基于有限元分析探究傷椎附加椎弓根螺釘治療胸腰椎壓縮性骨折的生物力學特性與臨床意義一、引言1.1研究背景與目的胸腰椎壓縮性骨折是臨床上較為常見的脊柱損傷類型，在脊柱骨折中占比較高。相關研究表明，胸腰椎骨折的發(fā)生率占所有脊柱骨折的30%-60%。其好發(fā)于胸腰段過渡區(qū)，該區(qū)域介于活動度較小的胸椎和活動度較大的腰椎之間，承受較大的生物學應力，使得此部位成為脊柱骨折的高發(fā)部位。在青壯年群體里，高能量損傷是主要致傷因素，如車禍、高處墜落等；而老年患者多因本身存在骨質疏松問題，致傷因素多為低暴力損傷，像滑倒、跌倒等情況。并且，約50%的胸腰椎骨折是不穩(wěn)定的，這可能引發(fā)嚴重的功能喪失、畸形以及神經(jīng)損傷等問題，給患者的生活質量和身體健康帶來極大的影響。目前，針對胸腰椎壓縮性骨折的治療方法主要包括保守治療和手術治療。保守治療適用于壓縮程度較輕、中后柱保留且無神經(jīng)損傷表現(xiàn)的穩(wěn)定性骨折，通常采用胸腰椎支具固定8-12周，并配合止痛藥物緩解患者的骨折疼痛癥狀。然而，當壓縮性骨折出現(xiàn)后凸畸形大于30°、椎體高度丟失大于50%、存在后方韌帶復合體（PLC）損傷或是三個連續(xù)椎體受損等情況時，被視為不穩(wěn)定骨折，此時手術治療成為主要選擇，多采用短節(jié)段椎弓根螺釘內(nèi)固定。在手術治療中，傷椎附加椎弓根螺釘?shù)闹委煼绞街饾u受到關注。這種治療方式通過在傷椎處附加椎弓根螺釘，旨在提供更穩(wěn)定的固定效果，促進骨折愈合，減少并發(fā)癥的發(fā)生。與傳統(tǒng)的跨傷椎固定方式相比，傷椎附加椎弓根螺釘固定能夠減少螺釘應力負荷，分散局部應力，形成更穩(wěn)定的內(nèi)固定效果，降低斷釘斷棒的風險。例如，有研究對比了后路經(jīng)傷椎與跨傷椎椎弓根螺釘內(nèi)固定治療胸腰椎壓縮性骨折的臨床療效，結果顯示，經(jīng)傷椎固定治療更有利于重建脊柱生理序列以及恢復其穩(wěn)定性，能維持脊柱較好的高度及曲度。然而，目前對于傷椎附加椎弓根螺釘治療胸腰椎壓縮性骨折的生物力學特性和臨床應用價值，仍缺乏全面深入的研究。有限元分析作為一種有效的生物力學研究方法，能夠在虛擬環(huán)境中模擬不同的力學載荷和手術方案，對骨折固定系統(tǒng)的生物力學性能進行量化分析。通過有限元分析，可以深入了解傷椎附加椎弓根螺釘在不同載荷條件下的應力分布、位移變化等生物力學參數(shù)，為臨床治療方案的選擇和優(yōu)化提供理論依據(jù)。因此，本研究旨在通過構建胸腰椎壓縮性骨折的有限元模型，對傷椎附加椎弓根螺釘治療胸腰椎壓縮性骨折進行有限元分析，探究其生物力學特性和臨床應用價值，為臨床治療提供更科學、合理的參考依據(jù)。1.2研究意義本研究通過有限元分析對傷椎附加椎弓根螺釘治療胸腰椎壓縮性骨折展開深入探究，具有多方面的重要意義。從臨床治療方案選擇的角度來看，當前胸腰椎壓縮性骨折的手術治療方式多樣，不同的固定方式各有其特點和適用范圍。傷椎附加椎弓根螺釘作為一種新興的治療方式，雖在臨床應用中展現(xiàn)出一定優(yōu)勢，但關于其在不同骨折類型和患者個體情況下的最佳應用方案，尚未形成統(tǒng)一且明確的認識。