外科学外科学( (骨外骨外) )专业毕业论文专业毕业论文 精品论文精品论文 棘板螺钉固定的腰椎棘棘板螺钉固定的腰椎棘突间动态内固定器的计算机辅助设计及生物力学研究突间动态内固定器的计算机辅助设计及生物力学研究关键词：外科手术关键词：外科手术 棘突间动态内固定器棘突间动态内固定器 腰椎疾病腰椎疾病 计算机辅助设计计算机辅助设计 生物力学生物力学 传感器技术传感器技术 稳定性稳定性摘要：随着腰椎棘突间动态内固定器越来越多地应用在退变性腰椎疾病中，大 量的实验研究及临床报告揭示了该项技术的优势，但其中也有许多问题，诸如 腰椎棘突间动态内固定器对腰椎后柱结构的影响以及对脊柱稳定性的影响等将 有待于进一步解决。本研究目的是通过对中国人下腰椎棘突椎板区域相关应用 解剖学参数的测量及棘突间三维空间的测量，由计算机辅助设计新型棘板螺钉 固定式腰椎棘突间动态内固定器，从生物力学方面评价在单纯棘突间固定方式 时和应用棘板螺钉固定方式时下腰椎稳定性的变化及邻近节段椎间盘、小关节 突应力改变，为临床应用提供依据。 1、应用解剖参数测量和计算机辅助设 计棘板螺钉固定的腰椎棘突间动态内固定器 通过对 20 具完整脊柱骨骼标本 L3-S1 双侧棘突椎板区域厚度的测量及 20 位和 40 位健康志愿者的 L3-S1CT 扫 描、三维 CT 重建，获得中国人下腰椎棘突椎板区域相关应用解剖学参数及下腰 椎棘突间三维空间结构的样本数据。通过计算机转换，以获得棘突间隙的空间 数据和图像，根据棘突间隙立体模型进行计算机辅助内固定器设计。内容是： 棘板螺钉最佳进钉部位，最佳进钉角度，棘突间间隔物与棘突间空间结构的解 剖匹配和最适契合。 2、生物力学研究 取新鲜尸体脊柱标本 L3-S1 节段 12 具，通过切除拟固定节段上位椎体双侧下关节突内侧 1/2 及部分黄韧带的方 式建立腰椎不稳模型，分别进行双侧棘板螺钉固定和 wallis 棘突间固定两种固 定方式的固定。应用电阻应变式传感器技术和光栅位移传感器技术对非损伤性 加载下的前屈、后伸、轴向压缩、侧弯及扭转状态的腰椎的载荷-应变变化、载 荷-位移变化及腰椎的应力强度、刚度，腰椎的扭转力学性能、相邻节段力学变 化等进行分析研究。 选用经过检查无损伤(肿瘤、外伤、手术)的 12 具成人 新鲜冰冻尸体脊柱标本(L3-S1)进行实验分组：1、完整标本(记作 N 组)； 2、L4/5 上位椎体双侧下关节突内侧 1/2 及部分黄韧带切除组(记作 A1 组)： 3、L4/5 上位椎体双侧下关节突内侧 1/2 及部分黄韧带切除双侧棘板螺钉固定 组(记作 A2 组)；4、L4/5 上位椎体双侧下关节突内侧 1/2 及部分黄韧带切除 wallis 植入组(记作 A3 组)；5、L5/S1 上位椎体双侧下关节突内侧 1/2 及部分 黄韧带切除组(记作 A4 组)；6、L5/S1 上位椎体双侧下关节突内侧 1/2 及部分 黄韧带切除双侧棘板螺钉固定组(记作 A5 组)。各组按随机顺序进行 4 项非损伤 性等级加载，最后进行扭转力学试验。用电阻应变式传感器技术和光栅位移传 感器技术进行生物力学测量。分析完整标本、不稳定标本及各固定组之间稳定 性的差异，以及邻近节段椎间盘及小关节间隙应力变化的差异。结果显示两种 固定方式均可使固定节段除扭转外的稳定性恢复至接近正常状态(P0.05)，而 在扭转状态时，两种固定方式均较正常标本差(P0.05)。棘板螺钉固定方式较 wallis 棘突间固定对降低邻近节段椎间盘和小关节突应变，改善应力集中的作 用更明显(P0.05)。综合比较，棘板螺钉固定方式更接近于正常状态。 结 论： 在腰椎棘突间非融合技术中，采用棘板螺钉固定可以有效的提高术后脊 柱稳定性，在降低固定后邻近节段椎间盘及小关节突间隙应力应变方面具有同样良好的效果。将其应用于棘突间间隔物的固定，设计的新型棘突间非融合内 固定器在重建植入节段稳定性和降低对邻近节段影响等生物力学作用方面将比 现有棘突间动态内固定器更加优越。