不同O-EA角枕颈内固定术后下颈椎椎间盘及关节突软骨应力分布的三维有限元分析

• 作者: 修鹏 刘立岷 宋跃明 杨曦 陈太勇
• 来源期刊: 中国脊柱脊髓杂志
• 学科: 医学
• 关键词: 含外耳道全颈椎模型 枕颈角 有限元 生物力学
• 年，卷（期）: 2020,（11）
• 所属期刊栏目: 基础研究
• 页码范围: 1007-1015
• 页数: 9页
• 分类号: R318.01
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1004-406X.2020.11.07

摘要

目的:构建不同O-EA角(occiput and external acoustic meatus to axis angle)枕颈内固定含外耳道的全颈椎三维有限元模型,观察下颈椎椎间盘及关节突软骨应力分布.方法:收集1例29岁健康男性的含外耳道的全颈椎CT数据,用Mimics 19.0、Geomagic Studio 2015和Solid Works 2018等软件处理,依据O-EA角80°、95°、110°对枕颈内固定系统进行测绘并建立三维模型,构建O-EA角80°、95°、110°并装配有枕颈内固定系统含外耳道的全颈椎三维有限元模型.沿齿状突上方颅底表面施加1.5N·m的力矩,并施加75N垂直力模拟头颅重量,测量前屈、后伸、左侧屈及左旋转工况下C5/6、C6/7椎间盘和C6、C7上关节突软骨Von Mise应力峰值并进行分析和比较.结果:成功建立了不同O-EA角(80°、95°和110°)含外耳道全颈椎三维有限元模型.O-EA角95°枕颈内固定含外耳道的全颈椎三维有限元模型在前屈、后伸和左旋转工况下C5/6、C6/7椎间盘和C6、C7上关节突软骨的Von Mise应力峰值比O-EA角80°和O-EA角110°模型小;左侧屈工况下,C5/6椎间盘以及C6、C7上关节突软骨Von Mise应力峰值O-EA角95°模型比O-EA角80°和110°模型大,C6/7椎间盘Von Mise应力峰值O-EA角95°模型比O-EA角110°模型大而比O-EA角80°模型小.结论:三维有限元分析结果提示枕颈内固定术中应注意O-EA角大小,O-EA角不恰当可能造成C5/6、C6/7椎间盘和C6、C7上关节突软骨的Von Mise应力峰值增加,进而加速下颈椎的退变.