一、一种新型颈前路钢板的三维稳定性生物力学评价（论文文献综述）
孔庆捷[1]（2020）在《ACAF技术的生物力学与临床应用解剖学研究》文中研究指明背景颈椎后纵韧带骨化症（ossification posterior longitudinal ligament,OPLL）在我国拥有着巨大的患者群体,其可导致四肢与躯干感觉和运动功能障碍,严重者甚至出现瘫痪和大小便失禁。手术治疗通常被认为是唯一有效的治疗方法。OPLL的手术治疗可归纳为前路、后路两类。以往研究表明,前路手术方式可获得较比后路手术更佳的术后疗效。然而前路减压手术将面临较高的手术风险,要求术者技术较高,且在长节段OPLL的手术治疗中存在颈椎稳定性重建困难的问题。因而,针对OPLL理想的手术方式一直是脊柱外科争论的话题。我们前期提出了针对OPLL手术治疗的新技术,即颈前路椎体骨化物复合体前移融合术（anterior controllable antedisplacement and fusion,ACAF）。ACAF技术通过完成椎体骨化物复合体（vertebral-OPLL complex,VOC）的游离、前移来完成前方减压,而未直接切出后纵韧带骨化物,从而获得了传统前路手术直接减压的良好手术效果,同时也兼具了传统后路手术的手术安全性,且在临床研究发现其术后内固定相关并发症发生率显着低于传统前路手术。但由于ACAF技术需要切除椎体两侧部分结构,使其游离,这会在一定程度上加重对颈椎内在稳定性的破坏,但ACAF又采取了类似ACDF的多节段置钉分散应力的方法而避免应力集中的发生。因而,ACAF的稳定性及生物力学行为特性值得深入研究明确。同时,ACAF的解剖学研究尚未完善。对于脊柱外科医师,想要很好的掌握这项新技术,对其深入透彻的解剖理解,尤其是在明确术中开槽截骨的解剖标记、术中椎动脉损伤的风险性以及术中开槽减压与脊髓、神经根、颈椎椎间孔的解剖关系,显得尤为重要。本项研究通过生物力学研究对比分析ACAF、ACDF、ACCF的生物力学性能变化,以验证ACAF技术的稳定性和有效性,为其临床应用提供参考依据;通过构建ACAF的三维有限元模型,与ACCF、ACDF的相关生物力学特性进行对比,明确其生物力学行为特性;通过对新鲜尸体标本的解剖学研究和OPLL患者术前、术后的影像学研究,评估ACAF技术中椎动脉损伤的风险,并指出ACAF术中开槽减压与脊髓、神经根、颈椎椎间孔的解剖关系,以期为临床手术提供重要的解剖学参考依据。研究目的通过与主流颈前路手术的生物力学稳定性进行对比分析,证实ACAF技术的稳定性和有效性;构建ACAF的三维有限元模型,明确其生物力学行为特性;证实ACAF技术在椎动脉损伤方面的安全性,并明确ACAF术中开槽减压与脊髓、神经根、颈椎椎间孔的解剖关系。为今后其应用于颈椎个性化手术,以及临床改进手术技术、提升手术疗效提供科学的参考依据和理论基础。研究方法1、使用18具尸体脊椎的C1到T1区域来测试屈伸、左右侧弯和左右旋转的ROM（2Nm）。设置循环疲劳负荷测试条件为:循环载荷3Nm、频率2Hz、循环3000个。根据手术方法将所有标本随机分为三组:ACDF,ACAF和ACCF组。它们按照以下顺序进行测试:（1）完整状态的ROM测试,（2）每组模型（ACDF,ACAF,ACCF）的ROM测试,（3）循环载荷试验,n=3000,（4）每组模型（ACDF,ACAF,ACCF）的ROM测试。2、建立健康成人完整颈椎（C2-C7）的有限元模型。构建三种颈前路术式模型:（1）完成C4、C5前移的ACAF;（2）完成C4、C5椎体次全切除的ACCF;（3）完成C3/C4、C4/C5和C5/C6椎间隙减压的ACDF。于C2参考点施加不同方向上的2Nm纯力偶矩加载以及垂直与C2上界面向C7方向的75N垂直加载,以模拟前屈、后伸、侧弯、旋转。对各组模型的活动范围、终板应力、内固定系统应力、内置物应力及螺钉椎体界面应力进行分析比较。3、回顾性分析28例采用ACAF手术治疗的颈椎OPLL患者CT影像信息。测量7个影像参数:双侧钩突尖的距离,双侧钩突尖至横突孔内缘的水平距离,双侧极限斜行开槽线至横突孔内缘的最短垂直距离,双侧极限倾斜角度,双侧底部极限侧方减压距离,减压开槽宽度,双侧开槽侧壁至同侧横突孔内缘的距离。对11具新鲜冷冻保存成人头颈部尸体标本完成ACAF手术操作后,进行解剖学研究,测量2个解剖参数:开槽宽度,双侧开槽侧壁至同侧横突孔内缘的距离。4、回顾性分析47例采用ACAF或ACCF手术治疗的颈椎OPLL及颈椎管狭窄症患者的影像学信息。测量3个术后影像参数:减压开槽宽度,双侧椎间孔入口区的减压有效率,各手术节段的脊髓横径。对3具新鲜冷冻保存成人头颈部尸体标本完成ACAF手术操作后,进行解剖学研究,测量4个解剖参数:开槽宽度,脊神经前根自脊髓发出起始点之间的距离,双侧脊神经前根自脊髓发出起始点至椎间孔的长度,双侧脊神经前根下倾角的角度。结果1、各组术后在各方向上的节段及整体ROM均较完整状态下显着降低,而各组疲劳载荷后在各方向上的ROM较比术后的ROM有所上升。评估时间和手术方法的交互效应没有显着性,这显示各组节段及整体ROM的变化趋势是平行的。其中,ACCF组术后及疲劳载荷后在各方向上的ROM均明显大于其它两组,而ACDF组与ACCF组之间未见显着性差异。2、ACAF和ACDF术后ROM下降幅度大于ACCF,尤其是在前屈位、侧弯位。ACCF内固定系统中的应力峰值高于ACAF和ACDF,且螺钉钛板连接处应力最为集中。ACCF于C3、C6螺钉椎体界面的最大von Mises应力高于ACAF和ACDF。ACCF和ACAF内置物的最大von Mises应力高于ACDF。ACCF上下终板的最大von Mises应力高于ACAF和ACDF。3、双侧钩突尖的距离从C3至C6逐渐增大,且男性组显着大于女性。钩突尖至横突孔内缘的水平距离和极限斜行开槽线至横突孔内缘的最短垂直距离在C4水平最小,但各节段的数值均大于2mm。极限倾斜角从C3至C6逐渐减小。ACAF术后的影像测量结果及解剖测量结果均显示开槽宽度大于双侧钩突尖的距离,而各节段开槽侧壁至同侧横突孔内缘的距离均大于2mm。4、ACAF的减压开槽宽度明显大于脊神经前根自脊髓发出起始点之间的距离。C5-C8脊神经前根自脊髓发出的起始点的位置逐渐变高,且距离对应水平的椎间孔的距离逐渐变大,同时,C5-C8脊神经前根自头端向尾端逐渐变陡。ACAF组各节段的减压开槽宽度均显着大于ACCF组,且ACAF组各节段的椎间孔入口区的减压有效率普遍显着优于ACCF组,而ACAF组左侧的椎间孔入口区的减压有效率要优于右侧。结论本次研究通过生物力学和有限元分析证实,ACAF技术可获得与ACDF相近的术后稳定性和远期稳定性,并且明显优于ACCF的术后稳定性和远期稳定性。多节段置钉分散应力的理论在ACAF技术中同样适用,ACAF的内固定失败、头尾端螺钉松动、拔出及内置物下沉风险均小于ACCF,但其内固定失败及头尾端螺钉松动、拔出的风险仍大于ACDF,尤其是在旋转活动中。而在骨融合方面,ACAF要优于ACDF。同时,通过尸体解剖学及临床影像学研究证实,钩突可以被作为术中的有效解剖标志以保持ACAF术中减压的正确方向,从而避免损伤椎动脉,即使是面对极外侧型、宽基地型的特殊类型OPLL病例,采用限制的斜行开槽或底部侧方减压的方式也具有安全性,并且ACAF技术可以对椎间孔入口区做到有效减压,其减压开槽宽度可以包含双侧脊神经前根起始点及椎管内向外侧、向尾端走行的大部分脊神经结构。这项研究将为ACAF技术现有临床效果的解读及远期并发症的预测提供科学的参考依据,并对其提高临床实践操作和完善预后康复方案具有重要的指导意义。结合ACAF技术的临床优势,我们有理由相信其可成为治疗多节段OPLL的一种合适术式选择。
