腰椎融合联合上一节段棘突间动态固定的有限元分析

摘要

背景:腰椎融合后邻近节段退变是常见的并发症.既往的研究发现单独应用棘突间稳定系统可以限制植入节段的过度活动,降低椎间盘压力,但对于是否需要在融合节段上方邻近节段植入棘突间稳定系统来预防融合后的邻近节段退变仍不明确.目的:用有限元分析法来分析腰椎融合联合上方邻近节段植入棘突间Coflex系统后对邻近节段的生物力学影响.方法:采用64排螺旋CT自L1-骨盆水平薄层扫描的数据导入到Mimics医学图像处理软件中,构建L1-骶椎的三维模型,再导入SolidWorks逆向工程软件建立实体模型.用Solidworks软件构建L4-5椎弓根螺钉,椎间融合器,Coflex系统模型.模拟L4-5后路椎体间融合术(posterior lumbar interbody fusion,PLIF)模型,在此模型基础上还建立L3-4棘突间植入Coflex系统的模型(PLIF+Coflex模型).对模型进行赋值及分析.结果与结论:在加载屈伸,侧屈,旋转载荷时,PLIF模型和PLIF+Coflex模型的弯曲刚度与完整模型接近.PLIF+Coflex模型L3-4椎间盘应力值明显减小,在后伸时减小最明显.两种模型L5/S1椎间盘最大应力都比完整模型增加.PLIF+Coflex模型在屈伸及左右旋转时L3-4节段活动度比PLIF模型减小.说明PLIF+Coflex动态固定可有效的降低上一位邻近节段椎间盘应力和限制过度的活动.