本研究通過有限元模型，能夠模擬各種復雜的力學環(huán)境和骨折情況，詳細分析傷椎附加椎弓根螺釘在不同載荷下的生物力學響應，為臨床醫(yī)生在面對具體病例時，準確判斷是否采用該治療方式以及如何選擇合適的螺釘規(guī)格、置入位置和固定方式等提供科學、精準的理論依據(jù)，從而優(yōu)化治療方案，提高治療效果。例如，通過有限元分析可以明確在何種骨折程度下，傷椎附加椎弓根螺釘相較于傳統(tǒng)固定方式能更好地維持脊柱的穩(wěn)定性，為醫(yī)生在手術決策時提供關鍵參考。在手術風險評估方面，手術風險的準確評估對于保障患者安全和手術成功至關重要。胸腰椎骨折手術涉及到脊柱的重要結構和神經(jīng)組織，手術過程中任何不當操作或固定系統(tǒng)的不穩(wěn)定都可能引發(fā)嚴重的并發(fā)癥，如神經(jīng)損傷、內(nèi)固定失敗等。有限元分析能夠在虛擬環(huán)境中對手術過程進行模擬，分析手術操作對脊柱結構和固定系統(tǒng)的力學影響，預測可能出現(xiàn)的風險點。醫(yī)生可以根據(jù)有限元分析結果，提前制定相應的風險防范措施，優(yōu)化手術操作流程，降低手術風險。例如，通過模擬不同手術步驟中螺釘?shù)膽ψ兓图怪奈灰魄闆r，發(fā)現(xiàn)潛在的應力集中區(qū)域和可能導致內(nèi)固定松動的因素，從而在實際手術中加以避免，提高手術的安全性。從醫(yī)療技術發(fā)展的層面而言，有限元分析作為一種先進的生物力學研究方法，將其應用于胸腰椎壓縮性骨折的治療研究，有助于推動醫(yī)療技術的創(chuàng)新和發(fā)展。通過本研究，可以深入了解傷椎附加椎弓根螺釘治療胸腰椎壓縮性骨折的生物力學機制，為新型內(nèi)固定器械的研發(fā)和改進提供理論基礎?；谟邢拊治龅慕Y果，可以對現(xiàn)有固定系統(tǒng)進行優(yōu)化設計，開發(fā)出更符合生物力學原理、更安全有效的內(nèi)固定器械，提高醫(yī)療技術水平，促進脊柱外科領域的發(fā)展。此外，有限元分析方法的應用還可以為其他脊柱疾病的治療研究提供借鑒和參考，推動整個醫(yī)療領域在生物力學研究和臨床治療方面的進步。1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在胸腰椎骨折治療方面，國內(nèi)外學者開展了廣泛而深入的研究。國外在早期就對胸腰椎骨折的損傷機制進行了大量的基礎研究，如Denis提出的“三柱理論”，為胸腰椎骨折的分類和穩(wěn)定性評估奠定了重要基礎，使得醫(yī)生能夠依據(jù)該理論更準確地判斷骨折類型，進而制定更具針對性的治療方案。隨著醫(yī)療技術的不斷進步，各種手術治療方法也在不斷發(fā)展和完善。例如，椎弓根螺釘內(nèi)固定技術在國外已廣泛應用于臨床，其在恢復脊柱穩(wěn)定性方面展現(xiàn)出顯著效果，眾多臨床研究對不同的椎弓根螺釘固定方式進行了對比分析，探討了其在不同骨折類型中的應用優(yōu)勢和局限性。國內(nèi)學者在胸腰椎骨折治療領域也取得了豐碩成果。一方面，在傳統(tǒng)手術治療方法的基礎上，不斷進行技術改良和創(chuàng)新。例如，在椎弓根螺釘置入技術方面，通過對國人脊柱解剖結構的深入研究，優(yōu)化了螺釘?shù)闹萌虢嵌群蜕疃?，提高了手術的安全性和有效性。