陈勇[2]（2020）在《两种内固定融合系统重建单间隙ACDF术后颈椎即刻稳定性的生物力学研究》文中研究指明目的:分析探讨比较两种内固定系统重建山羊颈椎单间隙椎间盘切除植骨融合（Anterior cervical discectomy and fusion,ACDF）术后的生物力学即刻稳定性,并与传统钛板联合椎间融合器相比较,以期为临床合理、有效的使用内固定融合系统提供生物力学依据。方法:24具成年山羊颈3/4椎体标本,随机分为4组:A组为未手术组,B组为零切迹椎间融合固定系统（Zero-profile interbody fusion device,Zero-p）组,C组为常规钛板+椎间融合器组,D组为颈椎融合器固定组（Skate-plate cervical fusion device,Skate-plate）组。以C3/4单椎间隙为研究对象,以6自由度机械臂（6 degree of freedomrobotic manipulator,6-DOF）对各组分别进行前屈、后伸、左右侧弯、左右扭转6种工况下的非破坏性生物力学加载测试,记录各组活动范围（Range of motion,ROM）及中性区（Neutral zone,NZ）,在完成1个周期加载测试及记录后,对B、C、D各组进行频率0.25HZ,3000次扭转加载,并再次测量6个工况下的ROM及NZ。结果:1.与未手术组相比,Zero-p组、钛板联合椎间融合器组、Skate-plate组在6个工况下的ROM及NZ均明显减小,其中,除Skate-plate组在后伸状态下的生物力学指标与未手术组相比无统计学差异以外（P>0.05）,其余各力学参考指标与未手术组相比均存在明显统计学差异（P<0.05）;2.Zero-p组与钛板联合椎间融合器组相比,各力学参考指标均无明显统计学差异（P>0.05）;3.Skate-plate组在扭转条件的ROM及NZ与Zero-p组及钛板联合椎间融合器组相比,均无明显统计学差异（P>0.05）,在侧弯、屈曲、后伸条件下的力学指标明显大于Zero-p组及钛板联合椎间cage组,且存在统计学差异（P<0.05）;4.3000次扭转加载后,各内固定组的ROM及NZ均有所轻度增加,但均未出现钉、板松动现象,与扭转加载前相比均无明显统计学差异（P>0.05）。结论:1.Zero-p能为颈椎提供与传统钛板联合椎间融合器相似的生物力学性能,尤其是在抗扭转性能方面具有优越的固定效果;2.Zero-p、钛板联合椎间融合器、Skate-plate的颈椎固定模型在模拟生理载荷范围内进行3000次以内的扭转运动,未造成内固定器的松动;3.Skate-plate能够有效降低单节段颈椎ACDF术后的活动范围,虽然稳定效果弱于Zero-p和钛板联合椎间融合器,但仍能够满足临床即刻生物力学性能的需要,其设计符合颈椎解剖及力学特点,可较好的匹配颈椎的力学环境。
齐德泰[3]（2020）在《三叶加强型颈椎前路钉板系统的研制以及生物力学研究与初步临床应用》文中认为目的:研制一种三叶加强型颈椎前路钉板系统（PRUNUS钉板系统）并测试其生物力学特性,通过临床初步应用观察其临床疗效。方法:采用12具新鲜山羊颈椎标本,应用高精度数显光栅位移传感器系统,比较PRUNUS钉板系统与Atlantis钉板系统的稳定性、疲劳试验和抗拔出力。选取2015年1月至2018年1月收治的92例采用颈椎前路减压、cage或钛网植骨融合、PRUNUS钉板系统或Atlantis钉板系统内固定治疗的颈椎疾病患者,通过对比术中出血量、手术时间、手术前后颈椎Cobb角、疼痛视觉模拟评分（visual analogue scale,VAS）及日本骨科协会（Japanese Orthopaedic Associa-tion Scores,JOA）评分,并计算神经功能改善率,应用Frankel分级评价患者手术前后脊髓神经损害恢复情况,从而综合评价PRUNUS钉板系统的初步临床疗效。结果:生物力学测试表明:（1）应用PRUNUS钉板系统固定后的前屈、后伸、左侧弯、右侧弯、左旋转、右旋转ROM分别为1.02°±0.13°、1.32°±0.11°、0.96°±0.23°、1.03°±0.19°、1.37°±0.17°、1.05°±0.08°,Atlantis钉板系统固定后的ROM分别为0.99°±0.11°、1.08°±0.23°、0.83°±0.21°、0.82°±0.13°、1.18°±0.43°、1.17°±0.17°,两组的差异均无统计学意义;（2）PRUNUS钉板和Atlantis钉板疲劳寿命分别为6.3×105、6.1×105,疲劳强度分别为512.72 Mpa、502.85Mpa,两组的差异均无统计学意义;（3）PRUNUS钉板系统的最大拔出力为（483.62±39.14）N,Atlantis钉板系统为（396.55±22.79）N,两组的差异有统计学意义。临床应用:PRUNUS钉板系统组手术时间平均为（102.8±13.6）min,术中出血量（56.8±14.1）ml;Atlantis钉板系统组手术时间平均为（132.8±15.7）min,术中出血量（76.8±19.1）ml,两组差异均有统计学意义。PRUNUS钉板系统组VAS评分由术前（7.21±0.53）分下降至术后1周时（1.58±0.44）分,术前JOA评分（8.13±1.26）分改善至末次随访时为（14.71±1.16）分;Atlantis钉板系统组VAS评分由术前（6.94.±1.06）分下降至术后1周时（1.75±0.35）分,术前JOA评分（9.26±1.32）分改善至末次随访时为（14.96±1.56）分,两组的差异均无统计学意义。结论:PRUNUS钉板系统具有良好的生物力学特性,对颈椎稳定效果佳,尤其适用于颈椎前路术后翻修及骨质疏松患者,其操作简单方便,安全有效,值得临床推广。
施冬冬,李晓峰,熊货杰,胡峰,赵劲民,陈前芬[4]（2020）在《经腋中线胸腔入路上胸椎侧方内固定与传统前方钢板内固定：生物力学稳定性的对照分析》文中研究说明背景:随着脊柱内固定技术的全面推广,重塑脊柱力学稳定越来越引起人们的关注,经腋中线胸腔入路侧方内固定治疗上胸椎病损是一种新的手术入路,目前有关其固定后上胸椎生物力学的研究较为少见。目的:对比侧方和前方钢板内固定模型的上胸椎三维运动稳定性和负重载荷强度,评估经腋中线胸腔入路侧方钢板内固定重建上胸椎是否可以达到符合脊柱生物力学稳定。方法:从12具人尸体获取C7-T6脊柱并双侧肋椎关节标本,进行完整上胸椎模型三维运动稳定性测试,记录为完整椎体组。随后将标本随机分为2组,分别建立传统前方钢板内固定（前方内固定组）与经腋中线入胸腔路侧方钢板内固定模型（侧方内固定组）,每组6例标本,先后进行三维运动实验、垂直加压实验与垂直加压破坏实验。实验通过广西医科大学第二附属医院伦理委员会批准,批准号:NO.伦审2017（KY-0080）号。结果与结论:①完整椎体组左/右侧屈、前屈/后伸、左/右旋转运动下的载荷均小于侧方内固定组、前方内固定组（P <0.01）,前方内固定组左/右旋转运动下的载荷均小于侧方内固定组（P <0.05）,前方内固定组左/右侧屈、前屈/后伸运动下的载荷与侧方内固定组比较差异无显着性意义（P> 0.05）;②当载荷到达600 N时,前方内固定组椎体下沉位移小于侧方内固定组[（1.39±0.20）,（2.15±0.17）mm,P<0.01];③前方内固定组与侧方内固定组最大强度载荷比较差异无显着性意义[（1 839.70±122.45）,（1 798.65±120.21）N,P=0.571];④结果表明,经腋中线胸腔入路侧方钢板内固定方式是稳定的,它能够满足脊柱重建生物力学需要。
