经皮内镜下脊柱微创治疗脊髓型颈椎病有限元生物力学模型及术后精准化运动康复对策

来源 :中国康复医学会骨伤康复专业委员会第一届学术年会论文摘要集 | 被引量 : 0次 | 上传用户:huacheng5215
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目的:应用有限元逆向工程技术和志愿者原始三次CT薄层扫描资料建立针对治疗脊髓型颈椎病(cervical spondylotic myelopathy,CSM)的三维实体有限元模型,并建立颈椎生理活动下静态的生物力学分析,以术后结构变化及生物力学分析数据为基础制定术后精准化运动康复训练对策。方法:获得志愿者的颈椎术前及两次手术后的CT薄层平扫数据,分别导入MIMICS 20.0软件中,应用术前CT资料建立C4-5节段骨性组织有限元模型M。应用第一次手术后CT资料建立单侧C4-5椎板开窗模型M1。应用第二次手术后CT资料建立双侧C4-5椎板开窗模型M2。将三种骨性模型导入3-matic中,分别建立椎间盘组织结构,再将以上模型导入Geomagic studio (美国Geomagic公司)软件,对C4-5节段模型进行NURBS曲面构造形成光滑的曲面模型;将三种曲面模型置于ANSYS workbench 18.0软件中同时在上表面施加重力生理载荷,在此载荷下进行前屈、后伸、左/右侧弯、左/右旋转,六种工况的生理活动,记录六种工况下椎间盘受力和整体的活动度(ROM值),最终对比分析六种工况下三种模型生物力学的数据变化。结果:与模型M进行比较,模型M1在右侧弯活动时椎间盘B、D区域应力增高约10%-12%,其他生理活动无明显差异。模型M2在右侧弯活动时B、D区域应力增高10%-13%,在左侧弯活动时A、C区域增高9%-11%,其他生理活动无明显差异。与模型M相比,分析颈椎术后模型M1、M2在六种生理活动下的位移变化,模型M1在右侧弯生理活动下位移增加约15%,其他方向约增高13%。模型M2在左右侧弯生理活动下位移变化均增加约17%,其他方向约增高14%。结论:全内镜下Endo-LOVE手术治疗脊髓型颈椎病,对脊柱整体的生物力学稳定性影响较小,进行椎板开窗时,减压范围精准可控,通过后路切除部分椎板及关节突关节,扩大椎管容积,减少脊髓压迫,从而治疗脊髓型颈椎病。同时根据术后骨性结构变化引起的生物力学变化制定精准化运动康复方案。后路颈椎微创术后患者大多要通过训练后侧多裂肌来增强生物力学稳定性,对于单侧Endo-LOVE术后的患者需着重训练手术侧颈半棘肌和头半棘肌.对于双侧Endo-LOVE术后的患者需再训练双侧颈半棘肌和头半棘肌等肌肉组织,从而增加颈椎后方的肌肉强度,通过肌肉力量使颈椎更好的处于中轴线上,达到稳定颈椎目的。
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