正常人脊柱T5～12节段性血管的解剖学及影像学研究

目的:观察脊柱T5～12节段性血管的解剖走行并测量相关解剖学参数.方法:解剖组共10例正常成人尸体标本,观察节段性血管的解剖走行,测量T5～12各节段左侧或右侧椎间孔出口沿椎体表面至主动脉同侧血管壁的长度,以此代表相应节段性血管的长度,分别记为SL和SR,并计算SR/SL值.影像组共30例正常脊柱患者T5～12的CT平扫片,测量T5～12各节段左侧或右侧椎间孔出口沿椎体表面至与椎体表面垂线相切的主动脉同侧血管壁的长度,以此代表相应节段性血管的长度,分别记为SL和SR,并计算SR/SL值.结果:从T5～12,两组的SR/SL比值均有逐渐减小的趋势,解剖组各节段SR/SL平均值与影像组CT片各节段SR/SL平均值相比之差异均无统计学意义(P＞0.05).结论:CT片可测两侧节段性血管的长度,并可作为前路手术处理该血管的解剖学依据.     

颈椎椎体间隙的应用解剖学

目的:测量国人颈椎椎体间隙的解剖学参数,为临床颈椎椎间融合器植入手术提供解剖学依据.方法:随机抽样选择20～29岁青壮年志愿者50人,其中男性35人(21～29岁,平均年龄25.2岁),女性15人(20～29岁,平均年龄24岁).按性别分组进行CT扫描,测量颈2,3～颈6,7各个椎间隙的左右径、前后径、前缘高度、中点高度、后缘高度.结果:男性组椎体间隙左右径平均(20.32±1.53)mm,前后径平均(19.36±1.10)mm,前缘高度(8.40±0.90)mm,中点高度(8.73±1.04)mm,后缘高度(5.17±0.69)mm.女性组左右径(18.58±1.40)mm,前后径(16.36±1.60)mm,前缘高度(5.50±0.74)mm,中点高度(7.95±0.65)mm,后缘高度(5.9±0.33)mm.结论:无论在男性组或者女性组,同节段椎间隙正中矢状面前、中、后高度差异均存在统计学意义,表现为后缘高度＜前缘高度＜中点高度.在同节段同部位的测量值,男性组均明显大于女性组.     

正常人脊柱T_(5～12)节段性血管的解剖学及影像学研究

目的:观察脊柱T5～12节段性血管的解剖走行并测量相关解剖学参数。方法:解剖组共10例正常成人尸体标本,观察节段性血管的解剖走行,测量T5～12各节段左侧或右侧椎间孔出口沿椎体表面至主动脉同侧血管壁的长度,以此代表相应节段性血管的长度,分别记为SL和SR,并计算SR/SL值。影像组共30例正常脊柱患者T5～12的CT平扫片,测量T5～12各节段左侧或右侧椎间孔出口沿椎体表面至与椎体表面垂线相切的主动脉同侧血管壁的长度,以此代表相应节段性血管的长度,分别记为SL和SR,并计算SR/SL值。结果:从T5～12,两组的SR/SL比值均有逐渐减小的趋势,解剖组各节段SR/SL平均值与影像组CT片各节段SR/SL平均值相比之差异均无统计学意义(P>0.05)。结论:CT片可测两侧节段性血管的长度,并可作为前路手术处理该血管的解剖学依据。     