齐德泰,赵晓峰,赵轶波,陆向东,杨旭,王晓楠,周润田,靳元璋,赵斌[5]（2019）在《三叶加强型颈椎前路钉板系统的研制以及生物力学研究与初步临床应用》文中指出目的 研制一种三叶加强型颈椎前路钉板系统（PRUNUS钉板系统）并测试其生物力学特性,通过临床初步应用观察其临床疗效。方法 采用12具新鲜山羊颈椎标本,应用高精度数显光栅位移传感器系统,比较PRUNUS钉板系统与Atlantis钉板系统的稳定性、疲劳试验和抗拔出力。选取2015年1月至2018年1月收治的92例采用颈椎前路减压、cage或钛网植骨融合、PRUNUS钉板系统或Atlantis钉板系统内固定治疗的颈椎疾病患者,通过对比术中出血量、手术时间、手术前后颈椎Cobb角、疼痛视觉模拟评分（visual analogue scale,VAS）及日本骨科协会（Japanese Orthopaedic Association Scores,JOA）评分,并计算神经功能改善率,应用Frankel分级评价患者手术前后脊髓神经损害恢复情况,从而综合评价PRUNUS钉板系统的初步临床疗效。结果 生物力学测试表明：①应用PRUNUS钉板系统固定后的前屈、后伸、左侧弯、右侧弯、左旋转、右旋转ROM分别为1.02°±0.13°、1.32°±0.11°、0.96°±0.23°、1.03°±0.19°、1.37°±0.17°、1.05°±0.08°,Atlantis钉板系统固定后的ROM分别为0.99°±0.11°、1.08°±0.23°、0.83°±0.21°、0.82°±0.13°、1.18°±0.43°、1.17°±0.17°,两组的差异均无统计学意义；②PRUNUS钉板和Atlantis钉板疲劳寿命分别为6.3×105、6.1×105,疲劳强度分别为512.72 Mpa、502.85 Mpa,两组的差异均无统计学意义；③PRUNUS钉板系统的最大拔出力为（483.62±39.14）N, Atlantis钉板系统为（396.55±22.79）N,两组的差异有统计学意义。临床应用：PRUNUS钉板系统组手术时间平均为（102.8±13.6）min,术中出血量（56.8±14.1）ml；Atlantis钉板系统组手术时间平均为（132.8±15.7）min,术中出血量（76.8±19.1）ml,两组差异均有统计学意义。PRUNUS钉板系统组VAS评分由术前（7.21±0.53）分下降至术后1周时（1.58±0.44）分,术前JOA评分（8.13±1.26）分改善至末次随访时为（14.71±1.16）分；Atlantis钉板系统组VAS评分由术前（6.94.±1.06）分下降至术后1周时（1.75±0.35）分,术前JOA评分（9.26±1.32）分改善至末次随访时为（14.96±1.56）分,两组的差异均无统计学意义。结论 PRUNUS钉板系统具有良好的生物力学特性,对颈椎稳定效果佳,尤其适用于颈椎前路术后翻修及骨质疏松患者,其操作简单方便,安全有效,值得临床推广。
宁栩[6]（2019）在《前路上颈椎钩状钛板内固定器的三维有限元分析》文中研究指明目的:建立前路C1-3钩状钛板内固定器的有限元模型,对其进行模拟生物力学测试,并与椎弓根钉棒系统对比,分析C1-3钩状钛板模型的运动范围及其内固定器的应力分布情况,为临床应用提供依据。方法:1.选取一名27岁成年健康男性为志愿者,采集上颈椎（C0-C3）的CT数据,将颈椎图像输入三维重建软件中施行逆向重建,通过对其进行去噪、光滑以及打磨来建立椎间盘和小关节面等结构,继而产生完整的上颈椎三维实体模型。将得到的三维模型施行划分网格,继而对网格质量进行修改及调整,之后再区分髓核、纤维环,并对关节面及软骨终板进行提取。最终得到完整的正常上颈椎复合体的三维有限元模型。通过与Panjabi等[1-3]所测得的上颈椎实体实验ROM数据结果,Brolin等[4]在与本实验完全相同的加载情况及边界约束条件下所建立的有限元模型的数据结果行对比验证,证实本模型的有效性。2.在建立正常且有效的上颈椎三维有限元模型的基础上,进一步建立枢椎椎体病变（缺损）模型、钩状钛板模型、钉棒模型（寰椎侧块螺钉+C3椎弓根螺钉模型）。通过有限元法对比分析,比较4种模型的角位移情况,并结合C1-C3及内固定应力数据及应力云图分析应力分布情况,从而分析C1-3钩状钛板的生物力学性能及其内部的应力分布情况。结果:1.正常上颈椎有限元模型的建立与验证:在正常上颈椎模型上施加1.5Nm的力矩,结果显示正常上颈椎有限元模型CO-C1节段在前屈、后伸、旋转、侧屈工况下的活动度分别为20.15°、18.80°、6.03°、8.56°,C1-C2节段分别为11.57°、14.87°、6.25°、18.65°,C2-C3分别为3.15°、2.05°、3.64°、1.27°,与文献数据均基本符合,证实了本正常上颈椎模型的有效性及正确性。2.前路钩状钛板系统治疗枢椎椎体病变（如肿瘤、结核、骨折等）的有限元分析:在缺损模型上建立的两组内固定模型均能有效降低C1-C2、C2-C3节段的活动度,提供较好的稳定性。RCHP模型在C1-C2节段,活动度较枢椎缺损模型在前屈、后伸、侧屈、旋转各个工况下分别减少了88.6%、76.5%、96.2%、84.9%;在C2-C3节段,活动度较枢椎缺损模型在各个工况下分别减少了88.9%、93.0%、98.7%、86.5%。钉棒模型于C1-C2,活动度较枢椎缺损模型在前屈、后伸、侧屈、旋转各个工况下分别减少了94.0%、99.5%、81.7%、92.7%;在C2-C3节段,活动度较枢椎缺损模型在各个工况下分别减少了96.9%、96.7%、98.4%、94.8%。两种内固定模型的稳定性均明显强于正常模型及缺损模型;与钉棒模型相比,在侧屈工况下RCHP模型稳定性略强;而在前屈、后伸、旋转工况下,RCHP模型稳定性要略逊于钉棒模型。应力方面,RCHP在前屈、后伸、侧屈、旋转工况下的应力最值分别为141.81Mpa、610.52Mpa、238.39Mpa、414.69Mpa;钩板连接部位受力相对复杂（包括压、弯、扭）,应力峰值主要位于此处,也就是说这里是钛板相对薄弱的区域。结论:（1）本实验所建立的正常上颈椎有限元模型真实有效,可进行生物力学相关研究。（2）钩状钛板用于枢椎椎体病损时可达到稳定目的,其稳定性在前屈、后伸、旋转工况下弱于后路钉棒内固定系统。（3）钩状钛板内固定器的钩板连接部存在局部应力过高的现象,设计有待进一步优化。