正文内容正文内容随着腰椎棘突间动态内固定器越来越多地应用在退变性腰椎疾病中，大量 的实验研究及临床报告揭示了该项技术的优势，但其中也有许多问题，诸如腰 椎棘突间动态内固定器对腰椎后柱结构的影响以及对脊柱稳定性的影响等将有 待于进一步解决。本研究目的是通过对中国人下腰椎棘突椎板区域相关应用解 剖学参数的测量及棘突间三维空间的测量，由计算机辅助设计新型棘板螺钉固 定式腰椎棘突间动态内固定器，从生物力学方面评价在单纯棘突间固定方式时 和应用棘板螺钉固定方式时下腰椎稳定性的变化及邻近节段椎间盘、小关节突 应力改变，为临床应用提供依据。 1、应用解剖参数测量和计算机辅助设计 棘板螺钉固定的腰椎棘突间动态内固定器 通过对 20 具完整脊柱骨骼标本 L3-S1 双侧棘突椎板区域厚度的测量及 20 位和 40 位健康志愿者的 L3-S1CT 扫 描、三维 CT 重建，获得中国人下腰椎棘突椎板区域相关应用解剖学参数及下腰 椎棘突间三维空间结构的样本数据。通过计算机转换，以获得棘突间隙的空间 数据和图像，根据棘突间隙立体模型进行计算机辅助内固定器设计。内容是： 棘板螺钉最佳进钉部位，最佳进钉角度，棘突间间隔物与棘突间空间结构的解 剖匹配和最适契合。 2、生物力学研究 取新鲜尸体脊柱标本 L3-S1 节段 12 具，通过切除拟固定节段上位椎体双侧下关节突内侧 1/2 及部分黄韧带的方 式建立腰椎不稳模型，分别进行双侧棘板螺钉固定和 wallis 棘突间固定两种固 定方式的固定。应用电阻应变式传感器技术和光栅位移传感器技术对非损伤性 加载下的前屈、后伸、轴向压缩、侧弯及扭转状态的腰椎的载荷-应变变化、载 荷-位移变化及腰椎的应力强度、刚度，腰椎的扭转力学性能、相邻节段力学变 化等进行分析研究。 选用经过检查无损伤(肿瘤、外伤、手术)的 12 具成人 新鲜冰冻尸体脊柱标本(L3-S1)进行实验分组：1、完整标本(记作 N 组)； 2、L4/5 上位椎体双侧下关节突内侧 1/2 及部分黄韧带切除组(记作 A1 组)： 3、L4/5 上位椎体双侧下关节突内侧 1/2 及部分黄韧带切除双侧棘板螺钉固定 组(记作 A2 组)；4、L4/5 上位椎体双侧下关节突内侧 1/2 及部分黄韧带切除 wallis 植入组(记作 A3 组)；5、L5/S1 上位椎体双侧下关节突内侧 1/2 及部分 黄韧带切除组(记作 A4 组)；6、L5/S1 上位椎体双侧下关节突内侧 1/2 及部分 黄韧带切除双侧棘板螺钉固定组(记作 A5 组)。各组按随机顺序进行 4 项非损伤 性等级加载，最后进行扭转力学试验。用电阻应变式传感器技术和光栅位移传 感器技术进行生物力学测量。分析完整标本、不稳定标本及各固定组之间稳定 性的差异，以及邻近节段椎间盘及小关节间隙应力变化的差异。结果显示两种 固定方式均可使固定节段除扭转外的稳定性恢复至接近正常状态(P0.05)，而 在扭转状态时，两种固定方式均较正常标本差(P0.05)。棘板螺钉固定方式较 wallis 棘突间固定对降低邻近节段椎间盘和小关节突应变，改善应力集中的作 用更明显(P0.05)。综合比较，棘板螺钉固定方式更接近于正常状态。 结 论： 在腰椎棘突间非融合技术中，采用棘板螺钉固定可以有效的提高术后脊 柱稳定性，在降低固定后邻近节段椎间盘及小关节突间隙应力应变方面具有同 样良好的效果。将其应用于棘突间间隔物的固定，设计的新型棘突间非融合内 固定器在重建植入节段稳定性和降低对邻近节段影响等生物力学作用方面将比 现有棘突间动态内固定器更加优越。 随着腰椎棘突间动态内固定器越来越多地应用在退变性腰椎疾病中，大量的实 验研究及临床报告揭示了该项技术的优势，但其中也有许多问题，诸如腰椎棘突间动态内固定器对腰椎后柱结构的影响以及对脊柱稳定性的影响等将有待于 进一步解决。