另一方面，積極探索新的治療理念和方法，如中西醫(yī)結合治療胸腰椎骨折，在術后康復階段采用中藥內(nèi)服、針灸推拿等方法，促進骨折愈合和患者身體機能的恢復，取得了良好的臨床效果。在有限元分析應用于胸腰椎骨折治療研究方面，國外起步相對較早，利用有限元分析對各種脊柱內(nèi)固定器械的生物力學性能進行了深入研究。例如，通過構建精確的有限元模型，模擬不同的手術固定方式在各種載荷條件下的力學響應，分析內(nèi)固定器械的應力分布和位移變化，為新型內(nèi)固定器械的研發(fā)和改進提供了重要的理論依據(jù)。同時，也對有限元模型的構建方法和參數(shù)設置進行了大量研究，不斷提高模型的準確性和可靠性。國內(nèi)近年來在有限元分析應用于胸腰椎骨折治療研究方面發(fā)展迅速。眾多科研團隊結合臨床實際，構建了多種胸腰椎骨折的有限元模型，對不同的手術治療方案進行模擬分析。例如，研究不同螺釘直徑、長度以及固定節(jié)段對脊柱穩(wěn)定性的影響，為臨床手術方案的選擇提供了量化的參考指標。一些研究還將有限元分析與醫(yī)學影像學、生物力學實驗等相結合，多維度地研究胸腰椎骨折的治療機制和效果，進一步拓展了有限元分析在該領域的應用范圍。然而，當前研究仍存在一些不足之處。在胸腰椎骨折治療方面，對于不同治療方法的長期療效對比研究相對較少，缺乏大樣本、長時間的隨訪數(shù)據(jù)，難以全面評估各種治療方法的遠期效果和潛在風險。在有限元分析應用方面，雖然目前已構建了多種有限元模型，但部分模型與臨床實際情況仍存在一定差距，模型的準確性和可重復性有待進一步提高。例如，在模擬骨折部位的力學特性和周圍軟組織的影響時，還不夠精確，導致有限元分析結果與實際臨床情況存在偏差。此外，有限元分析結果與臨床實踐的結合還不夠緊密，如何將有限元分析的理論成果更好地應用于臨床治療決策，指導手術操作，仍需要進一步的研究和探索。二、胸腰椎壓縮性骨折及治療方法概述2.1胸腰椎壓縮性骨折的概述2.1.1定義與分類胸腰椎壓縮性骨折是指胸腰段脊椎受到暴力時引起的椎體在縱向被“壓扁”為主要表現(xiàn)的一種椎體骨折。該部位是指T10-L2節(jié)段，此處是胸椎后凸和腰椎前凸的轉折點，在生理上處于相對不穩(wěn)定狀態(tài)，承受較大的生物學應力，使得此部位成為脊柱骨折的高發(fā)部位。依據(jù)損傷機制進行分類，可分為屈曲壓縮型骨折、爆裂型骨折、屈曲牽張型骨折和骨折脫位型骨折。屈曲壓縮型骨折是由于脊柱受到前屈暴力，導致椎體前方壓縮，后方結構完整或僅有輕度損傷，此類骨折較為常見；爆裂型骨折則是在軸向暴力作用下，椎體呈粉碎性骨折，骨折塊向四周移位，常伴有椎管狹窄和神經(jīng)損傷；屈曲牽張型骨折多由過屈暴力導致，椎體前方壓縮，后方的韌帶、關節(jié)突等結構發(fā)生斷裂或損傷；骨折脫位型骨折是在強大暴力作用下，不僅椎體發(fā)生骨折，還伴有椎體間的脫位，對脊髓和神經(jīng)的損傷風險極高。按照骨折程度來分，可分為輕度、中度和重度壓縮性骨折。輕度壓縮性骨折通常指椎體壓縮程度小于椎體高度的1/3，此時椎體的穩(wěn)定性相對較好，神經(jīng)損傷的可能性較??；中度壓縮性骨折的椎體壓縮程度在1/3-1/2之間，骨折對椎體的穩(wěn)定性產(chǎn)生一定影響，可能需要更積極的治療措施；重度壓縮性骨折則是椎體壓縮程度超過椎體高度的1/2，常伴有明顯的脊柱畸形和神經(jīng)功能障礙。