经胸椎肋横突结合区椎弓根外螺钉固定的解剖学研究

目的:为经胸椎肋横突结合区椎弓根外螺钉固定手术提供影像解剖学参数.方法:对50个正常成人的T1～10肋横突结合区进行CT扫描,测量肋横突结合区人路的长度、宽度、高度、内倾角度及下倾角度,并与椎弓根入路对比,数据经统计学处理.根据测量结果设置各椎体入路穿钉参数,在3具成人防腐尸体标本T1～10共30个胸椎体上进行模拟手术,穿钉后CT扫描.结果:肋横突结合区入路进钉长度(59.05±0.83)mm、宽度(15.03±0.73)mm、高度(10.36±1.28)mm、内倾角度(34.53±0.21)°及下倾角度(12.95±1.58)°均大于椎弓根入路进钉长度(45.51±0.56)mm、宽度(5.98±0.78)mm、高度(5.35±0.61)mm、内倾角度(12.31±2.05)°及下倾角度(2.85±1.07)°,差异有统计学意义(P<0.05);根据测量结果设置进钉入路参数,30个胸椎体60枚螺钉均位于肋横突结合区,未见穿入椎管、椎间孔和胸腔.结论:胸椎肋横突结合区螺钉内固定,在解剖学上是可行的,尤其对椎弓根发育畸形和狭窄者,具有安全、可靠、容易定位等优点,为胸椎后路螺钉固定的选位提供参考.     

旋髂深血管蒂髂骨瓣转位腰骶椎植骨的应用解剖

目的 :为带旋髂深血管蒂髂骨瓣转位腰骶段椎体植骨融合术提供应用解剖学基础。方法 :在3 0具共 60侧灌注红色乳胶的成年尸体上 ,解剖观察旋髂深动脉的起始、走行、分支、分布范围及其毗邻结构 ,测量有关数据 ;摹拟转位情况、测量旋髂深动脉的起点至S1椎体中部、L5～S1椎间、L5椎体中部的距离 ,并用量角器测量旋髂深动脉主干向内转位的角度。结果 :旋髂深动脉起于髂外动脉者占 63 .3 % ,起于股动脉者占 3 6.7%。起点外径 ( 2 .6± 0 .4)mm ,腹壁肌支外径 ( 1.4± 0 .4)mm ,旋髂深动脉的主干延续为髂嵴支 ,外径 ( 1.8± 0 .4)mm ,沿途发出许多小的分支进入髂嵴 ,以最后一个分支作为终点测量其蒂长为( 10 .7± 0 .7)cm ,旋髂深动脉起点至L5椎体中部距离为 ( 11.2± 0 .7)cm ,至L5～S1椎间距离为 ( 10 .1±0 .5 )cm ,至S1椎体中部距离为 ( 9.7± 0 .6)cm ,向内旋转角度为 ( 63 .5± 3 .5 )°。结论 :带旋髂深动脉蒂髂骨瓣转位腰骶段椎体植骨融合具有可行性。     

椎弓根钉固定与椎体成形术治疗爆裂型骨折的生物力学研究

目的:评价用椎弓根钉系统固定并同时经椎弓根人工骨椎体成形术治疗胸腰椎爆裂性骨折的生物力学效果,为临床术式选择提供生物力学依据.方法:采用12具国人新鲜脊柱标本(T11～L3),预损伤后压缩法模拟失去前柱支持,完全不稳的L1椎体爆裂性骨折.实验分完整状态组、椎弓根钉同定组和椎弓根钉同定并椎体成形术组.测试标本前屈,后伸,左、右侧弯及左、右轴向旋转状态下同定节段(T11～L3)的运动范围(ROM)以及极限载荷,并计算刚度,进行统计学处理,比较各组间差异.结果:椎弓根钉同定并椎体成形术与单纯椎弓根钉固定两种手术方式进行比较.在屈伸、左右侧弯时,二者运动范围之间的差异无统计学意义,而在轴向旋转时,前者[左旋:(72.42±16.33)%,右旋:(70.30±1 1.58)%]运动范围小于后者[左旋:(106.92±12.0)%,右旋:(105.02±14.31)%](p＜0.05).极限载荷和刚度之间比较,前者均大于后者(P＜0.05).结论:采用椎弓根钉固定并椎体成形术治疗胸腰段爆裂型骨折,能够提高生物力学稳定性.稳定效果要优于单纯的后路短节段椎弓根螺钉内同定,同时也可以增加固定节段承受的极限载荷和刚度.     

