Wallis腰椎非融合系统的有限元分析

• 作者: 俞兴 刘瑞 张元智 徐林
• 来源期刊: 中国组织工程研究
• 学科: 医学
• 关键词: 腰椎 Wallis 非融合 有限元模型 生物力学 数字化骨科
• 年，卷（期）: 2012,（13）
• 所属期刊栏目: 研究与报告
• 页码范围: 2287-2291
• 分类号: R318
• 字数: 6709字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1673-8225.2012.13.002

摘要

背景:目前Wallis 非融合系统临床应用短期效果明显.目的 构建Wallis 腰椎非融合系统有限元模型,分析Wallis 腰椎非融合在腰椎不同生理运动情况下的应力分布.方法:选取8 例腰椎间盘轻度退变的志愿者采用连续螺旋CT扫描,导入Materialise Mimics 10.01 软件,三维重建L4~5结果与结论 实验所建立的腰椎三维有限元模型共有233 438 个单元,48 174 个节点;所建立的Wallis 系统的三维有限元模型,共有11 857 个单元,3 398 个节点,将二者拟合,模型共有245 295 个单元,51 572 个节点,重建的三维模型可以精确地模拟Wallis 非融合系统固定情况.通过应力云图显示前屈、后伸、侧屈及旋转运动下Wallis 系统的应力分布情况,此模型说明Wallis 系统参与了腰椎不同方向的活动,与腰椎很好地匹配,顺应了腰椎的运动,位于上下棘突之间的部分应力较大,且与下位椎体棘突相接触部分的应力最高.说明应用CT 扫描技术及Mimics 软件能直接与Abaqus 软件进行对接,并能根据CT 值直接赋值使Wallis 腰椎非融合系统有限元模型的建立更加快捷和精确,Wallis 棘突间撑开器植入后可分担椎间盘应力和小关节压力,Wallis 系统本身和棘突应力升高,有棘突骨折及植入物疲劳性断裂的可能性.椎体及椎间盘三维模型,与文献结果进行对比,验证模型有效性.在AutoCAD 2009 软件中建立Wallis系统模型,导入Materialise3-Matic 4.3 软件,将重建的Wallis模型按标准手术模式与腰椎模型拟合,导入Abaqus 6.9 软件,生成有限元模型,并进行分析腰椎前屈、后伸、侧屈及旋转运动时Wallis腰椎非融合系统的应力变化.结果与结论:实验所建立的腰椎三维有限元模型共有233 438 个单元,48 174 个节点;所建立的Wallis 系统的三维有限元模型,共有11 857 个单元,3 398 个节点,将二者拟合,模型共有245 295 个单元,51 572 个节点,重建的三维模型可以精确地模拟Wallis 非融合系统固定情况.通过应力云图显示前屈、后伸、侧屈及旋转运动下Wallis 系统的应力分布情况,此模型说明Wallis 系统参与了腰椎不同方向的活动,与腰椎很好地匹配,顺应了腰椎的运动,位于上下棘突之间的部分应力较大,且与下位椎体棘突相接触部分的应力最高.说明应用CT 扫描技术及Mimics 软件能直接与Abaqus 软件进行对接,并能根据CT 值直接赋值使Wallis 腰椎非融合系统有限元模型的建立更加快捷和精确,Wallis 棘突间撑开器植入后可分担椎间盘应力和小关节压力,Wallis 系统本身和棘突应力升高,有棘突骨折及植入物疲劳性断裂的可能性.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	徐林	北京中医药大学东直门医院骨科中心	119	684	15.0	19.0
2	俞兴	北京中医药大学东直门医院骨科中心	87	434	12.0	16.0
3	刘瑞	内蒙古医学院附属医院骨科	62	295	9.0	12.0
4	张元智	内蒙古医学院附属医院骨科	50	326	10.0	15.0