计算机模拟椎体成形及对邻近节段力学影响的有限元分析

【作者】 费琦； 王炳强； 唐海； 李东； 杨雍； 李锦军； 王以朋；

【机构】 首都医科大学附属北京友谊医院骨科； 中国协和医科大学北京协和医院骨科；

【摘要】 目的:用有限元方法探索椎体成形术(PVP)对相邻椎体的力学影响,探讨相邻椎体继发骨折的病因。方法:利用MIMICS软件对一例T12骨质疏松性椎体压缩骨折的患者CT图片进行预处理,后导入ABAQUS软件中建立T10-L2三维有限元模型并模拟经椎弓根单侧和双侧入路PVP手术,设置0.3 MPa、1.0 MPa、4.0 MPa三种轴向载荷进行生物力学分析,观察不同载荷下手术前后模型整体及各部分的Von Mises应力,重点评价手术对骨折相邻椎体的力学影响。结果:成功建立了PVP手术前后的三维有限元模型,当轴向压力以0.3 MPa、1.0MPa、4.0 MPa增加后,椎间盘、软骨终板和椎体整体的应力也成比例增加。PVP术后增强椎体(T12)上、下终板骨水泥注入侧的应力增强区域范围减少,所受最大应力明显减少:邻近椎间盘及椎体的应力分布无明显变化;T12相邻椎体(T11、L1)及远端椎体(T10、L2)所受最大应力无明显改变。结论:PVP术后引起上下相邻椎体继发骨折的并发症可能和生物力学结果改变无关。更多还原