推拿手法对腰椎间盘突出症腰椎结构三维位移的影响

目的通过观察推拿手法对腰突症患者腰椎三维空间位移的影响,探讨推拿手法治疗腰突症"骨错缝"的干预机制。方法选取10名腰突症患者,分为理筋手法组(5例,简称理筋组)和理筋手法加调整手法组(5例,简称理调组)进行治疗;正常志愿者5例为理筋手法(简称正常组)。应用ITK重建软件重建腰椎椎体并进行有限元分析,比较3组手法干预前后腰椎椎体三维位移变化情况。结果 3组腰突症患者推拿手法治疗后L1～5各椎体的空间位置发生了一定改变。理调组L3在X轴角位移为(1.77±0.46)°;L4在X、Y轴角位移分别为(1.78±0.53)°、(1.89±0.75)°,显著大于理筋组和正常组(P<0.05);理调组L1～5在X轴三维角位移分别为(1.50±0.47)°、(1.55±0.57)°、(1.77±0.46)°、(1.78±0.53)°、(1.61±0.39)°,均显著大于正常组(P<0.05);理调组L3在Y轴三维位移为(2.87±0.74)mm,L4在X轴三维位移为(1.68±0.64)mm,显著大于理筋组和正常组(P<0.05);理调组L1、L4、L5在X轴三维位移分别为(1.28±0.21)、(1.68±0.64)、(1.30±0.51)mm,L1～3在Y轴三维位移分别为(1.92±0.42)、(2.25±0.61)、(2.87±0.74)mm,均显著大于正常组(P<0.05)。理筋手法组L1～5各节段三维角位移和位移与正常组相比,均呈现大于正常组的趋势。结论理调手法比理筋手法更能调整失稳或退变节段的空间位置,使腰椎椎体产生水平及旋转移位,而非上下移位,对纠正腰椎"骨错缝"产生重要作用。理筋手法对腰突症患者腰椎结构有一定的影响,但不显著。     

胸腰段爆裂骨折中后突骨折块复位与影像学参数的关系

目的初步分析在胸腰段椎体爆裂骨折中与后突骨折块复位的相关因素。方法回顾性分析2009年1月~2013年12月因创伤导致的单个胸腰段椎体爆裂骨折患者的资料。在后路内固定撑开复位手术前使用CT进行扫描,测量椎体前、中、后的高度,正中椎管矢状径、横径,局部Cobb畸形角度,后突骨折块翻转角度、水平旋转角度,并计算椎管正中矢状径压缩比率,椎体前、中、后压缩比率。使用AO分类方法对骨折分型,ASIA分级对神经功能进行评估。Logistic回归分析上述因素与骨折块复位情况的相关性。结果总计有60名胸腰段爆裂骨折患者符合入组标准,术后CT显示后突骨折块均复位。术前椎体前缘压缩比率(26.9%±15.8)%,中间压缩比率(27.1%±12.3)%,后缘压缩比率(14.3%±11.8)%,正中椎管矢状径压缩比率(46.2%±22.4)%,后突骨折块翻转角度(38.3±10.8)°,水平旋转角度(6.3±17.5)°,局部Cobb角(11.7±4.2)°,正中椎管矢状径(8.9±3.9)mm,横径(24.1±8.8)mm。Logistic回归分析表明伤椎椎体前壁压缩比率(=0.027,OR=4.864)和椎管正中矢状径压缩比率(=0.025,OR=4.991)与后突骨折块复位明显相关。结论在胸腰段爆裂骨折中,椎体前壁压缩比率和伤椎椎管正中矢状径的压缩比率对术前判断骨折块能否复位有着明显的可预见性。     

CT三维重建技术对颈椎理想椎弓根螺钉的选择及意义

目的运用CT三维重建技术测量颈椎(C3～C7)理想椎弓根螺钉的形态并探讨临床意义。方法应用CT三维重建技术对56例颈椎(C3～C7)进行模拟椎弓根内固定术,并对理想椎弓根螺钉的形态进行测量,包括理想螺钉的长度、直径、螺钉的偏角(外偏角)及矢状角。结果C3～C7理想椎弓根螺钉的长度分别为(28.2±1.9)、(27.9±2.1)、(29.7±2.0)、(30.8±2.3)、(30.6±2.4)mm;直径分别为(4.3±0.8)、(4.5±0.8)、(4.9±0.8)、(5.4±0.9)、(6.2±0.9)mm;外偏角分别为(48±4)°、(50±5)°、(48±4)°、(43±4)°、(36±3)°;矢状角分别为(9±5)°、(6±4)°、(1±3)°、(-1±4)°、(-1±3)°。结论C3～C7椎弓根的形态变异范围较大,应用CT三维重建技术模拟椎弓根内固定术,可测量理想椎弓根螺钉的形态并进行评估,对术中置入螺钉的角度和形态的选择有指导意义。     