根據(jù)骨折的穩(wěn)定性，又可分為穩(wěn)定性骨折和不穩(wěn)定性骨折。穩(wěn)定性骨折如椎體前方壓縮不超過椎體厚度的1/2，或單純的附件、椎弓骨折，其骨折端相對穩(wěn)定，不易發(fā)生移位；不穩(wěn)定性骨折包括椎體壓縮超過1/2、椎體粉碎性骨折、伴有骨折脫位、脊柱的前中后三柱完全斷裂或關節(jié)出現(xiàn)絞索、脫位等情況，此類骨折嚴重破壞了脊柱的穩(wěn)定性，容易導致脊髓、神經(jīng)損傷，治療相對復雜。2.1.2病因與發(fā)病機制胸腰椎壓縮性骨折的病因多樣，主要包括外力創(chuàng)傷和骨質疏松等因素。在青壯年群體中，高能量外力創(chuàng)傷是導致胸腰椎壓縮性骨折的常見原因，如高處墜落、車禍、重物砸傷等。以高處墜落為例，當人體從高處落下時，身體的重力勢能瞬間轉化為強大的沖擊力，作用于胸腰椎部位。在這種情況下，脊柱會受到巨大的壓縮、扭轉或剪切力，導致椎體骨質無法承受而發(fā)生骨折。若墜落時臀部先著地，力量會沿著脊柱向上傳導，集中在胸腰段，使得該部位的椎體受到過度的壓縮，從而引發(fā)壓縮性骨折。車禍事故中，車輛的高速碰撞會使人體受到劇烈的加速或減速力，胸腰椎容易受到直接撞擊或因身體的扭曲而骨折。對于老年患者，骨質疏松是胸腰椎壓縮性骨折的重要病因。隨著年齡的增長，人體骨量逐漸流失，骨組織的顯微結構發(fā)生退化，骨小梁數(shù)量減少、變細，骨皮質變薄，導致骨骼的強度和韌性降低，脆性增加。在這種情況下，即使是輕微的外力，如咳嗽、打噴嚏、彎腰拿東西、滑倒、跌倒等，都可能使胸腰椎椎體承受過大的應力，從而引發(fā)壓縮性骨折。有研究表明，年齡每增加10歲，骨質疏松性骨折的風險就會增加約1.5倍。從發(fā)病機制來看，骨折的發(fā)生涉及力學和病理兩個方面。在力學方面，當胸腰椎受到外力作用時，椎體承受的應力超過其自身的極限強度，導致骨小梁斷裂和椎體變形。在軸向壓縮力作用下，椎體前方的骨小梁首先受到擠壓而斷裂，隨著外力的持續(xù)作用，椎體逐漸被壓扁，形成壓縮性骨折。若外力還伴有扭轉或剪切力，則可能導致椎體的粉碎性骨折或骨折脫位。在病理方面，對于骨質疏松患者，由于骨量減少和骨結構破壞，骨骼的力學性能顯著下降。微小的外力就可能引發(fā)骨小梁的微損傷，這些微損傷逐漸積累，最終導致椎體的塌陷和骨折。骨折后，局部會出現(xiàn)炎癥反應，釋放炎性介質，進一步影響骨折的愈合過程。同時，骨折還可能導致周圍軟組織的損傷，引起疼痛、腫脹等癥狀。2.1.3臨床表現(xiàn)與診斷方法胸腰椎壓縮性骨折患者通常會出現(xiàn)一系列明顯的臨床表現(xiàn)。疼痛是最主要的癥狀，患者常感到胸腰背部局限性自發(fā)性疼痛，在活動時，如站立、行走、彎腰、翻身等，疼痛會明顯加劇，嚴重影響患者的日?；顒?。這是因為活動會導致骨折部位的微動，刺激周圍的神經(jīng)末梢，從而引發(fā)疼痛。部分患者還會出現(xiàn)胸腰局部腫脹，這是由于骨折導致局部軟組織損傷，血管破裂出血，形成血腫，以及炎癥反應引起的組織水腫所致。脊柱功能活動受限也是常見表現(xiàn)之一，患者常感到腰背部酸脹感，難以正常直立，彎腰、轉身等動作也受到限制。這是因為骨折破壞了脊柱的正常結構和穩(wěn)定性，為了減輕疼痛和避免進一步損傷，患者的身體會自然地限制脊柱的活動。