应力部位,分别测量L3～L4运动节段软骨终板应力.L3～L4节段在椎间盘正常及摘除状态,分别进行TTL及坚强系统（SS）固定;依次使标本处于中立位、前屈、后伸、左弯、左旋,MTS858材料机施加轴向负荷,数据直接MTS机采集,由放大器放大后形成Excel文件.结果 无论在椎间盘正常或摘除组,固定节段L3～L4在直立、屈曲、伸展、侧屈及旋转等各种状态,TTL、SS系统固定状态下终板应力较无固定的正常标本明显减小,差异有统计学意义（P＜0.05）,各固定组间差异有统计意义（P＜0.05）,SS系统坚强固定下终板应力最低,而TTL系统固定下终板应力稍高于坚强组.结论 TTL半坚强动态固定系统能够起到明显缓解腰椎固定节段椎间载荷的作用,避免对固定节段的应力遮挡.