颈椎后路单、双开门椎管成形术的三维有限元分析比较

摘要

目的：通过对颈椎后路单、双开门椎管成形术的三维有限元分析研究，比较两种手术对颈椎的椎间盘、关节突受力及椎体的位移变化。对两种术式进行生物力学评价，为以后的临床工作中手术方式的选择提供生物力学参考。
　　方法：利用三维有限元重建软件Mimics13.0将志愿者的颈3-7椎体CT图像建成颈椎3-7节段的有限元模型，并进行网格划分，以INP格式的文件导出。导入HyperMesh进行进一步前处理，包括材料属性赋值，定义接触关系，设置边界条件并制备成颈椎单、双开门两种模型。导入Abaqus对两个模型施加生理状况下人体颈椎包括垂直、前屈、后伸、左右侧屈及左右扭转共七种力矩，分别计算并记录两模型相邻节段椎间盘、关节突关节应力情况及椎体的位移情况，并进行相互比较。
　　结果：1.在各种力矩作用下，单开门模型的相邻节段椎间盘及关节突关节的受力较双开门模型大，但差异无统计学意义(P>0.05)。2.在各种力矩作用下，单开门模型的椎体的轴向位移较双侧略增大，但差异无统计学意义(p>0.05)。
　　结论：1.模拟了颈椎后路单、双开门椎管成形术治疗多节段脊髓型颈椎病的模型，三维有限元分析是有效的生物力学研究方法。2.尽管单开门椎管成形术对颈椎稳定性改变较双开门椎管成形术大，但差异无统计学意义，两模型对颈椎稳定性的改变差别无统计学意义。