當胸腰椎壓縮性骨折嚴重且未能及時矯正時，可出現(xiàn)脊柱后凸畸形，常表現(xiàn)為駝背。這不僅影響患者的外觀形象，還會對心肺功能產(chǎn)生一定影響，導致呼吸困難、心慌等癥狀。當骨折損傷到神經(jīng)時，患者可能出現(xiàn)下肢麻木、腿腳不能正常活動，嚴重者甚至會出現(xiàn)大小便失控等神經(jīng)系統(tǒng)癥狀。這是因為骨折塊移位可能壓迫脊髓或神經(jīng)根，導致神經(jīng)傳導功能障礙，影響下肢的感覺和運動功能，以及大小便的控制功能。部分病人還可能因腹膜后血腫刺激內(nèi)臟神經(jīng)，引起腹脹、大小便不通暢等消化系統(tǒng)癥狀。在診斷方面，X線檢查是最常用的初步檢查方法。通過正位和側位X線片，可以直觀地觀察到椎體的形態(tài)、高度以及是否存在骨折線等情況。在X線片上，壓縮性骨折的椎體通常表現(xiàn)為楔形變，椎體高度降低，前緣皮質骨連續(xù)性中斷。X線檢查具有操作簡便、價格低廉等優(yōu)點，但對于一些隱匿性骨折或骨折細節(jié)的顯示可能不夠清晰。CT檢查能夠提供更詳細的骨折信息，它可以清晰地顯示椎體的骨折碎片、骨折線的走向以及椎管內(nèi)是否有骨折塊占位等情況。對于判斷骨折的類型和嚴重程度，尤其是評估是否存在神經(jīng)損傷風險具有重要意義。通過CT三維重建技術，還可以從多個角度觀察骨折情況，為手術方案的制定提供更準確的依據(jù)。MRI檢查則在評估脊髓和軟組織損傷方面具有獨特優(yōu)勢。它可以清晰地顯示脊髓是否受壓、挫傷，以及周圍軟組織如肌肉、韌帶等的損傷情況。對于存在神經(jīng)癥狀的患者，MRI檢查是必不可少的，能夠幫助醫(yī)生準確判斷神經(jīng)損傷的程度和范圍，從而制定合理的治療方案。在一些復雜的胸腰椎壓縮性骨折病例中，醫(yī)生還會結合患者的病史、體格檢查以及其他輔助檢查結果，如骨密度測定等，進行綜合診斷，以確保準確判斷骨折的類型、程度和病因，為后續(xù)的治療提供可靠依據(jù)。2.2胸腰椎壓縮性骨折的治療方法2.2.1保守治療胸腰椎壓縮性骨折的保守治療主要適用于骨折程度較輕、穩(wěn)定性較好且無神經(jīng)損傷表現(xiàn)的患者。具體來說，對于壓縮程度小于椎體高度1/3、中后柱結構完整、后方韌帶復合體未受損的穩(wěn)定性骨折，保守治療是一種可行的選擇。臥床休息是保守治療的重要環(huán)節(jié)，患者需要絕對臥床6-8周，以減少骨折部位的活動，促進骨折愈合。在臥床期間，患者需定期翻身，防止褥瘡的發(fā)生。同時，可使用氣墊床等輔助設備，減輕局部壓力。例如，對于一位因輕微跌倒導致胸腰椎輕度壓縮性骨折的老年患者，醫(yī)生會建議其嚴格臥床休息，每2小時翻身一次，并在骨突部位如骶尾部、足跟等放置減壓墊。藥物治療也是保守治療的一部分，主要用于緩解疼痛和促進骨折愈合。常用的止痛藥物包括非甾體類抗炎藥，如布洛芬、雙氯芬酸鈉等，它們能夠減輕炎癥反應，緩解疼痛癥狀。此外，一些促進骨愈合的藥物，如骨肽片、鈣劑等，也可輔助使用，以增強骨骼的強度，促進骨折的修復。支具固定同樣是保守治療的關鍵措施。在臥床休息一段時間后，患者可佩戴胸腰支具進行下地活動。胸腰支具能夠提供外部支撐，限制脊柱的活動，減輕骨折部位的負荷，有助于維持骨折的復位和促進愈合。