棘上韧带与腰椎融合术后相邻节段退变的相关性研究

目的探索棘上韧带对预防腰椎融合术后相邻节段退变的重要意义,为提高腰椎融合的手术后效果提供理论和数据基础。方法选取健康成年新西兰大白兔20只,随机分为实验组和对照组,两组均在全身麻醉下行前路暴露腰5/6(L_(5/6))椎体并予L_(5/6)椎体U形钉固定完成模型,实验组暴露L_(4/5)棘上韧带并切除,对照组不做任何处理。比较两组大白兔在手术后相邻脊柱节段的退行性病变和病理结果上的差异性。结果两组实验对象在术前临近节段的椎间隙高度和活动范围上差异均无明显的统计学意义(P0.05),对照组对象仅在术后Cobb角上明显大于对照组[(50.7±6.2)°vs.(45.3±5.1)°,t=2.131,P=0.047],实验组临近节段术前术后的椎间隙活动范围有明显改变[L_(4/5):(5.1±0.8)°vs.(4.2±0.7)°,t=2.811,P=0.020;L_(6/7):(4.5±0.7)°vs.(3.6±0.6)°,t=2.513,P=0.033],术后Cobb角也明显大于术前[(45.3±5.1)°vs.(40.2±4.4)°,t=3.207,P=0.011]。共有12只兔子发生腰椎椎间盘的退行性病变,3级病变均发生实验组,两组对象在病变分级上差异有统计学意义(P0.05),退行性病变主要的病理类型为黏液样变性,严重者可有髓核区坏死的形成。Logistics回归分析显示仅有切除棘上韧带是术后腰椎间盘退行性病变的主要影响因素(OR=32.652,95%CI=1.684~632.948,P=0.021)。结论腰椎融合术中保留临近节段的棘上韧带可以明显增加临近节段椎间隙活动范围和Cobb角,并且是发生术后椎间盘退行性病变的保护因素。     

胸椎椎基静脉孔的CT影像学观测

目的　通过对胸椎椎基静脉孔（BF）的数字化观测,明确其解剖位置、形态特点,为临床应用提供参考依据。 方法　 40例成人胸椎CT扫描数据,运用Mimics15.0软件重建测量BF宽(BFW)、高(BFH)、深(BFD);BF距椎体上、下终板（VHU、VHB）和左、右缘（VWL、VWR）间距;观察其在椎体中的位置与形态。 结果　（1）胸椎BFW总体呈V形分布,T6为最小值（3.69±1.29 mm）; BFH在T1~3趋于平稳,T4～6渐减,T7～11渐增;BFD在T1～3渐增,T3～10趋于平稳,T10～12渐减。（2）BF距上终板与下终板间距总体呈上升趋势,T1最小：VHU为（7.05±1.27） mm,VHB为（7.21±0.87） mm,T12最大：VHU为(11.00±1.10) mm,VHB为(11.37±1.48) mm;距左、右缘间距在T1～4渐减,T5～12渐增,T4最小:VWL为(10.50±1.40) mm,VWR为(10.81±1.66) mm,T12最大:VWL为(15.74±2.55)mm,VWR为(16.23±2.82)mm。 结论　胸椎椎体后壁近中央处均存在BF,其形态结构复杂且在不同个体、不同节段中均存在差异。BF在T1～8、T10、T11位于椎体后壁近中央,T9和T12稍偏向左侧。BF在T1～3、T10～12形似棱锥体形,而T4～9形似长方体形。     

