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后路寰枕斜坡螺钉枕颈固定的生物力学有限元分析
1
作者
王扬
胡旭栋
+4 位作者
阮超越
顾勇杰
刘观燚
马维虎
罗昵
《中国脊柱脊髓杂志》
北大核心
2025年第2期183-193,共11页
目的:利用有限元分析研究后路寰枕斜坡螺钉(atlantoccipital transarticular-clivus screw,TACL)枕颈固定的稳定性及其应力影响。方法:应用志愿者枕颈CT数据建立正常枕颈模型,验证模型有效性后建立枕颈失稳模型和6种枕颈固定的有限元模...
目的:利用有限元分析研究后路寰枕斜坡螺钉(atlantoccipital transarticular-clivus screw,TACL)枕颈固定的稳定性及其应力影响。方法:应用志愿者枕颈CT数据建立正常枕颈模型,验证模型有效性后建立枕颈失稳模型和6种枕颈固定的有限元模型:枕骨螺钉(occipital screw,OS)+寰椎侧块螺钉(C1 lateral mass screw,C1LMS)+枢椎椎弓根螺钉(C2 pedicle screw,C2PS)、OS+寰枕关节螺钉(atlantoccipital transarticular screw,TA)+C2PS、OS+TACL+C2PS、枕骨髁螺钉(occipital condyles screw,OcC)+C1LMS+C2PS、TA+C2PS、TACL+C2PS,对模型赋值材料参数,在枕骨上表面施加40N的垂直向下压力模拟头部重力,施加1.5N·m扭矩,使模型产生屈伸、侧弯和旋转运动,比较各枕颈固定模型在不同工况下的稳定性、置入物应力分布情况以及骨骼应力分布情况。结果:建立的正常枕颈模型生理状态下的活动度与文献报道的结果相近,在屈、伸、侧弯、旋转工况下的活动度分别为19.53°、17.37°、10.44°、38.74°;失稳模型在屈、伸、侧弯、旋转工况下的活动度分别为26.17°、18.90°、10.99°、42.30°,较正常模型分别增加34.00%、8.82%、5.34%、9.20%。6种内固定模型在相同工况下的活动度均减小。相较于失稳模型,TACL+C2PS在前屈、后伸、侧弯、旋转工况下削减了97.43%、94.06%、96.68%、99.01%的活动度。在相同工况下TACL+C2PS的内固定应力峰值为241.00MPa、241.2MPa、166.94MPa、168.8MPa,OS+TACL+C2PS的内固定应力峰值为295.00MPa、295.00MPa、73.54MPa、81.40MPa;内固定应力集中于连接棒中部和TACL尾部,且两种应用TACL固定技术的模型对骨骼的切割应力均较小,较其他枕骨固定技术具有更合理的应力分布。结论:后路TACL作为枕骨侧固定的技术可以满足枕颈固定的力学强度要求,相较于其他单独应用的枕骨固定技术,具有更优异的稳定性和应力分布,其与后路OS联合应用具有更强的力学稳定性。
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关键词
枕
颈固定
寰枕斜坡螺钉
内固定
有限元分析
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职称材料
题名
后路寰枕斜坡螺钉枕颈固定的生物力学有限元分析
1
作者
王扬
胡旭栋
阮超越
顾勇杰
刘观燚
马维虎
罗昵
机构
浙江省宁波市第六医院脊柱外科
出处
《中国脊柱脊髓杂志》
北大核心
2025年第2期183-193,共11页
基金
浙江省自然科学基金资助项目(LY19H060002)
浙江省医药卫生科技项目(2020KY284,2023KY1148)。
文摘
目的:利用有限元分析研究后路寰枕斜坡螺钉(atlantoccipital transarticular-clivus screw,TACL)枕颈固定的稳定性及其应力影响。方法:应用志愿者枕颈CT数据建立正常枕颈模型,验证模型有效性后建立枕颈失稳模型和6种枕颈固定的有限元模型:枕骨螺钉(occipital screw,OS)+寰椎侧块螺钉(C1 lateral mass screw,C1LMS)+枢椎椎弓根螺钉(C2 pedicle screw,C2PS)、OS+寰枕关节螺钉(atlantoccipital transarticular screw,TA)+C2PS、OS+TACL+C2PS、枕骨髁螺钉(occipital condyles screw,OcC)+C1LMS+C2PS、TA+C2PS、TACL+C2PS,对模型赋值材料参数,在枕骨上表面施加40N的垂直向下压力模拟头部重力,施加1.5N·m扭矩,使模型产生屈伸、侧弯和旋转运动,比较各枕颈固定模型在不同工况下的稳定性、置入物应力分布情况以及骨骼应力分布情况。结果:建立的正常枕颈模型生理状态下的活动度与文献报道的结果相近,在屈、伸、侧弯、旋转工况下的活动度分别为19.53°、17.37°、10.44°、38.74°;失稳模型在屈、伸、侧弯、旋转工况下的活动度分别为26.17°、18.90°、10.99°、42.30°,较正常模型分别增加34.00%、8.82%、5.34%、9.20%。6种内固定模型在相同工况下的活动度均减小。相较于失稳模型,TACL+C2PS在前屈、后伸、侧弯、旋转工况下削减了97.43%、94.06%、96.68%、99.01%的活动度。在相同工况下TACL+C2PS的内固定应力峰值为241.00MPa、241.2MPa、166.94MPa、168.8MPa,OS+TACL+C2PS的内固定应力峰值为295.00MPa、295.00MPa、73.54MPa、81.40MPa;内固定应力集中于连接棒中部和TACL尾部,且两种应用TACL固定技术的模型对骨骼的切割应力均较小,较其他枕骨固定技术具有更合理的应力分布。结论:后路TACL作为枕骨侧固定的技术可以满足枕颈固定的力学强度要求,相较于其他单独应用的枕骨固定技术,具有更优异的稳定性和应力分布,其与后路OS联合应用具有更强的力学稳定性。
关键词
枕
颈固定
寰枕斜坡螺钉
内固定
有限元分析
Keywords
Occipitocervical fixation
Atlantoccipital transarticular-clivus screw
Internal fixation
Finite element
分类号
R687.3 [医药卫生—骨科学]
R318.01 [医药卫生—生物医学工程]
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作者
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1
后路寰枕斜坡螺钉枕颈固定的生物力学有限元分析
王扬
胡旭栋
阮超越
顾勇杰
刘观燚
马维虎
罗昵
《中国脊柱脊髓杂志》
北大核心
2025
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