腰椎皮質骨釘道螺釘在腰椎真性滑脫手術中的三維有限元應用

曲銀娥　宋永全　韓晶　馬思琪

[摘要]目的：應用三維有限元分析模擬并比較傳統釘道（traditional trajectory，TT）與皮質骨釘道（cotticalbone trajectory，CBT）的固定強度。方法：用TT和CBT兩種方式分別對四組椎體進行模擬置釘，對軸向抗拔出力，屈曲、伸展、彎曲、旋轉等應力進行測試，對比固定強度。結果：在抗拔出力比較中，0V-NV組的CBT螺釘相比TT螺釘具有更強，差異有統計學意義（t=2.10，P<0.05）；上、下、左、右方向應力試驗中，NBM-NV、NBM-VS組中，TT螺釘較CBT螺釘固定強度更強，差異均有統計學意義（P<0.05），而在0V-NV中，固定強度則與其相反。在NBM-NV、NBM-VS組屈伸應力比較中，TT螺釘穩定性明顯強于CBT螺釘內固定，差異具有統計學意義（P<0.01），在旋轉應力中，OV-NV組CBT螺釘比TT螺釘能耐受更大的應力，差異具有統計學意義（P<0.05）。結論：對于骨質疏松峽部完整椎體，CBT螺釘的抗拔出力及內固定穩定性優于TT螺釘。

[關鍵詞]腰椎皮質骨釘道螺釘；骨質疏松；腰椎真性滑脫手術；三維有限元

1一般資料

病例納入標準：成年人，腰5椎體真性滑脫，I-II°滑脫。排除標準：伴有其他腰椎疾病，既往有腰椎手術病史或繼發性骨質疏松。

選取骨量正常的腰5椎體真性滑脫患者20例（男性7例，女性13例），原發性骨質疏松合并腰5椎體真性滑脫患者20例（男性8例，女性12例）共40例患者，選取峽部裂椎體（L5椎體）為實驗組，峽部正常椎體（L4椎體）作為對照組。

2分組及模型建立

本實驗共分為8組，首先根據患者有無骨質疏松分為骨量正常組及骨質疏松組，再根據椎體峽部裂將每一組分為峽部裂及正常椎體2個亞組，在每個亞組中分別模擬傳統軌跡及皮質骨釘道2種置釘方式

對本實驗所用椎弓根螺釘測量后，應用Solidworks CAD軟件繪制。CT資料由承德醫學院附屬醫院CT科提供，運用Mimcs軟件讀取掃描好的腰椎節段的CT數據。通過Cancelud 3D操作，形成峽部正常與峽部裂椎體的三維模型，導入Geomagic軟件，形成三維實體，并在Geomagic中生產每個椎體的松質骨及皮質骨部分，再導入到Ansys Workbench 14.0中，通過布爾運算得到中空的皮質骨及松質骨兩部分，建立平面、切割、布爾運算等操作生成后部結構。……