臂丛分支的CT定位研究及在Bristow-Latarjet术式的临床意义

目的　研究臂丛分支在肩胛下肌前方的CT定位,提高Bristow-Latarjet术式临床操作时安全范围的认知。 方法　福尔马林固定的上肢标本16侧（男10,女6）。解剖和使用显影线标记16侧肩的臂丛分支（肌皮神经、腋神经、桡神经）在肩胛下肌前方的位置、行程,CT水平位上测量肩关节内旋45°、中立位、外旋45° 3个体位2~5点位置肌皮神经到关节盂的距离及成角规律,所得数据经统计学处理。 结果　⑴臂丛在肩胛下肌前方,由内往外神经的排列分别是腋神经、桡神经、肌皮神经。⑵CT水平位上测量肌皮神经在3个体位的数据,组间比较：角度上比较,2~5点位置的内旋位与中立位、与外旋位比较具有统计学意义（均P<0.05）;距离上比较：2点位置的外旋位与中立位、与内旋位比较具有统计学意义（均P<0.05）,中立位与内旋位比较无统计学差异（P=0.15）;3~5点位置的内旋位与中立位、与外旋位比较具有统计学意义（均P<0.05）。5点位置的外旋位与中立位比较无统计学差异（P=0.07）。组内比较：内旋位2点位置的角度分别与3~5点位置比较,均有统计学差异（均P<0.05）,3~5点位置的两两比较,均无统计学差异（均为P>0.05）。 Pearson分析：盂的高度HL与内旋位2点位置的角度呈负相关,与3点位置的角度呈正相关,与内旋位2点位置的距离呈负相关,与3~5点位置的距离呈正相关。 结论　肩关节内旋45°时肌皮神经的安全范围显著大于中立位及外旋45°,建议内旋位操作。     

基于CT的髌骨下极骨折分型

目的 基于三维CT图像对髌骨下极骨折分型。 方法 回顾性分析本院2018年5月至2020年11月67例髌骨下极骨折的三维CT图像并分型。用Kappa系数评估观察者间可信度和观察者自身可信度。 结果 髌骨下极骨折分为无移位骨折（Ⅰ型）和移位骨折（Ⅱ型）两型。移位骨折可分为3个亚型：Ⅱa型,大块型骨折,包括髌骨下极1枚孤立性骨折块,或2枚较大的骨折块;Ⅱb型,粉碎性骨折,多枚较小的骨折块,包括冠状位和矢状位骨折块;Ⅱc型,袖套样撕脱骨折,沿髌骨下极整个弧面的呈内外方向的长弧形骨折,多为粉碎性的,骨折块非常薄。本研究中Ⅰ型8例,Ⅱa型11例,Ⅱb型42例,Ⅱc型6例。观察者之间的可信度平均K值为0.782（0.682 ~ 0.896）,基本可信;观察者自身可信度平均K值为0.837（0.786 ~ 0.884）,完全可信。 结论 本文髌骨下极骨折分型方法有较高的可信度及可重复性,对临床有一定的指导意义。     

极限旋转体位对上颈椎椎动脉管腔的影响

目的　使用CT血管成像技术研究极限旋转体位对上颈椎椎动脉管腔的影响。 方法　取8具新鲜成人尸体上颈椎（C0~4）标本,制作成椎动脉离体模型,颅骨端模块固定3 kg模拟颈椎立位载荷,椎动脉注入造影剂,在实验台上实现立位状态下中立位、多旋转极限体位并使用万向外固定架固定,进行CT薄层扫描, 采集C1节段、C1/C2间隙节段、C2椎体上1/3段（寰枢椎侧块关节外侧）、C2椎体下缘、C3椎体节段等5个层面的椎动脉横截面积。比较组间差异,探讨失神经体液调节下体位因素对椎动脉空间形态作用机制。 结果　颈椎旋转极限及后伸旋转极限体位会引起同侧椎动脉截面积减少（P＜0.05）,而对侧椎动脉截面积无明显改变（P＞0.05）,并且横截面积减少部位集中出现在C2椎体上1/3处。 结论　(1)上颈椎离体椎动脉模型及试验方法能实现极限旋转体位下椎动脉管腔CTA的测量; (2)在失神经体液调节下,颈椎极限旋转及极限后伸旋转体位能引起同侧椎动脉狭窄,狭窄部位主要集中在寰枢椎侧块关节外侧。     