黄凌岸[7]（2018）在《新型开口动力型颈前钉板系统的研制及其生物力学测试和临床应用》文中认为目的:研制一种新型开口动力型颈椎前路钉板系统,评价及测试其生物力学特性,并临床应用于颈椎前路手术中,评估其临床疗效。方法:采用12具新鲜山羊颈椎标本,利用高精度数显光栅位移传感器系统,比较新型开口动力型钉板固定与传统Atlantis钉板固定对颈椎即刻稳定性的作用及其疲劳寿命、抗拔出强度。将新型钉板应用于临床患者128例,并采用JOA评分、VAS评分及颈2-7Cobb角3项指标进行定期随访;同时根据影像学资料评估颈椎稳定性、新型钉板位置及目标节段融合情况,从而全面综合评价新型开口动力型颈椎前路钉板的初步临床疗效。结果:生物力学测试表明,1.新型开口动力型颈椎前路钉板系统的对颈椎的三维稳定作用与传统Atlantis钉板系统相同,二者的术后即刻稳定性满意;2.新型开口动力型颈椎前路钉板和传统Atlantis钉板疲劳寿命及抗拔出强度相似,能提供颈椎术后椎体融合周期内的所需的三维稳定,钉板系统在体内长期安全有效;3.新型开口动力型颈前路钉板系统临床应用中,128例患者术后随访6-24月,平均12.36个月,融合满意,无钢板螺钉松动、断裂、脱出,固定效果优良。结论:新型开口动力型颈椎前路钉板系统生物力学特性好,固定效果优良,能较好的提供颈椎术后所需的即刻稳定,其最大优势在于优化手术步骤、保证椎间加压兼具动态加压、避免复位椎体再移位,临床疗效确实,可安全的运用于临床治疗中。
郑勇强[8]（2018）在《新型一体化人工枢椎的3D打印研制及相关生物力学研究》文中提出[目的]枢椎病灶切除后的重建一直是脊柱外科的难点,目前仍缺乏合适假体进行重建和固定。本研究尝试应用计算机辅助设计及激光选区熔化金属3D打印技术研制一种完全个性化设计的人工假体,为枢椎肿瘤切除后的重建提供解决方案。[方法]（1）新型一体化人工枢椎重建体的研制:采用计算机辅助设计技术及逆向工程软件进行人工枢椎的设计,根据置钉的位置添加上下椎节的固定,形成一体化假体,采用医用钛合金粉末激光选区熔化成型。（2）新型一体化人工枢椎假体重建的力学有限元分析:CT扫描获取正常成年上颈椎Dicom格式数据,导入Mimics软件,进行三维重建,分离出C0-4模型,以STL格式导入Geomagic Studio 2013重建实体模型,以STEP格式导入Solidworks 2012建立模型,模拟枢椎切除,建立一体化人工枢椎及异形钛网重建固定的三维有限元模型,导人ANSYS 13.0有限元软件进行分析比较两套内固定系统的力学性能。（3）四种不同固定方式的一体化人工枢椎的力学有限元分析:同（2）的方法建立颈椎模型,模拟枢椎切除术,根据C3椎体4种不同固定方式分别建立一体化人工枢椎重建的三维有限元模型:椎体左右侧螺钉（A组）,椎体上下位螺钉（B组）,一侧逆向椎弓根螺钉和一侧椎体螺钉（C组）,双侧逆向椎弓根螺钉（D组）。计算并评估C3椎体上螺钉的应力和4种假体的位移。（4）新型一体化人工枢椎与异形钛网重建的生物力学比较:新鲜人枕颈椎标本6例,实施枢椎切除,对每具标本分别进行新型一体化人工枢椎重建固定及异形钛网重建固定,比较6种工况下两种内固定方式的三维稳定性。[结果]（1）成功研制并3D打印出由寰椎侧块螺钉、C3逆向椎弓根螺钉（或椎体钉）及枢椎假体组成的新型一体化人工枢椎。（2）在4种不同工况下,一体化人工枢椎假体的最大应力值和最大位移值均小于异形钛网;除前屈状态外,一体化人工枢椎对C3上终板的最大应力值均低于异形钛网。（3）前屈工况下,C3螺钉的应力最大;最大应力值依次为A组<D组<C组<B组;假体C2的最大位移值依次D组<C组<B组<A组。（4）新鲜尸体标本生物力学分析两套模拟枢椎切除重建内固定系统力学效能,最大活动度均出现在后伸状态,新型一体化人工枢椎假体组在6个维度均优于异形钛网组。[结论]（1）成功研制出一种新型一体化人工枢椎。（2）通过有限元分析,新型一体化人工枢椎假体前路重建可提供足够的固定强度和稳定性。（3）对比异形钛网,新型一体化人工枢椎假体具有更好的稳定性和更低的应力。
曹贵君[9]（2017）在《ROI-C融合器内固定治疗Hangman骨折有限元分析与临床应用》文中研究说明背景:Hangman骨折又名创伤性枢椎滑脱（traumatic spondylolisthesis of the axis,TSA）,是指枢椎峡部在暴力作用下发生的骨折,常伴椎间盘及韧带复合体的损伤,继而出现枢椎椎体成角或不稳。1866年,由Haughton在一名绞刑犯（Hangman）身上最早发现并描述了这种损伤。Hangman骨折往往出现在车祸和高空坠落等突发性事件中,据统计,Hangman骨折约占颈椎骨折的4%7%,枢椎骨折的23%27%。近年来,因交通事故、高处坠落等高能量损伤所致的Hangman骨折病例逐年增多,因此,对于Hangman骨折的治疗越来越受到临床医生及学者的重视。Hangman骨折治疗的主要目的是恢复伤椎的稳定性及正常的生理序列,以促进骨折愈合。目前对于不稳定的Ⅱ、Ⅱa及Ⅲ型Hangman骨折,手术治疗已成为首选。手术方式主要有前、后两种手术入路。前路常用的两种入路包括颈前右侧入路即Smith-Robinson入路及前侧咽后入路。颈前右侧入路能清楚显示C2椎体的下1/2及C3椎体,暴露空间已足够进行操作,且能够避免咽后入路需切除下颌下腺,可能会出现唾液腺瘘或面神经损伤等并发症,目前多采用此入路。颈前右侧入路C2/3间盘切除、Cage置入、钛板内固定是目前常用术式。对于Ⅱ型、Ⅱa型及Ⅲ型不稳定Hangman骨折患者,常伴有C2/3间盘损伤、突出压迫硬膜或脊髓,前路手术能够切除损伤间盘提供直接减压和固定,因其短节段固定对患者颈椎术后活动度影响更小。目前大多数学者认为,颈前路内固定治疗Hangman骨折手术创伤小,操作相对方便,固定确切,对颈椎活动度影响小,是相对安全可靠的方法。但因枢椎位置高,常因下颌骨及颌下腺的组织阻挡显露困难,导致前路手术钢板安置困难、螺钉置入椎体位置及方向失当,影响内固定的效果。而且术中或术后易引起一些并发症,如术中损伤颈动脉、喉上神经、面神经、二腹肌、颌下腺等;术后因螺钉位置不良导致内固定松动、失败,因钢板切迹较大造成术后咽部不适等。因此,发明或发现一种低切迹、易于安置的内固定装置应用于颈前路治疗Hangman骨折具有重要的临床意义。前路减压桥形椎间锁定融合器（ROI-C融合器,简称ROI-C）是法国LDR公司发明的一种新型的自锁式、零切迹、自稳型的颈椎前路融合器。该融合器采用预弯自稳型的椎间桥形固定嵌片设计,可行毫米级前后调整,稳定性好且不突出于椎体前缘,减少了对食管及咽部刺激。目前已广泛用于治疗下颈椎疾患。鉴于ROI-C特点及应用ROI-C治疗下颈椎疾病启发。2011年2月至2016年5月,济宁医学院附属医院采用ROI-C融合器内固定术治疗Ⅱ型及Ⅱa型Hangman骨折17例,取得了良好的临床疗效。这种方法通过置入椎间融合器结合颅骨牵引复位可以纠正较明显的C2与C3间成角畸形,因其融合器斜面坡口的固定嵌片及零切迹设计利于置入C2、C3椎体,操作方便,并可有效避免置钉时下颌骨的阻挡。17例患者平均随访29个月（836个月）,所有病例手术节段均于术后3个月骨性融合,至末次随访均未见椎间隙塌陷或ROI-C移位等并发症,初步证实了该方法临床可行性;但由于其应用及随访观察时间较短,有待进一步证实其长期疗效。