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第一部分后路椎弓根内固定间接复位方法治疗胸腰椎爆裂型骨折的有限元分析[目的]1、建立L1爆裂型骨折有限元模型。2、在有限元模型上模拟后路椎弓根螺钉固定的复位过程,观察其中不同部位的有限元位移及应力变化,为临床治疗提供一定的参考资料。[方法]选择一名31岁L1爆裂型骨折男性,利用CT对其胸腰椎进行连续薄层扫描,利用CT图像和Mimics10.0软件建立L1爆裂型骨折三维有限元模型,在建立的模型上模型后路椎固定弓根间接复位的过程,将模型导入Anasys10.0软件,在上终板加载Z轴及Z轴偏后方10°的1-10mm的位移,模拟其体位复位及器械撑开复位,观察模型在复位过程中椎间盘、骨折椎及后纵韧带的位移及应力变化。[结果]在加载1-10mm位移载荷后,发现当位移载荷为6mm时,椎体高度及前凸角基本恢复,我们测量在6mm位移下两种载荷加载方式下的椎间盘及后纵韧带的应变及应力情况。在Z轴偏后10°(生理复位)的载荷下,6mm位移时椎体最大应力集中在伤椎上位椎间盘,大小为51.8Mpa,最大位移为伤椎上一个椎体的椎体前缘,后纵韧带位移较小为4.6mm,8mm位移载荷下模拟适当过度复位时,伤椎上位椎间盘应力明显增加为69.1Mpa。在Z轴正方向加载位移载荷(撑开复位)时,发现,位移最大的部位为伤椎后方的后纵韧带,6mm位移载荷下其位移为11.3mm,给予8mm位移模拟术中过度撑开时发现其位移量也明显增加为15.0mm,Z轴正方向载荷下未见椎体应力在椎间盘集中。[结论]该研究建立了L1爆裂型骨折的三位有限元模型,并在之后的载荷加载中达到了临床中复位效果。我们通过两种载荷的加载分别模拟术中生理前凸及椎体撑开等操作步骤,并记录了两种载荷下椎体不同部位,特别是椎间盘及后纵韧带的形变及应力情况。发现体位复位时我们能通过椎间盘的应力集中使伤椎恢复正常的高度及纠正其后凸角,使椎体中产生一定的复位空间,在器械撑开时,由于后纵韧带的复位作用可以将椎管中的骨块推入复位产生的复位空间中,从而达到椎管中骨块的复位。该载荷加载方式与临床应用比较接近,为临床中对该类患者的治疗提供一定的参考资料。第二部分后路椎弓根内固定间接复位方法治疗胸腰椎爆裂型骨折的临床应用[目的]通过随访我院采用后路椎弓根螺钉内固定间接复位方法治疗胸腰椎爆裂型骨折的患者,统计分析其临床疗效及影响因素,为将来临床治疗提供一定的参考资料。[方法]随访我院从1998年2月到2010年10月采用后路椎弓根螺钉内固定间接复位方法治疗胸腰椎爆裂型骨折的患者,并对其临床疗效及影像学表现进行统计分析。分别于术前术后及末次随访(平均39.6个月)拍摄胸腰椎标准正侧位片,以及手术前后CT,在侧位片上测量伤椎前后缘高度百分比(Anterior Vertebral Height,AVH;Posterior Vertebral Height,PVH)、伤椎楔变角(Vertebral Body Angle,VBA)、后凸畸形角(Cobb angle)和矢状面指数(Sagittal Index, SI),在CT平扫上测量椎管正中矢状径。并对患者手术前后级末次随访神经功能按Frankel分级评分标准进行评估,疼痛及功能情况分别按Denis疼痛分级与Oswestry功能障碍指数进行评估。[结果]112例患者经过随访分析,间接复位术后AVH由59.2%±17.2%恢复至96.4%±8.1%,PVH由91.2%±7.1%恢复至98.0%±5.9%,VBA由19.0°±7.7°恢复至4.0°±4.5°,Cobb角17.6°±9.5°恢复至2.8°±8.7°,SI由16.3°±8.6°恢复至1.9°±4.3°。术后至末次随访(平均39.6个月)存在复位丢失现象,丢失值分别为AVH:4.5%±6.3%;PVH:2.2%±5.1%;VBA:2.7°±3.9°;Cobb角:6.1°±5.9°;SI:3.8°±4.6°。各项指标(AVH、PVH、VBA、Cobb角、SI)术前、术后均有显著的统计学意义(P﹤0.01)。术后与末次随访时各项指标相比,均有统计学意义(P﹤0.05)。椎管中骨块占位由术前的41.7%±14.5%减少到16.2%±7.6%,差异有显著统计学意义(P<0.01)。末次随访时,112例患者神经功能为:A级1例,C级1例,D级4例,E级106例。仍有2例患者存在括约肌功能障碍。除1例全瘫的患者无明显恢复外,神经不完全损伤的患者均有Frankel1级以上的改善。根据Denis疼痛分级,61例P1,40例P2,10例P3,,1例P4。末次随访时106例Frankel E级的患者,Oswestry功能障碍指数平均11±16,其中优83例,良20例,差3例,78.3%的患者为优。本组中并发症主要为内固定断裂,共有4例。椎管中骨块复位率与术后AVH复位值成正相关(P<0.01),与术后VBA值成负相关(P<0.05)。[结论]后路椎弓根间接复位治疗胸腰椎爆裂型骨折是能有效恢复椎体高度,纠正后凸畸形,对椎管中骨块也有比较明显的复位作用,术后患者椎体高度及后凸角明显改善,椎管中骨块占位也明显减少,神经功能以及腰背部疼痛与功能情况绝大多数病人能有明显改善。该方法无需打开椎管,术后最大限度的保留了脊柱的活动度,预防了因融合导致的临近关节退变等并发症,手术操作简单,风险小,适合在临床中推广使用。末次随访尽管在椎体高度及后凸角上复位值有少量丢失,但对临床疗效没有明显影响,总之,后路椎弓根间接复位治疗胸腰椎爆裂型骨折是一种安全有效的方法,临床疗效可靠。