本研究目的是通过对中国人下腰椎棘突椎板区域相关应用解剖学 参数的测量及棘突间三维空间的测量，由计算机辅助设计新型棘板螺钉固定式 腰椎棘突间动态内固定器，从生物力学方面评价在单纯棘突间固定方式时和应 用棘板螺钉固定方式时下腰椎稳定性的变化及邻近节段椎间盘、小关节突应力 改变，为临床应用提供依据。 1、应用解剖参数测量和计算机辅助设计棘板 螺钉固定的腰椎棘突间动态内固定器 通过对 20 具完整脊柱骨骼标本 L3-S1 双侧棘突椎板区域厚度的测量及 20 位和 40 位健康志愿者的 L3-S1CT 扫描、三 维 CT 重建，获得中国人下腰椎棘突椎板区域相关应用解剖学参数及下腰椎棘突 间三维空间结构的样本数据。通过计算机转换，以获得棘突间隙的空间数据和 图像，根据棘突间隙立体模型进行计算机辅助内固定器设计。内容是：棘板螺 钉最佳进钉部位，最佳进钉角度，棘突间间隔物与棘突间空间结构的解剖匹配 和最适契合。 2、生物力学研究 取新鲜尸体脊柱标本 L3-S1 节段 12 具， 通过切除拟固定节段上位椎体双侧下关节突内侧 1/2 及部分黄韧带的方式建立 腰椎不稳模型，分别进行双侧棘板螺钉固定和 wallis 棘突间固定两种固定方式 的固定。应用电阻应变式传感器技术和光栅位移传感器技术对非损伤性加载下 的前屈、后伸、轴向压缩、侧弯及扭转状态的腰椎的载荷-应变变化、载荷-位 移变化及腰椎的应力强度、刚度，腰椎的扭转力学性能、相邻节段力学变化等 进行分析研究。 选用经过检查无损伤(肿瘤、外伤、手术)的 12 具成人新鲜 冰冻尸体脊柱标本(L3-S1)进行实验分组：1、完整标本(记作 N 组)；2、L4/5 上位椎体双侧下关节突内侧 1/2 及部分黄韧带切除组(记作 A1 组)：3、L4/5 上 位椎体双侧下关节突内侧 1/2 及部分黄韧带切除双侧棘板螺钉固定组(记作 A2 组)；4、L4/5 上位椎体双侧下关节突内侧 1/2 及部分黄韧带切除 wallis 植入 组(记作 A3 组)；5、L5/S1 上位椎体双侧下关节突内侧 1/2 及部分黄韧带切除 组(记作 A4 组)；6、L5/S1 上位椎体双侧下关节突内侧 1/2 及部分黄韧带切除 双侧棘板螺钉固定组(记作 A5 组)。各组按随机顺序进行 4 项非损伤性等级加载， 最后进行扭转力学试验。用电阻应变式传感器技术和光栅位移传感器技术进行 生物力学测量。分析完整标本、不稳定标本及各固定组之间稳定性的差异，以 及邻近节段椎间盘及小关节间隙应力变化的差异。结果显示两种固定方式均可 使固定节段除扭转外的稳定性恢复至接近正常状态(P0.05)，而在扭转状态时， 两种固定方式均较正常标本差(P0.05)。棘板螺钉固定方式较 wallis 棘突间 固定对降低邻近节段椎间盘和小关节突应变，改善应力集中的作用更明显 (P0.05)。综合比较，棘板螺钉固定方式更接近于正常状态。 结论： 在 腰椎棘突间非融合技术中，采用棘板螺钉固定可以有效的提高术后脊柱稳定性， 在降低固定后邻近节段椎间盘及小关节突间隙应力应变方面具有同样良好的效 果。将其应用于棘突间间隔物的固定，设计的新型棘突间非融合内固定器在重 建植入节段稳定性和降低对邻近节段影响等生物力学作用方面将比现有棘突间 动态内固定器更加优越。 随着腰椎棘突间动态内固定器越来越多地应用在退变性腰椎疾病中，大量的实 验研究及临床报告揭示了该项技术的优势，但其中也有许多问题，诸如腰椎棘 突间动态内固定器对腰椎后柱结构的影响以及对脊柱稳定性的影响等将有待于 进一步解决。本研究目的是通过对中国人下腰椎棘突椎板区域相关应用解剖学 参数的测量及棘突间三维空间的测量，由计算机辅助设计新型棘板螺钉固定式 腰椎棘突间动态内固定器，从生物力学方面评价在单纯棘突间固定方式时和应用棘板螺钉固定方式时下腰椎稳定性的变化及邻近节段椎间盘、小关节突应力 改变，为临床应用提供依据。 1、应用解剖参数测量和计算