因此有必要通过人体上颈椎解剖、尸体实验和有限元模拟等方法研究Hangman骨折病理及ROI-C融合器治疗Hangman骨折生物力学特点,通过生物力学研究结果来支持或验证ROI-C融合器在治疗Hangman骨折的临床可行性,以期推动临床治疗Hangman骨折的手术方法及内固定器械改进。近些年来,随着计算机技术的飞速发展,有限元方法已被广泛应用于生命科学的定量研究,尤其在人体生物力学领域,已取得了较大成就。有限元数值模拟力学实验,其结果与尸体实验结果相符合,而且有一些尸体生物力学实验无法比拟的优势,目前已广泛应用于心血管、脊柱、颅骨、牙齿等生物力学研究中。有限元模型可以根据需要在完整模型基础上衍生出多种不同的模型,通过添加或替换单元可以精确模拟骨折,添加内固定器械可以测定器械的力学性能以及优化器械的设计,还可以在不同实验条件下观察有限元模型的变形、应力等内部反应机制。因此,有限元模型可以有效补充尸体标本实验模型。本研究应用薄层螺旋CT扫描技术获取上颈椎（C0-C3）影像信息,并将获取的信息进行不同图像融合,同时利用Geomagic Studio 2014、Hypermesh13.0、MSC.Patran/Nastran 2012等软件进行分析处理,建立了上颈椎有限元模型、Hangman骨折失稳模型及颈前路C2/3椎间切除、Cage置入钛板内固定（Plate+Cage）模型与前路C2/3间盘切除、ROI-C融合器置入内固定（ROI-C）模型,并对以上四种模型进行各种工况计算分析,得出四种模型的活动度及应力分布。目的:（1）通过螺旋CT扫描图像获取上颈椎（C0-C3）影像信息,建立完整的上颈椎（C0-C3）有限元模型,探讨利用图像融合技术对上颈椎进行三维有限元重建的方法,分析模型在各工况下活动度及应力分布,为上颈椎生理活动提供理论依据。（2）在建立的上颈椎有限元模型基础上,建立Hangman骨折失稳模型及颈前路C2/3椎间切除、Cage置入钛板内固定（Plate+Cage）模型与前路C2/3间盘切除、ROI-C融合器置入内固定（ROI-C）模型,分析颈椎在各种生理载荷下,应力传递过程对失稳模型及内固定模型应力分布的影响,探讨并评价两种内固定的优劣。（3）通过17例应用ROI-C治疗Ⅱ型及Ⅱa型Hangman骨折患者的中短期临床随访,结合有限元分析实验,探讨ROI-C融合器治疗Hangman骨折的生物力学性能及临床可行性,为临床治疗Hangman骨折提供更优更新的术式选择。方法:（1）上颈椎有限元模型的建立与验证:选择一名无颅底及颈椎畸形,既往无颈椎病、颈椎创伤及手术史的健康体检青年男性志愿者,采用美国通用公司的GE Lightspeed 64排螺旋CT对其从颅底部（C0）到C3椎体节段进行薄层扫描,扫描层厚为0.625mm,获取上颈椎三维螺旋CT数据。将CT数据以国际标准DICOM格式刻录光盘存储。将上述志愿者上颈椎（C0-C3）CT扫描数据DICOM文件应用Mimics16.0软件对其进行数据提取,重建出正常人体的上颈椎几何模型,并导出STL格式文件。然后在Geomagic Studio 2014软件中修补、降噪及曲面化,导出STP格式文件,在Pro/E5.0软件中组装模型。将整体处理后的几何模型导出IGES格式文件。然后再将IGES文件导入Hypermesh 13.0软件中进行网格划分,导出BDF格式文件。最后,在MSC.Patran/Nastran 2012软件中进行有限元网格二次处理及各种工况计算分析。分析结果与已发表文献中体外尸体实验和有限元结果对比验证模型的有效性。（2）ROI-C融合器内固定治疗Hangman骨折有限元分析:在已验证的正常上颈椎有限元模型基础上,将上颈椎C0-C3椎体结构模型IGES文件导入Hypermesh13.0软件中进行网格划分,导出BDF格式文件,最后在MSC.Patran/Nastran2012软件中进行有限元网格二次处理和其他组织网格划分,建立Hangman骨折的失稳模型,在失稳模型基础上建立前路Plate+Cage及ROI-C融合器两组内固定模型。对正常模型、失稳模型和两组内固定模型均施加相同的边界条件和加载方式。对C3下表面进行完全约束,对颅底施加40N的轴向压力模拟头颅重量,将C0上表面点全部耦合于某个参考点,此参考点位于上颈椎旋转中心上方,然后施加1.5N·m的扭矩值,来模拟四种模型在前屈、后伸、侧屈、旋转等计算工况下的活动度和应力分布。（3）ROI-C融合器内固定治疗Hangman骨折的临床应用:回顾性分析自2011年2月至2016年5月17例于济宁医学院附属医院就诊并行颈前路ROI-C融合器内固定治疗的Ⅱ型及Ⅱa型Hangman骨折患者。所有病例入院均行颈椎正侧位X线片、CT平扫及三维重建、MRI检查。术前神经功能按美国脊髓损伤协会（ASIA）评分均为E级。受伤至手术前均行颅骨牵引术,起始重量为2kg,逐渐加大,最大不超过4kg,牵引期间床旁X线片复查骨折复位情况。术中记录手术时间、出血量、观察术后一般情况;记录术中及术后并发症发生率。于术后3d、3个月、6个月及末次随访时复查X线片,记录术前及末次随访时的创伤后颈椎临床评分、视觉模拟评分（VAS）、枢椎移位及成角数据。结果:（1）上颈椎有限元模型的建立与验证:对正常上颈椎模型加载1.5N·m的载荷,通过有限元分析方法得到前屈、后伸、侧屈及旋转运动下的各节段之间的相对活动度ROM值,与已发表文献中体外尸体实验和有限元结果基本吻合,验证了上颈椎有限元模型的有效性。（2）ROI-C融合器内固定治疗Hangman骨折有限元分析:在相同边界条件和载荷下,失稳模型的活动度较正常模型明显增大。Plate+Cage与ROI-C 2组内固定模型均能有效降低C2-C3节段的活动度,对Hangman骨折提供良好的稳定性,Plate+Cage模型活动度在各工况相比失稳模型分别减少了97.0%、98.0%、95.0%、95.7%,ROI-C模型活动度相比失稳模型分别减少了60.3%、53.9%、37.0%、53.8%。Plate+Cage模型与ROI-C模型在任何工况下的应力峰值相当,但Plate+Cage内固定在结构和应力分布上更加合理。（3）ROI-C融合器内固定治疗Hangman骨折的临床应:17例患者均手术顺利,手术时间平均为58 min（45116min）;出血量10100ml,平均30.5 ml。术中无喉上神经、舌下神经、咽喉壁及血管损伤,术后无喉头水肿、吞咽困难、舌肌瘫痪、血肿形成及伤口感染等并发症。所有病例均获得随访,平均随访24.2个月（432个月）,手术融合节段及骨折部位平均于术后3个月时骨性融合,末次随访时融合器未见下沉、无移位、椎间无塌陷,无畸形愈合。创伤后颈椎临床评分:术前（53.1±7.2）分,末次随访时（91.1±5.0）分;术前与末次随访时颈部疼痛视觉模拟评分（VAS）[（3.4±1.2）:（0.6±0.7）]（Z=-5.961,P<0.05）;枢椎移位:术前（4.0±1.5）mm,末次随访时（1.3±1.2）mm。以上两组数据间差异均有统计学意义（P<0.05）。枢椎成角:术前（-0.5±10.7）,末次随访时（1.2±2.5）,两者间差异无统计学意义（P>0.05）。结论:（1）本研究利用高精度CT影像建立了具有较高几何逼真度的上颈椎有限元模型,并验证了该模型的有效性,通过分析其在正常生理载荷不同加载状态下的活动度及应力传递和分布情况,使人们更详细的了解上颈椎生理活动机制。（2）本研究分析了颈椎在各种生理载荷下,应力传递过程对Hangman骨折失稳模型及Plate+Cage、ROI-C两组内固定模型应力分布的影响,并分析了两组内固定ROM,两组内固定均能有效降低C2-C3节段间的ROM,依此可以推断前路Plate+Cage内固定及ROI-C融合器内固定治疗不稳定型Hangman（Ⅱ型及Ⅱa型）骨折均能起到良好的固定效果,将会给临床上应用ROI-C内固定治疗Hangman骨折提供科学客观的生物力学理论指导。（3）通过17例ROI-C内固定治疗Ⅱ型及Ⅱa型Hangman骨折患者的临床应用及短期随访,结合有限元分析实验,验证了颈前路ROI-C融合器内定术在治疗Hangman骨折在临床应用方面具有实际价值和推广意义,有助于推动外科治疗Hangman骨折的发展。
