位置:成果数据库 > 期刊 > 期刊详情页
腰椎后路单节段椎弓根螺钉内固定的三维有限元分析
  • ISSN号:0376-2491
  • 期刊名称:中华医学杂志
  • 时间:0
  • 页码:7-11
  • 语言:中文
  • 分类:R683.2[医药卫生—骨科学;医药卫生—临床医学;医药卫生—外科学] R783.6[医药卫生—口腔医学;医药卫生—临床医学]
  • 作者机构:[1]中国医学科学院中国协和医科大学北京协和医院骨科,100730, [2]美国Akmn大学机械工程系
  • 相关基金:基金项目:国家自然科学基金资助项目(30772191);中国博士后科学基金资助项目(20060400567)
  • 相关项目:退行性脊柱侧凸(DS)的比较蛋白质组学研究
中文摘要:

目的建立腰3-4节段的后路经椎弓根螺钉内固定的有限元模型,评估固定前后系统的应力变化,探讨后路内固定对腰椎和内固定器械的力学影响。方法利用Pro/E三维建模软件模拟脊柱后路的钉棒内固定系统,MIMICS软件模拟手术实际操作,建立后路经椎弓根螺钉固定前后的腰3-4节段三维实体,导入有限元软件ABAQUS中建立三维有限元模型。采用腰4椎体做收敛性分析,建立5种不同网格划分数目的腰4模型进行验证。分析椎体和螺钉系统在0.5mPa轴向压力下的力学变化。结果在均布压力下,腰4模型位移为0.00125815mm,与基准位移的误差只有0.8167%,模型收敛性好。在轴向压力作用下,固定后的椎体、椎间盘和内固定的应力发生明显变化,椎间盘的应力集中部位由后外侧转向前外侧,固定椎体产生的应力明显减小,应力遮挡效应明显。螺钉根部的上下方,存在着明显的应力集中,且上一椎体固定的螺钉要比下一椎体的螺钉承受应力大。结论利用计算机辅助系统和有限元分析结合的方法,可以模拟腰34节段后路椎弓根内固定手术,较直观地观察脊柱后路固定前后系统的力学变化。

英文摘要:

Objective To evaluate the mechanical response of L3-L4 segment after posterior interfixation with a transpedicle screw system. Methods Spiral CT machine was used to conduct continuous parallel scan on the L3-L4 section of a 40-year-old healthy male Chinese. The image data thus obtained were introduced into MIMICS software to reconstruct the 2-D data into volume data and obtain 3-D models of every element.. Pro/3-D model construction software system was used to simulate the 3-D entity of L3-L4 fixed by screw robs through spinal pedicle via posterior approach that was introduced into the finite element software ABAQUS to construct a 3-D finite element model. The stress changes on the vertebrae and screw under the axial pressure of 0.5 mPa was analyzed. Results Under the evenly distributed pressure the displacement of the L4 model was 0. 00125815 mm, with an error of only 0. 8167% from the datum displacement. The convergence of the model was good. The stress of the fixed vertebral body, intervertebral disc, and internal fixators changed significantly. The stress concentration zone of the intervertebral disc turned from the posterolateral side to anterolateral side. The stress produced by the fixed vertebral bodies decreased significantly. Obvious stress concentration existed in the upper and lower sides of the base of screw and the fixed screw at the upper vertebral body bore greater stress than the lower vertebral body. Conclusions Integration of computer aided device and finite element analysis can successfully stimulate the internal fixation of L3-L4 visa posterior approach and observe the mechanic changes in the vertebral column more directly.

同期刊论文项目
同项目期刊论文
期刊信息
  • 《中华医学杂志》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中华医学会
  • 主编:
  • 地址:北京市东四西大街42号
  • 邮编:100710
  • 邮箱:nmjc@cma.org.cn
  • 电话:010-85158355 85158180
  • 国际标准刊号:ISSN:0376-2491
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2137/R
  • 邮发代号:2-588
  • 获奖情况:
  • 1992年与1996年连续两次在中宣部、国家科委、新闻...,1999年、2003年分别荣获首届国家期刊奖和第二届国...,中国期刊方阵“双高”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,荷兰医学文摘,美国生物医学检索系统,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:101941