支具的佩戴時間通常為8-12周，具體時間需根據(jù)患者的骨折愈合情況而定。然而，保守治療也存在一定的局限性。長期臥床會導致一系列并發(fā)癥，如肺部感染、泌尿系統(tǒng)感染、下肢深靜脈血栓形成等。據(jù)統(tǒng)計，長期臥床的患者肺部感染的發(fā)生率可高達20%-50%，泌尿系統(tǒng)感染的發(fā)生率約為10%-30%。長期臥床還會引起骨量進一步丟失，尤其是對于骨質疏松患者，可能導致骨折愈合延遲或不愈合，增加再次骨折的風險。保守治療可能無法有效糾正脊柱的后凸畸形，影響患者的外觀和生活質量，部分患者可能遺留慢性腰背部疼痛等問題。2.2.2手術治療手術治療是胸腰椎壓縮性骨折的重要治療手段，主要適用于不穩(wěn)定骨折、伴有神經(jīng)損傷或脊柱畸形的患者。手術入路方式主要包括前路手術、后路手術和前后路聯(lián)合手術。前路手術主要通過前方入路直接對骨折椎體進行減壓、復位和固定。該入路方式能夠直接處理前方的骨折塊和椎間盤組織，有效解除對脊髓前方的壓迫，適用于骨折塊突入椎管前方、脊髓前方受壓明顯的患者。然而，前路手術操作相對復雜，手術視野暴露困難，對手術醫(yī)生的技術要求較高，且手術創(chuàng)傷較大，術后恢復時間相對較長。后路手術是目前治療胸腰椎壓縮性骨折最常用的入路方式。它通過后方入路顯露傷椎及上下鄰椎，進行椎弓根螺釘內(nèi)固定。后路手術操作相對簡單，手術視野清晰，能夠方便地進行椎管減壓和神經(jīng)探查。同時，后路椎弓根螺釘內(nèi)固定系統(tǒng)具有良好的三維穩(wěn)定性，能夠有效恢復脊柱的高度和曲度，維持脊柱的穩(wěn)定性。后路手術對于后方韌帶復合體損傷的處理相對困難，對于前方骨折塊的復位效果可能不如前路手術。前后路聯(lián)合手術則是結合了前路和后路手術的優(yōu)點，適用于復雜的胸腰椎骨折，如骨折脫位、嚴重的爆裂骨折等。該手術方式能夠同時處理前方和后方的骨折和神經(jīng)損傷問題，但手術創(chuàng)傷大，手術時間長，風險較高，術后并發(fā)癥的發(fā)生率也相對較高，因此在選擇時需要謹慎評估患者的病情和身體狀況。在手術內(nèi)固定技術方面，傳統(tǒng)的4釘固定是在傷椎上下相鄰的正常椎體上各置入2枚椎弓根螺釘，通過連接棒進行固定。這種固定方式能夠提供一定的穩(wěn)定性，但在承受較大的應力時，容易出現(xiàn)螺釘松動、斷釘?shù)葐栴}，尤其是對于骨質疏松患者，其固定效果可能不佳。隨著技術的發(fā)展，傷椎附加椎弓根螺釘6釘固定逐漸應用于臨床。該技術在傳統(tǒng)4釘固定的基礎上，在傷椎置入2枚椎弓根螺釘，形成更穩(wěn)定的固定結構。傷椎螺釘能夠分擔部分應力，減少相鄰椎體螺釘?shù)呢摵?，降低螺釘松動和斷釘?shù)娘L險。同時，傷椎螺釘還能夠更好地矯正脊柱的后凸畸形，維持椎體的高度和曲度，促進骨折愈合。2.2.3傷椎附加椎弓根螺釘治療的原理與優(yōu)勢傷椎附加椎弓根螺釘治療胸腰椎壓縮性骨折的原理基于生物力學原理，旨在增強固定的穩(wěn)定性，減少應力集中。當胸腰椎發(fā)生壓縮性骨折后，脊柱的力學結構遭到破壞，正常的載荷傳遞路徑發(fā)生改變。傳統(tǒng)的跨傷椎4釘固定方式，主要依靠傷椎上下相鄰椎體的螺釘來承擔載荷，這使得這些螺釘承受的應力較大，容易出現(xiàn)疲勞斷裂和松動。