廖穗祥[10]（2017）在《新型枕颈内固定系统的研制、生物力学分析及初步临床研究》文中提出[研究背景]枕颈部失稳的诊治一直以来都是脊柱外科领域中难点和重点之一。炎症、创伤、肿瘤以及先天发育畸形等方面是引起该解剖部位失稳的重要原因之一。严重的颅脊交界区不稳可导致颅底凹陷症、寰枢椎脱位等疾患,从而引起脑干和高位脊髓的压迫,使患者出现诸如:肢体麻木、乏力甚至截瘫等严重后果,这就往往需要通过脊柱外科手术进行干预并治疗。手术的关键目标是要恢复有效的枕脊椎管容积以及正常的枕颈序列,解除脑干以及脊髓的压迫,从而达到促进脊髓功能的恢复并通过有效的固定和植骨重建枕颈交界区的骨骼稳定的目的。由于儿童的骨骼发育尚未成熟,常规成人的内固定系统无法照搬使用,传统的用于儿童患者颅颈交界疾患的后路手术多采用寰枢椎的钢丝固定,或枕颈椎弓根钉棒固定或经关节螺钉方式。由于其骨质较软,钢丝固定容易发生骨劈裂,固定不牢,固定松动等,从而影响手术效果。术后多需要辅以Halo架等外固定,直至骨性融合完成。而Halo架等外固定的佩戴非常痛苦,患者常常难以护理和配合,螺钉钉道感染等并发症的发生率高,患者及家属往往难以接受。目前市面上专门用于儿童患者的颅颈椎内固定系统的产品非常缺乏,脊柱外科医生接诊到这类患者常感觉到束手无策。近年,美国强生等一些国际大牌的脊柱内固定器械公司开发了少量针对儿童的颈椎内固定产品,但仍未进入国内市场。根据国外资料介绍,强生的儿童枕颈固定系统采用2～3枚螺钉的枕骨板固定,颈椎采用3.5mm螺钉固定。该系统仅见用于7岁以上白人患儿的报道,而对于国内儿童是否适合尚未可知。鉴于目前国内外现状,一些临床医生在针对这类儿童实施手术时,只能使用成人的器械进行替代,常常给手术的实施带来困难和不便。曾使用国内医疗公司提供的成人枕颈交界内固定系统给患儿实施过颅颈交界区内固定手术的脊柱外科医生,常常深刻体会到目前针对儿童颅颈交界手术医疗器械产品研发的局限和不足。比如临床手术中常常发现以下问题:①3.5毫米螺钉对于部分年龄较大,发育较好的患儿可以实施寰枢椎的经椎弓根固定。但对5岁以下低龄儿童并不合适,由于没有其他选择,手术只能在螺钉部分穿破骨皮质的情况下勉强使用,或改用经椎板螺钉等其他方式固定。②7岁以下的患儿枕骨板厚度明显小于成人。对成人而言,如采用中线方式固定枕骨板,螺钉长度可达10毫米以上,2至3枚螺钉即可获得非常坚强的固定,而对7岁以下患儿,其中线部分皮质的最大厚度有时不到5mm,3枚螺钉固定难以获得足够力学强度,必须改进设计,增加锚定点数目,扩大固定融合面积。为了解决儿童枕颈固定的难题,迫切需要研发一种适合国内人群的儿童专用枕颈固定系统,以满足这部分人群手术的需要。目前,虽然国内的医疗器械行业发展很快,许多以前依赖进口的脊柱外科手术器械如今大部分都能国内生产。但针对儿童这一特殊人群的颈椎内规定器械的研制和开发仍然是一片空白。中国是世界人口大国,全国的儿童人口达2～3亿,颅颈交界区疾患的发病率虽然仅0.01-0.02%,但总患病人群将达4～6万,这也是一个庞大的数字。而广东是人口大省,患儿的数量也不在少数。针对国内儿童骨骼特点,研发专门的儿童颈椎手术器械,为儿童患者提供更优质的手术器材,不仅具有重要的社会效益,也能创造巨大的经济价值。[目的]枕颈交界区的创伤,骨折脱位及先天发育畸形引起的寰枢椎病变往往需要实施寰枢椎或枕颈部内固定融合手术。而专门用于儿童患者的相关器械国内尚无相应的企业研发和生产,脊柱外科医生在手术时只好选择不太合适的常规器械进行替代使用,结果就会造成临床手术困难、风险增加、术后失败率上升等一系列不利情况。本课题拟研制开发一种专门针对国内儿童颅颈交界区病变的内固定系统,用于解决这部分特殊人群的手术难题。该系统的研制对于改进和完善此类特殊群体颅颈交界区手术方法,提高手术疗效具有重要意义。[方法]1、运用三维工程软件设计新型枕颈内固定系统并通过有限元分析验证其力学有效性设计理念:拟设计蝴蝶形的枕骨板,要求其固定的螺钉切迹较低,以便于术后枕骨后方皮肤的覆盖以及切口的愈合。同时为了提升固定的强度,我们设计拟通过增加枕骨板的锚钉点来提高其抗拔出能力,从而获得足够的瞬间力学强度。力学有效性验证:选择1例正常成年男性志愿者,利用64排双源螺旋CT进行上颈椎的轴向断层无间隔扫描。将其DICOM格式数据,导人三维重建软件Mimics,采取阈值分割和区域增长技术,分离出C0-3模型,对模型进行修整处理,使之外形光滑,接近C0-3骨性结构,再以STL文件格式输进Geomagic Studio 2013逆向工程软件中,分节段重建C0-3等结构三维实体模型,以STEP文件格式导入Solidworks 2012进行模型的修复充填,根据实体形态分别画出两套与骨面贴合的SUMMIT及新型枕颈内固定系统模型,最后把两模型导入有限元软件ANSYS 13.0中划分网格,并对该两套模型的各种物理材料属性予以赋值,将模型进行必要的约束与加载后进行验证,最后通过数据分析两套内固定系统的力学性能差异。2、使用尸体标本对新型枕颈内固定系统及SUMMIT系统三维稳定性进行评价获取人体新鲜枕颈椎标本6例,在脊柱三维运动实验机上先测量枕颈部的三维运动范围,再于模型上对每具标本分别进行SUMMIT及新型枕颈系统内固定对比,测量比较两种内固定方式中枕颈部的屈伸、侧屈及旋转三维稳定性。3、观察1例幼儿应用该枕颈内固定系统的临床疗效运用该符合儿童解剖学特点、低切迹多锚点的新型枕颈内固定装置,手术治疗观察1例寰枢椎脱位、枕颈失稳幼儿,通过随访观察评价其临床效果。[结果]1、有限元分析两套枕颈内固定系统力学效能:在屈伸、侧屈及旋转6个维度下,两套系统的最大应力均低于钛合金的屈服强度且都出现在后伸状态。其中,新系统的3、7枚螺钉组螺钉的最大应力值分别较SUMMIT组上升16.5%、15.0%,但11枚螺钉组较其下降15.6%,伴随着蝶形枕骨板固定螺钉数目的增加,螺钉的最大应力值呈逐渐减少趋势,并渐低于SUMMIT组;枕骨的最大位移值也出现在后伸状态,蝶形枕颈固定系统不同螺钉组其枕骨的最大位移值均小于SUMMIT’组,分别减少10.05、11.45、11.8%,随着蝶形钢板螺钉数目的增加,枕骨的最大位移值呈减少趋势。2、新鲜尸体标本生物力学分析两套枕颈内固定系统力学效能:在两套枕颈部内固定系统固定下,最大活动度均出现在后伸状态,两组在前屈、后伸、左右侧屈、左右旋转方面无显着差异。