椎體成形術(shù)治療老年骨質(zhì)疏松椎體壓縮性骨折對(duì)鄰近節(jié)段生物力學(xué)的影響.pdf

1、目的：近年來(lái)，經(jīng)皮椎體成形術(shù)（percutabeous vertebroplasty，PVP）和球囊擴(kuò)張后凸成形術(shù)（Ky-phoplasty，KP）已成為治療老年人骨質(zhì)疏松椎體壓縮性骨折的常用微創(chuàng)手術(shù)方法。但就國(guó)內(nèi)外已有的相關(guān)報(bào)道來(lái)看，球囊擴(kuò)張后凸成形術(shù)（KP）比（PVP）有著更好的恢復(fù)椎體高度，糾正脊柱后凸畸形的效果，而且骨水泥滲透率相對(duì)更低。然而隨著KP在臨床上廣泛應(yīng)用，學(xué)者們也越發(fā)的關(guān)注術(shù)后鄰近椎體骨折的問(wèn)題，目前已有一些關(guān)于PV

2、P術(shù)后情況的報(bào)道，但由于PVP與KP從術(shù)式特點(diǎn)上確有不同，而且關(guān)于計(jì)算機(jī)模擬KP術(shù)后鄰近椎體的生物力學(xué)變化的研究較少。
　　 因此，建立術(shù)前、術(shù)后兩個(gè)脊柱功能單元的三維有限元模型。為了能充分反映出人體的生物學(xué)特性，區(qū)別與以往基于尸體建模的模式，采用基于患者的實(shí)體建模，加強(qiáng)對(duì)椎間盤(pán)、皮質(zhì)骨、松質(zhì)骨、韌帶及后部結(jié)構(gòu)的模擬，使其更接近與真實(shí)結(jié)構(gòu)[1]。觀察模型在正常范圍內(nèi)的垂直壓縮、前屈后伸、側(cè)彎情況下，手術(shù)前后強(qiáng)化椎體、鄰近椎體、鄰

3、近椎間盤(pán)和后部結(jié)構(gòu)的生物力學(xué)變化，研究KP對(duì)鄰近節(jié)段的生物力學(xué)影響。
　　 方法：隨機(jī)選取一名老年骨質(zhì)疏松壓縮性骨折病人，女性，68歲，身高160cm，體重55kg，先行X線檢查，排除椎體壓縮骨折以外的其他可見(jiàn)的脊柱病變，采用西門(mén)子CT掃描機(jī)，自上而下行螺旋掃描，掃描范圍包括T11-L1全部骨性結(jié)構(gòu)、韌帶及椎間盤(pán)，行CT掃描機(jī)，自上而下行螺旋掃描，層厚0.6mm，層間距0mm，掃描范圍包括T11-L1全部骨性結(jié)構(gòu)、韌帶和椎間盤(pán)。

4、掃描圖片共789張，實(shí)際建模采用中間有效部位745張。將掃描數(shù)據(jù)存入可讀寫(xiě)光盤(pán)。運(yùn)用自行編寫(xiě)的c語(yǔ)言數(shù)字圖像處理程序圖像對(duì)T11-L1骨性結(jié)構(gòu)和椎間盤(pán)區(qū)域進(jìn)行邊緣檢測(cè)，提取邊界坐標(biāo)，并整理成點(diǎn)云文件。將點(diǎn)云文件輸入逆向工程軟件Geomagic，在其中模型經(jīng)歷點(diǎn)階段（Point Phase）、多邊形階段（Polygon Phase）、成形階段（Shape Phase）等三個(gè)處理階段，生成NURBS曲面。由NURBS曲面構(gòu)造的實(shí)體模型通過(guò)I

5、GES文件導(dǎo)入到有限元分析軟件Ansys9.0中去，對(duì)椎體皮質(zhì)骨、松質(zhì)骨、椎間盤(pán)用三維十節(jié)點(diǎn)四面體結(jié)構(gòu)實(shí)體單元進(jìn)行網(wǎng)格劃分，上下終板和纖維環(huán)被簡(jiǎn)化成一體，中間髓核部分被區(qū)分出來(lái)。固定L1下終板和部分小關(guān)節(jié)部位，自T11上終板豎直向下均勻加載300N，觀察T11-T12椎間盤(pán)，T12-L1椎間盤(pán)，T11下終板，L1上終板的應(yīng)力變化；然后于T11上終板加載轉(zhuǎn)矩為10N.m的應(yīng)力，觀察測(cè)試其在前屈、后伸、側(cè)屈、軸向旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的應(yīng)力變化。

6、>　　 結(jié)果：在垂直荷載壓力下，T11下終板和L1上終板表面應(yīng)力與術(shù)前相比，應(yīng)力分布有所變化，但并無(wú)明顯增加，而且遠(yuǎn)低于相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究所報(bào)道[14]的終板受損變形的最低值；T11-T12椎間盤(pán)和T12-L1椎間盤(pán)所受應(yīng)力，與術(shù)前相比，雖然低于相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道所能承受的最大值，但應(yīng)力明顯增大。
　　 結(jié)論：球囊擴(kuò)張后凸成形術(shù)有效的改善了脊柱功能單位的生物力學(xué)性能，有效的恢復(fù)了術(shù)椎的高度，對(duì)鄰近椎體未產(chǎn)生較大的影響，但由于術(shù)后，椎間盤(pán)應(yīng)