胸腰椎椎弓根的解剖学测量及其临床意义

目的　观测胸腰椎椎弓根形态结构特征 ,为临床提供解剖学参数。方法　测量 31例成年男性椎骨T1～L5的横径、矢径、椎弓根间距及椎弓根通道长度。结果　横径 :T1～T6逐渐变小 ,T6～T12 逐渐增大 ,L1和L2 小于T12 ,L2 ～L5逐渐增大 ;矢径 :T1～T3 逐渐增大 ,T4～T7均小于T3 和T8,T7～T12 又逐渐增大 ,L1～L3 逐渐变小 ,L3 ～L5又逐渐增大 ,T1～L5均明显大于其横径 (P <0 0 1) ;模仿弓根通道长 :T1～T10 逐渐增长 ,T11和T12 均较T10 和L1短 ,L1～L4逐渐增长 ,L5较L4短 ;椎弓根间距 :T1～T4逐渐变窄 ,T5～L5逐渐增宽 ;左右侧比较无显著性差异 (P >0 0 5 )。结论　进行椎弓根螺钉固定时应根据不同节段椎弓根形态特点 ,结合影像学资料 ,选择相应的螺钉直径、长度、进钉部位及方向。     

Finite element analysis of the scoliotic spine under different loading conditions

The role of the vertebral body's rotation and the loading conditions of the brace has not been clearly identified in adolescent idiopathic scoliosis. This study aimed to implement a finite element (FE) model of C-type scoliotic spines to investigate the influence of different loading conditions on variations of Cobb's angle and the vertebral rotation. The scoliotic FE model was constructed from C7 to L5, and its geometry was the right thoracic type (37.4°) with an apex over T7. Three loading conditions included a medial-lateral (ML) and anteroposterior (AP) force with a magnitudes of 100-0, 80-20 and 60-40 N. Those forces were respectively applied over the 6th, 7th and 8th ribs. According to an analysis of Cobb's angle, the 100 N ML force that was applied over the 8th rib could achieve the best correction effect. Furthermore, the ML force was dominant in alterations of Cobb's angle, whereas the AP force was dominant in alterations of the axial vertebral rotation. Additionally, the level below the apex was the most appropriate level to apply the force to correct C-type scoliosis.     

n-HA/PA66椎体增强器和椎体成形术治疗骨质疏松性椎体骨折的生物力学效果对比

目的对比研究n-HA/PA66椎体增强器和椎体成形术治疗骨质疏松性骨折椎体的生物力学效果,并为临床上选择n-HA/PA66椎体增强器的入路方式和数量提供理论依据。方法在正常椎体T11～L3有限元模型的基础上,建立4种增强器-椎体T11～L3有限元模型(横突入路A、横突入路B、腰大肌入路A和腰大肌入路B)、两种删除椎体横突间韧带的对照组模型,以及两种骨水泥-椎体T11～L3有限元模型(1.8、3.6 mL骨水泥)。在9种有限元模型上均施加500 N垂直荷载和7 N·m不同方向力矩,计算分析模型在垂直、前屈、后伸、侧弯和扭转工况下的应力和位移,并基于计算结果探究两种不同骨质疏松性椎体骨折治疗方法对椎体的生物力学影响。结果在相同荷载工况下,注入骨水泥后椎体的应力较植入增强器后椎体的应力增加更大,且位移减量更小。4种增强器-椎体T11～L3有限元模型中,采用腰大肌入路A方式(即经腰大肌单侧植入1枚增强器)植入增强器使得椎体应力增加最小。结论为了降低应力增加而引起再次骨折的风险,同时增强骨折椎体的刚度,建议临床医生应优先采用经腰大肌单侧植入1枚增强器来治疗骨质疏松性椎体骨折。     