SUMMIT组在屈伸、侧屈及旋转6个维度均优于蝶形枕颈系统3、7枚螺钉组,但蝶形枕颈系统3、7枚螺钉组未出现内固定失效。3、通过三维设计软件以及与厦门大博医疗器械公司制作合作,成功研制出由蝶形枕骨板、椎弓根钉棒组成的蝶形枕颈内固定系统;并将该系统用于1例2岁寰枢椎脱位患儿,术后寰枢椎复位满意,解除脊髓压迫,内固定位置良好,术后随访1年,脊髓功能明显改善,恢复正常行走。[结论]1、新型蝶形枕颈内固定系统以及SUMMIT枕颈内固定系统在枕颈融合的手术中均能提供足够的力学强度和瞬间的稳定性,并且对于患有枕颈疾病的儿童而言,蝶形枕颈系统可提供更多的螺钉锚定点选择,其低切迹固定螺钉设计,有利于患儿术后枕后皮肤覆盖以及切口愈合,可以为临床医生提供多一种备选的手术器材。2、两种枕颈内固定系统均能提供可靠的力学强度,但在枕骨板很薄尚未发育成熟的患儿中,选择新型蝶形枕颈系统既可减少穿透脑膜的风险,又可增加术后力学稳定性。3、新型蝶形枕颈内固定系统可提高枕骨固定强度,可广泛用于低龄儿童上颈椎手术,值得推广应用。
二、一种新型颈前路钢板的三维稳定性生物力学评价（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、一种新型颈前路钢板的三维稳定性生物力学评价（论文提纲范文）
（1）ACAF技术的生物力学与临床应用解剖学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要英文缩略词表 |
| 前言 |
| 参考文献 |
| 第一部分 ACAF技术的生物力学研究 |
| 一、材料和方法 |
| 二、结果 |
| 三、讨论 |
| 四、结论 |
| 参考文献 |
| 第二部分 ACAF技术的三维有限元分析 |
| 一、材料和方法 |
| 二、结果 |
| 三、讨论 |
| 四、结论 |
| 参考文献 |
| 第三部分 ACAF技术的临床应用解剖学研究 |
| (一)ACAF技术椎动脉损伤的风险评估 |
| 一、材料和方法 |
| 二、结果 |
| 三、讨论 |
| 四、结论 |
| 参考文献 |
| (二)ACAF技术中颈椎椎间孔、脊神经的临床应用解剖学研究 |
| 一、材料和方法 |
| 二、结果 |
| 三、讨论 |
| 四、结论 |
| 参考文献 |
| 文献综述 颈椎后纵韧带骨化症的临床研究进展 |
| 参考文献 |
| 在读期间发表论文和参加科研工作情况说明 |
| 致谢 |
（2）两种内固定融合系统重建单间隙ACDF术后颈椎即刻稳定性的生物力学研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 英文缩略词表 |
| 引言 |
| 材料与方法 |
| 结果 |
| 讨论 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 综述:颈椎椎间融合器研究进展 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 致谢 |
| 学位论文数据集 |
（3）三叶加强型颈椎前路钉板系统的研制以及生物力学研究与初步临床应用（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 前言 |
| 1 资料与方法 |
| 1.1 PRUNUS钉板系统的研制、组成及相关参数 |
| 1.2 生物力学测试 |
| 1.3 临床应用 |
| 1.4 统计学处理 |
| 2 结果 |
| 2.1 三维稳定性测试结果 |
| 2.2 疲劳实验结果 |
| 2.3 拔出实验结果 |
| 2.4 手术情况 |
| 2.5 伤椎Cobb角 |
| 2.6 VAS评分 |
| 2.7 JOA评分 |
| 2.8 术后并发症 |
| 3 讨论 |
| 3.1 PRUNUS钉板系统的生物力学特性 |
| 3.2 PRUNUS钉板系统的优势 |
| 3.3 PRUNUS钉板系统的疗效及适应证 |
| 3.4 本研究的局限性 |
| 4 结论 |
| 参考文献 |
| 综述 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 个人简介 |
（4）经腋中线胸腔入路上胸椎侧方内固定与传统前方钢板内固定：生物力学稳定性的对照分析（论文提纲范文）
| 文章快速阅读： |
| 文题释义： |
| 0引言Introduction |
| 1 材料和方法Materials and methods |
| 1.1 设计 |
| 1.2 时间及地点 |
| 1.3 材料 |
| 1.4 实验方法 |
| 1.4.1 模型固定 |
| 1.4.2 测试体位与加载平台 |
| 1.4.3三维运动实验测量载荷 |
| 1.4.4 垂直加压实验 |
| 1.4.5 垂直加压破坏实验 |
| 1.5 主要观察指标 |
| 1.6 统计学分析 |
| 2 结果Results |
| 2.1 各组三维运动稳定性载荷测量结果 |
| 2.2 各组垂直加压实验结果 |
| 2.3 各组垂直加压破坏实验结果 |
| 3 讨论Discussion |
| 3.1 损伤模型的建立 |
| 3.2 测量方法 |
| 3.3 结果分析 |
（6）前路上颈椎钩状钛板内固定器的三维有限元分析（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第一部分 正常上颈椎有限元模型的建立和验证 |
| 绪论 |
| 1 资料与方法 |
| 2 实验结果 |
| 3 讨论 |
| 4 结论 |
| 第二部分 前路钩状钛板系统治疗枢椎椎体椎体病变的有限元分析 |
| 绪论 |
| 1 资料与方法 |
| 2 实验结果 |
| 3 讨论 |
| 4 结论 |
| 参考文献 |
| 综述 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（7）新型开口动力型颈前钉板系统的研制及其生物力学测试和临床应用（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 前言 |
| 第一部分 生物力学测试 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 新型开口动力型颈前钉板系统的参数 |
| 1.2 生物力学测试 |
| 1.3 统计学分析 |
| 第二部分 临床应用 |
| 2 资料与方法 |
| 2.1 资料与方法 |
| 2.2 手术方法 |
| 2.3 疗效评价 |
| 2.4 统计学分析 |
| 3 结果 |
| 3.1 生物力学测试 |
| 3.2 临床应用 |
| 4 讨论 |
| 4.1 颈前钢板的发展与局限性 |
| 4.2 新型开口动力型钉板的优势 |
| 4.3 新型开口动力型钉板的生物力学特性 |
| 4.4 新型开口动力型钉板的疗效分析 |
| 4.5 研究的局限性 |
| 5 结论 |
| 参考文献 |
| 综述 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果 |
| 个人简历 |
