以有限元素法分析腰椎退化性疾病經後方融合手術後已退化鄰近節之生物力學研究

Abstract

椎板切除術配合後方腰椎固定器合併融合手術，主要用於治療腰椎不穩定的問題，但臨床文獻指出融合手術前，鄰近節椎間盤已經發生提早退化情形。若後方融合手術未改善鄰近節退化，則需考慮進一步治療鄰近節手術。 本研究考慮腰椎第四節(L4)與第五節(L5)之間發生退化性椎間盤的問題，並建立L4、L5與鄰近節L3、L4間退化性椎間盤及後方融合固定手術的有限元素模型，分析兩種不同狀況的實驗治療情形： 實驗一:(1)正常；(2)L4-5間椎間盤退化；(3) L4-5間經後方融合固定手術。 實驗二:(1)正常；(2) L4-5間經後方融合固定手術；(3) L4-5間後方融合固定手術以及L3-4間經三種腰椎非融合固定手術，分別為DIAM、Dynamic Rod及Peek Cage。 本研究以電腦斷層掃描(CT)與有限元素軟體建立完整的脊椎模型，取其腰椎第二節至薦椎，並以Hypermesh建立DIAM及Cage的模型。設定腰椎第四節及第五節間椎間盤纖維環的楊氏係數弱化至80%，以模擬退化性椎間盤的強度；弱化L3至L4椎節間的椎間盤纖維環的楊氏係數至60%，模擬融合手術前鄰近節椎間盤退化的情況，進而將椎弓螺釘與各植入物置入脊椎模型。最後施予150N的力在脊椎模型上模擬脊椎承受身體重量；各個椎節0 5N-m的彎矩模擬前彎、後仰、側彎、扭轉四個動作，以ABAQUS求解並分析端板間的相對轉角、最大von-Mises應力及應變能密度。

Date of Award	2014 Sept 4
Original language	Chinese
Supervisor	Hsuan-Teh Hu (Supervisor)