青少年特发性脊柱侧弯严重程度与全脊柱活动度的相关性分析

目的：利用脊柱形态测量仪SpinalMouse对患者全脊柱活动度进行量化测量,将其结果分别与主弯Cobb角、顶椎旋转度和支具佩戴时间进行相关性分析,确定如何设计针对性的医疗体操训练。方法：选取2015年1月至2016年5月于我中心接受康复治疗的48例AIS患者作为研究对象,男性8例、女性40例。平均年龄(13.46±2.00)岁;平均站立位主弯Cobb角24.29°±9.48°;Risser征平均2.21°±1.80°;主弯顶椎旋转度平均1.08°±0.77°;支具佩戴时间平均(17.54±21.36)个月。利用SpinalMouse为患者进行脊柱前屈、后伸及左右侧屈活动度的测量。结果：主弯Cobb角、主弯顶椎椎体旋转度、支具佩戴时间均与站立位侧屈活动度呈负相关(P<0.01),但均与站立位前屈及后伸活动度无明显相关性(P>0.05)。结论：主弯Cobb角、椎体旋转度的严重程度以及长时间佩戴支具对患者全脊柱侧屈活动度有影响,而对屈伸活动度无明显影响。     

骨水泥对椎体成形术治疗胸腰椎骨质疏松压缩性骨折的生物力学影响

目的运用有限元方法模拟椎体成形术中骨水泥剂量对不同骨质疏松程度胸腰椎T11~L3生物力学影响,为术前骨水泥注射量的选择提供理论依据。方法基于CT图像建立胸腰椎T11~L3有限元模型并验证。建立12个不注射骨水泥的不同骨质疏松程度椎体对照组模型,向椎体L1分别注射1.8、3.6 m L骨水泥,建立24个不同骨质疏松程度的骨水泥增强椎体有限元模型。在椎体T11上表面施加500 N垂直载荷和7 N·m力矩并计算分析椎体在垂直、后伸、前屈、侧弯及扭转工况下的应力和位移。结果注射骨水泥后,扭转载荷下椎体应力和位移变化最大。与对照组模型相比,注射1.8 m L骨水泥时,随椎体骨质疏松程度加重,扭转载荷下椎体L1应力从增加55.0%上升到87.7%,位移从减小6.5%上升到32.0%;最大骨质疏松程度的椎体T12和L2扭转应力变化率分别为3.6%和5.7%。注入3.6 m L骨水泥时,随椎体骨质疏松程度加重,扭转载荷下椎体L1应力从增加288.5%上升到313.8%,位移从减小8.9%上升到44.7%;最大骨质疏松程度的椎体T12和L2扭转应力变化率分别为7.3%、7.6%。结论骨质疏松程度的加重和骨水泥注射量的增加会引起椎体应力增加,特别是扭转载荷下椎体应力变化最大。对骨质疏松程度严重的骨折椎体选择小剂量骨水泥以避免较大的应力增加,且应限制病人的扭转活动。     

基于CT影像的骨质疏松性胸腰椎压缩骨折PKP术后三维有限元力学模型的建立与验证

目的:建立胸腰椎（T11-L2节段）的三维有限元模型,并验证其生物力学分析有效性。方法:筛选1名T12椎体骨质疏松性压缩骨折的志愿者为建模对象,利用64排螺旋CT进行连续性扫描,扫描区域为脊柱胸腰段T11-L2节段。将CT数据读盘为DICOM格式,导入Mimics 19.0软件进行原始模型的提取与转化;Geomagic Warp 2017软件进行特征去除、光顺、曲面实体拟合;Solidworks 2017软件进行零件结构的组装与附属结构生成;Ansys Workbench 17.0软件添加材料属性、边界条件、坐标及载荷设定及生物力学分析。结果:成功建立了T12椎体压缩骨折T11-L2节段的经皮椎体后凸成形术（PKP）术后三维有限元模型,并测得其前屈、后伸、左侧弯、右侧弯、左旋转、右旋转时的角位移分别为8.3°、3.8°、7.8°、7.6°、3.7°、4.0°,与以往力学实验验证结果位移趋势一致。结论:基于有限元建模软件能成功建立骨质疏松性椎体压缩骨折PKP术后有限元数字模型,有效性验证合格,所建模型可靠,具备生物力学测试性能。