而傷椎附加椎弓根螺釘固定技術通過在傷椎置入螺釘，改變了載荷的傳遞方式。傷椎螺釘能夠直接承擔一部分垂直和水平方向的載荷，將應力分散到更多的椎體和螺釘上，從而減少了相鄰椎體螺釘?shù)膽?。傷椎螺釘還可以對傷椎進行直接的復位和支撐，有助于恢復椎體的高度和脊柱的生理曲度。從生物力學角度來看，有限元分析等研究手段表明，傷椎附加椎弓根螺釘固定在軸向壓縮、彎曲和扭轉等載荷條件下，能夠顯著降低內(nèi)固定系統(tǒng)的應力峰值，提高脊柱的穩(wěn)定性。在軸向壓縮載荷下，傷椎螺釘可以分擔約30%-40%的載荷，使得相鄰椎體螺釘?shù)膽档图s20%-30%。與傳統(tǒng)的4釘固定方法相比，傷椎附加椎弓根螺釘6釘固定具有多方面的優(yōu)勢。在固定穩(wěn)定性方面，6釘固定系統(tǒng)能夠提供更強大的抗拔出力和抗旋轉能力，有效減少了內(nèi)固定失敗的風險。一項臨床研究對比了兩種固定方式在治療胸腰椎壓縮性骨折后的隨訪結果，發(fā)現(xiàn)6釘固定組的內(nèi)固定失敗率明顯低于4釘固定組，分別為5%和15%。在骨折愈合方面，傷椎螺釘?shù)闹萌肽軌蚋玫鼐S持骨折端的復位，促進骨折愈合。由于傷椎螺釘對傷椎的直接支撐作用，使得骨折端的微動減少，有利于骨痂的形成和骨折的愈合。6釘固定還可以減少術后椎體高度的丟失和后凸畸形的加重，更好地恢復脊柱的正常解剖結構和功能。在患者的康復過程中，6釘固定由于其更好的穩(wěn)定性，患者可以更早地進行康復鍛煉，減少了長期臥床帶來的并發(fā)癥，如肺部感染、深靜脈血栓等。這不僅有利于患者的身體恢復，還能提高患者的生活質量，縮短住院時間，降低醫(yī)療成本。三、有限元分析方法及在醫(yī)學領域的應用3.1有限元分析的基本原理有限元分析（FiniteElementAnalysis，F(xiàn)EA）是一種用于求解復雜工程和物理問題的數(shù)值計算方法，其核心在于將連續(xù)的求解區(qū)域離散化處理。在實際應用中，許多工程和物理問題涉及到復雜的連續(xù)體結構，如機械部件、建筑結構、生物組織等，這些連續(xù)體在受到各種載荷作用時，其內(nèi)部的應力、應變、溫度分布等物理量的變化難以通過傳統(tǒng)的解析方法精確求解。有限元分析正是為解決這類問題而發(fā)展起來的。有限元分析的基本流程可以概括為以下幾個關鍵步驟。首先是連續(xù)體離散化，將一個原本連續(xù)的結構分割成有限數(shù)量的子區(qū)域，這些子區(qū)域被稱為單元。單元的形狀和大小可以根據(jù)具體問題的需求和結構的特點進行靈活選擇，常見的單元形狀有三角形、四邊形、四面體、六面體等。在對一個復雜的機械零件進行有限元分析時，可以將其劃分為大量的四面體單元，以精確地模擬零件的幾何形狀和力學行為。單元之間通過節(jié)點相互連接，節(jié)點是單元的關鍵點，它們在離散化的模型中起到傳遞信息和載荷的作用。通過這種離散化處理，原本無限自由度的連續(xù)體問題被轉化為有限自由度的離散系統(tǒng)問題，大大降低了問題的求解難度。接下來是單元分析，在每個單元內(nèi)，假設一個近似的場函數(shù)來描述該單元內(nèi)待求解的未知場變量。這個場函數(shù)通?；谝欢ǖ臄?shù)學原理和物理假設，例如在力學問題中，常用的位移模式可以通過節(jié)點位移來表示單元內(nèi)各點的位移。