（8）新型一体化人工枢椎的3D打印研制及相关生物力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 前言 |
| 参考文献 |
| 第一章 新型一体化人工枢椎的计算机辅助设计与金属3D打印制造 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 设计理念 |
| 1.3 设计步骤及制定流程 |
| 1.4 讨论 |
| 1.5 参考文献 |
| 第二章 新型一体化人工枢椎力学性能的有限元分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 材料与方法 |
| 2.2.1 三维有限元模型的建立 |
| 2.2.2 模型的网格划分及验证 |
| 2.2.3 模型的约束及加载 |
| 2.3 结果 |
| 2.3.1 应力分析 |
| 2.3.2 位移分析 |
| 2.3.3 C3椎体上终板的应力分析 |
| 2.4 讨论 |
| 2.5 参考文献 |
| 第三章 新型一体化人工枢椎四种不同固定方式的力学有限元分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.2.1 模型准备 |
| 3.2.2 新型一体化人工枢椎4种不同固定方式的重建模型 |
| 3.2.3 模型的网格划分及验证 |
| 3.2.4 模型的约束及加载 |
| 3.3 结果 |
| 3.3.1 C3螺钉上的最大应力 |
| 3.3.2 C2假体的稳定性 |
| 3.4 讨论 |
| 3.5 参考文献 |
| 第四章 新型一体化人工枢椎内固定系统与异形钛网固定系统的三维稳定性评价 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料与方法 |
| 4.2.1 实验材料及两套内固定模型的制备 |
| 4.2.2 实验设计 |
| 4.2.3 标本的生物力学测试 |
| 4.2.4 统计方法 |
| 4.3 结果 |
| 4.3.1 不同工况下C2节段的三维运动范围 |
| 4.3.2 不同工况下C2节段的活动度 |
| 4.4 讨论 |
| 4.5 参考文献 |
| 结论 |
| 成果 |
| 致谢 |
（9）ROI-C融合器内固定治疗Hangman骨折有限元分析与临床应用（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 引言 |
| 第一部分 上颈椎有限元模型的建立与验证 |
| 1 材料与方法 |
| 2 结果 |
| 3 讨论 |
| 4 小结 |
| 第二部分 ROI-C融合器内固定治疗Hangman骨折的有限元分析 |
| 1 材料与方法 |
| 2 结果 |
| 3 讨论 |
| 4 小结 |
| 第三部分 前路ROI-C融合器内固定治疗Hangman骨折的临床应用 |
| 1 临床资料与方法 |
| 2 处理 |
| 3 结果 |
| 4 讨论 |
| 5 小结 |
| 6 典型病例 |
| 全文结论 |
| 参考文献 |
| 综述 |
| 综述参考文献 |
| 攻攻学位期间的研究成果 |
| 中英文缩略词对照表 |
| 致谢 |
（10）新型枕颈内固定系统的研制、生物力学分析及初步临床研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 前言 |
| 第一章 新型蝶形枕颈固定系统与SUMMIT固定系统的三维有限元分析对比研究 |
| 引言 |
| 1.1 实验材料及方法 |
| 1.1.1 新设计的枕颈内固定系统简介 |
| 1.1.2 两套内固定系统的三维有限元模型的建立 |
| 1.1.3 正常模型的验证以及两种内固定方式3D模型的网格划分 |
| 1.1.4 两套三维模型在ANSYS中的约束与加载 |
| 1.1.5 以分组螺钉固定方式将蝶形枕颈内固定系统与Depuy的Summit内固定系统进行比较 |
| 1.2 实验结果 |
| 1.2.1 位移分析 |
| 1.2.2 应力分析 |
| 1.3 讨论 |
| 参考文献 |
| 第二章 新型蝶形枕颈固定系统与SUMMIT固定系统的三维稳定性评价 |
| 引言 |
| 2.1 实验方法 |
| 2.1.1 实验材料及两套内固定模型的制备 |
| 2.1.2 标本的生物力学测试 |
| 2.1.3 统计方法 |
| 2.2 结果 |
| 2.3 讨论 |
| 2.3.1 脊柱生物力学标本的选择与建模原则 |
| 2.3.2 颅脊交界区正常与固定状态下的生物力学 |
| 参考文献 |
| 第三章 新型蝶形枕颈内固定系统治疗儿童不可复位型寰枢椎脱位的初步临床应用研究 |
| 引言 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.1.1 设计思路与原理 |
| 3.1.2 新型枕颈内固定系统的组成 |
| 3.1.3 临床病例的选择、治疗与随访 |
| 3.1.4 病例介绍 |
| 3.2 结果 |
| 3.3 讨论 |
| 参考文献 |
| 结论 |
| 综述 |
| 1、脊柱生物力学研究进展 |
| 1.1 古代脊柱生物力学发展 |
| 1.2 近代脊柱生物力学研究进展 |
| 1.3 现代脊柱生物力学研究进展 |
| 2、枕颈融合术研究进展 |
| 2.1 钢丝加植骨块固定技术 |
| 2.2 金属棒-钢丝固定技术 |
| 2.3 钉板固定技术 |
| 3、枕颈融合术生物力学研究进展 |
| 参考文献 |
| 中英文缩略词简表 |
| 成果 |
| 致谢 |
四、一种新型颈前路钢板的三维稳定性生物力学评价（论文参考文献）
- [1]ACAF技术的生物力学与临床应用解剖学研究[D]. 孔庆捷. 中国人民解放军海军军医大学, 2020(05)
- [2]两种内固定融合系统重建单间隙ACDF术后颈椎即刻稳定性的生物力学研究[D]. 陈勇. 贵州医科大学, 2020(04)
- [3]三叶加强型颈椎前路钉板系统的研制以及生物力学研究与初步临床应用[D]. 齐德泰. 山西医科大学, 2020(11)
- [4]经腋中线胸腔入路上胸椎侧方内固定与传统前方钢板内固定：生物力学稳定性的对照分析[J]. 施冬冬,李晓峰,熊货杰,胡峰,赵劲民,陈前芬. 中国组织工程研究, 2020(15)
- [5]三叶加强型颈椎前路钉板系统的研制以及生物力学研究与初步临床应用[J]. 齐德泰,赵晓峰,赵轶波,陆向东,杨旭,王晓楠,周润田,靳元璋,赵斌. 中华骨科杂志, 2019(24)
- [6]前路上颈椎钩状钛板内固定器的三维有限元分析[D]. 宁栩. 南华大学, 2019(01)
- [7]新型开口动力型颈前钉板系统的研制及其生物力学测试和临床应用[D]. 黄凌岸. 山西医科大学, 2018(01)
- [8]新型一体化人工枢椎的3D打印研制及相关生物力学研究[D]. 郑勇强. 南方医科大学, 2018(01)
- [9]ROI-C融合器内固定治疗Hangman骨折有限元分析与临床应用[D]. 曹贵君. 青岛大学, 2017(06)
- [10]新型枕颈内固定系统的研制、生物力学分析及初步临床研究[D]. 廖穗祥. 南方医科大学, 2017(11)