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脊柱内镜下椎板开窗减压与单侧入路双侧减压治疗腰椎管狭窄症的生物力学稳定性及有限元分析

         
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背景:全脊柱内镜下椎板开窗减压及脊柱内镜下单侧入路双侧减压手术作为后路脊柱内镜下治疗腰椎管狭窄症的前沿高精技术,临床疗效较好,但目前鲜有生物力学及有限元分析的相关研究报道。目的:分析全脊柱内镜下椎板开窗减压及脊柱内镜下单侧入路双侧减压对内镜下治疗腰椎管狭窄症生物力学的影响,验证该两种手术方式治疗腰椎管狭窄症的可靠性和有效性。方法:取1名健康志愿者的腰椎CT图像,利用Mimics、Geomagic、Solidworks、Ansys软件建立正常腰椎L_(4)-L_(5)节段的有限元模型M0,在此基础上分别建立全脊柱内镜下椎板开窗减压手术模型M1与脊柱内镜下单侧入路双侧减压手术模型M2,在3组模型的L__(4)椎体上表面施加相同应力,L_(5)椎体下表面进行固定支撑,分析在前屈、后伸、左侧弯、右侧弯、左旋转、右旋转6种工况下的整体关节活动度及纤维环Von Mises应力极值。结果与结论:①与模型M0相比,模型M1在前屈、后伸、左侧弯、左旋转、右侧弯、右旋转下的整体关节活动度分别增加8.24%,12.17%,0.77%,1.60%,1.86%,6.85%,模型M2在前屈、后伸、左侧弯、左旋转、右侧弯、右旋转下的整体关节活动度分别增加8.24%,12.17%,0.77%,1.60%,2.17%,6.85%;与模型M1相比,模型M2在右侧弯下的活动度整体关节稍增加,其余工况未见明显增加与趋势的改变;②与模型M0相比,模型M1在前屈、后伸、左侧弯、左旋转、右侧弯、右旋转下的纤维环Von Mises应力极值分别增加4.65%,16.09%,0.21%,0.77%,0.25%,1.51%,模型M2在前屈、后伸、左侧弯、左旋转、右侧弯、右旋转下的纤维环Von Mises应力极值分别增加4.58%,16.15%,0.20%,0.80%,0.23%,1.52%;模型M1与模型M2不同工况下的纤维环Von Mises应力极值变化趋势不明显;③结果显示,全脊柱内镜下椎板开窗减压及脊柱内镜下单侧入路双侧减压治疗腰椎管狭窄症后,其责任节段稳定性较好。

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