椎管重建内固定术有限元模型的构建及稳定性分析.pdfVIP

中国骨伤2024年3月第37卷第3期ChinaJOrthopTraumatol,Mar.2024,Vol.37,No.3·271·

·临床研究·

椎管重建内固定术有限元模型的构建

及稳定性分析

陈建民1,刘国印1,黄伟谦1,练仲华²,张二来²,赵建宁1

（1.南京医科大学金陵临床医学院骨科，江苏南京210002;2.厦门医疗器械研发检测中心有限公司，福建厦门

361027)

【摘要】目的：构建椎管重建内固定术的有限元模型,并分析椎管重建内固定术对脊柱稳定性的影响,验证椎管

重建内固定术在椎管内手术中的有效性和可靠性。方法：筛选1名30岁男性,身高172cm,体重75kg的健康志愿者

并采集其腰椎CT资料，建立正常腰椎L3-Ls的有限元模型，并与体外实体结果和已发表的有限元分析结果进行比较，

以验证该模型的有效性。根据处理方式不同分为正常组、椎板切除组和椎管重建组。在相同边界固定和生理载荷条件

下，实施前屈、后伸、左弯、右弯、左旋和右旋6种工况活动，分析6种工况活动下L-L4和L4-Ls观察节段的活动度

(rangeofmotion,ROM)和L-L,整体最大ROM的变化情况。结果：构建的L-L,有限元模型各节段ROM位移与体外

实体结果和既往文献数据结果吻合，确认了该模型的有效性。在L,-L4中,椎管重建组仅在后伸时较正常组增加,ROM

变化百分比5%；其他工况下的ROM与正常组相近，变化百分比5%；而椎板切除组在前屈、后伸、左旋和右旋时的

ROM较正常组和椎管重建组增加,变化百分比5%。在L4-Ls中,椎管重建组,在各工况下的ROM与正常组相近,变化

百分比5%,而椎板切除组在6种工况下的ROM均大于正常组和椎管重建组,变化百分比5%。在Ls-Ls的整体最大

ROM中,椎管重建组仅在后伸时超过正常组,变化百分比5%;而椎板切除在前屈、后伸、左旋和右旋时大于正常组和

椎管重建组,变化百分比5%。Ls-Ls各节段ROM及总体ROM的变化趋势为：椎板切除组椎管重建组正常组。结论：

椎板切除会严重影响脊柱生物力学的稳定性，而应用椎管重建内固定的方式可有效减少脊柱责任节段的ROM位移

并维持其生物力学稳定性。

【关键词】椎板切除；椎管重建；钢板内固定；有限元分析；稳定性；活动度

中图分类号：R687

D0I:10.12200/j.issn.1003-0034开放科学（资源服务）标识码（OSID）：台端

Constructionandstabilityanalysisoffiniteelementmodelforspinalcanalreconstructionwithminiplatesfixation

CHENJian-min,LIUGuo-yin,HUANGWei-qian,LIANZhong-hud,ZHANGEr-lai,ZHAOJian-ning(1.DepartmentofOr-

thopaedics,JinlingHospitalofNanjingMedicalUniversity,Nanjing210002,Jiangsu,China;2.XiamenMedicalDeviceTest-

ingandResearchCo.,Ltd,Xiamen361022,Fujian,China)

ABSTRACTObjectiveToestablishthefiniteelementmodelofspinalcanalreconstructionandinternalfixation,analysis

influenceofspinalcanalreconstructionandinternalfixationonspinalstability,andverifytheeffectivenessandreliabilityof

spinalcanalreconstructionandinternalfixationinspinalcanalsurgery.MethodsA30-year-oldmalehealthyvolunteerwitha