以有限元素法分析頸椎退化經人工椎間盤或椎間融合器手術後已退化鄰近節之生物力學研究

Translated title of the thesis: Finite Element Analysis of Biomechanics of the Adjacent Segments with Pre-existing Degeneration after Artificial Disc Replacement or Cage Insertion in Degenerative Cervical Disease
  • 徐 逸寧

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

科技日新月異的進步,長期使用平板電腦和智慧型手機導致頸椎退化性椎間盤疾病有增加的趨勢,若保守治療無效時,必須施作手術。治療方法分為融合手術與非融合手術兩種,由於融合手術在手術節固定後,椎間盤活動度受到限制,使得鄰近節活動度增加,進而加速鄰近節退化,因此,非融合手術逐漸受到重視,希望保有手術節活動度的同時又能減少對鄰近節的負擔。然而,有研究指出,鄰近節的退化可能與融合手術在術前已退化有關,因此本研究將探討手術前已有退化,是否是造成鄰近節病變的原因,並探討不同手術治療方式在手術節與鄰近節的生物力學表現。 本研究使用電腦斷層掃瞄與有限元素法套裝軟體,建立完整之頸椎模型,取頸椎第二節至頸椎第七節,接著設定較常發生問題的第五六頸椎椎間盤為手術節,如未動手術則將其椎間盤纖維環弱化至20%,以模擬較大程度之退化,而退化節設定在第四五頸椎椎間盤,也給予不同的楊氏係數來模擬不同程度的退化,分別是弱化至80%、60%和40%,另外,手術節第五六頸椎椎間盤以融合手術之椎間融合器或非融合手術之人工椎間盤置換。最後觀察頸椎在後仰、前彎、側彎和扭轉四種動作下的最大von Mises應力、應變能密度、相對轉角和小面關節接觸力的生物力學影響。 最終,本研究得出的結果為兩種手術以人工椎間盤做治療較佳,一方面能提供手術節一定的活動度,另一方面又能減少鄰近節的負擔,但要注意手術節小面關節的影響,且當退化節退化程度愈嚴重,術後的影響也愈大,會加速鄰近節的退化與第二次手術的發生,尤其又以椎間融合器最明顯。
Date of Award2015 Aug 13
Original languageChinese
SupervisorHsuan-Teh Hu (Supervisor)

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以有限元素法分析頸椎退化經人工椎間盤或椎間融合器手術後已退化鄰近節之生物力學研究
逸寧, 徐. (Author). 2015 Aug 13

Student thesis: Master's Thesis