换一批L4/5关节突关节融合后椎间盘应力变化的三维有限元分析
Stress changes of intervertebral disc after fusion of L4/5 facet joints: a finite element analysis
摘要目的:建立正常人L3～L5三维非线性有限元模型,运用有限元分析方法模拟分析L4.5双侧关节突关节未融合与融合后L4/5椎间盘的应力分布情况和L4/5节段活动度.方法:选取1例健康成年男性志愿者,年龄27岁,身高175cm,体重70kg,既往无腰痛病史.采用64排螺旋CT对T12～S1行薄层平扫,得到Dicom格式数据,经Mimics软件选取L3～L5椎体二维图像数据,再经Geomagic软件简化、光滑处理,3-matic软件划分面网格和体网格,Mimics软件赋值,最终导入Ansys软件中重建腰椎关节突关节未融合和融合(融合L4.5双侧关节突关节)的三维有限元模型.利用Ansys软件约束L5椎体下表面各向活动度,给予L3椎体上表面垂直向下的面载荷500N,并给予7.5N·m的力矩模拟正常人体垂直压缩、前屈、后伸、左侧屈、右侧屈、左旋转、右旋转7种运动状态,对L4/5双侧关节突未融合与融合后L4/5椎间盘的应力分布情况和L4/5节段活动度进行分析.结果:成功建立了正常人L3～L5关节突关节未融合和融合的三维有限元模型,未融合模型L3/4、L4/5节段活动度与既往文献中腰椎活动度趋势一致.与未融合模型比较,关节突关节融合模型在各运动状态下L4/5椎间盘后方应力明显减小,差异有统计学意义(P＜0.05);前方应力未见明显改变.关节突关节融合模型L4.5节段活动度明显减小.结论:腰椎关节突关节融合可以降低融合节段椎间盘后方应力,减少融合节段的活动度,有利于维持节段的稳定性.
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关键词
腰椎三维有限元分析椎间盘关节突关节融合活动度LumbarThree-dimensional finite elementIntervertebral discFacet fusionRange of motion
主题词
关节(Joints)椎间盘(Intervertebral Disc)有限元分析(Finite Element Analysis)腰椎(Lumbar Vertebrae)软件(Software)
栏目名称
DOI
10.3969/j.issn.1004-406X.2017.05.10
发布时间
2017-07-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
基金项目
江苏省卫生厅课题（H201630）；
江苏省“科教兴卫”医学重点建设人才项目
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