通過選擇合適的位移函數(shù)，可以將單元內(nèi)的應變、應力等物理量用節(jié)點位移來表示。根據(jù)材料的本構關系，即材料在受力時的應力-應變關系，如胡克定律對于線性彈性材料的描述，就可以建立起單元的力學方程。在一個彈性力學問題中，通過位移函數(shù)計算出單元的應變，再利用材料的彈性模量和泊松比等參數(shù)，根據(jù)胡克定律就可以得到單元的應力。通過虛功原理或其他變分原理，將作用在單元上的載荷轉化為等效節(jié)點力，從而建立起單元的剛度矩陣，該矩陣描述了單元節(jié)點力與節(jié)點位移之間的關系。完成單元分析后，進行整體分析。將各個單元的剛度矩陣和等效節(jié)點力進行組裝，形成整個結構的全局剛度矩陣和載荷向量。全局剛度矩陣反映了整個結構的力學特性，它將所有節(jié)點的位移與載荷聯(lián)系起來。在組裝過程中，需要考慮單元之間的連接關系和邊界條件，確保各個單元能夠正確地協(xié)同工作。應用邊界條件，如固定約束、位移約束、力約束等，對全局剛度矩陣和載荷向量進行修正。邊界條件是實際問題中結構與外界相互作用的具體體現(xiàn)，它們對于求解結果的準確性至關重要。在一個橋梁結構的有限元分析中，橋墩與地面的連接點可以設置為固定約束，限制該點在各個方向的位移，以模擬實際的支撐情況。求解由全局剛度矩陣和載荷向量組成的線性方程組，得到各個節(jié)點的位移。一旦獲得節(jié)點位移，就可以根據(jù)單元分析中建立的關系，進一步計算出單元的應變、應力等物理量，從而得到整個結構在給定載荷條件下的力學響應。在得到節(jié)點位移后，通過應變-位移關系和應力-應變關系，就可以計算出每個單元的應變和應力分布，直觀地了解結構內(nèi)部的力學狀態(tài)。3.2有限元分析在醫(yī)學領域的應用現(xiàn)狀有限元分析在醫(yī)學領域展現(xiàn)出了廣泛的應用前景，為醫(yī)學研究和臨床實踐提供了有力的支持，在多個關鍵領域取得了顯著成果。在骨骼生物力學研究方面，有限元分析發(fā)揮了重要作用。通過構建精確的骨骼有限元模型，能夠深入研究骨骼在不同生理和病理狀態(tài)下的力學特性。在研究骨質疏松癥對骨骼力學性能的影響時，利用有限元分析可以模擬骨質疏松導致的骨密度降低和骨小梁結構變化，分析骨骼在受到外力時的應力分布和變形情況，從而為骨質疏松癥的診斷、治療和預防提供理論依據(jù)。有限元分析還可用于骨折愈合過程的研究，模擬骨折部位在固定和康復過程中的力學環(huán)境，探討不同固定方式和康復方案對骨折愈合的影響，為臨床治療提供科學指導。在關節(jié)研究中，有限元分析有助于深入了解關節(jié)的力學行為和疾病機制。以膝關節(jié)為例，通過建立包含骨骼、軟骨、韌帶、半月板等結構的膝關節(jié)有限元模型，可以模擬膝關節(jié)在不同運動狀態(tài)下的應力分布和運動軌跡。研究發(fā)現(xiàn)，在膝關節(jié)屈伸運動中，半月板能夠有效分散關節(jié)面的壓力，減少軟骨的磨損；而當半月板損傷時，關節(jié)面的應力集中明顯增加，容易導致軟骨退變和骨關節(jié)炎的發(fā)生。有限元分析還可用于人工關節(jié)置換手術的術前規(guī)劃和術后評估，通過模擬不同設計的人工關節(jié)在體內(nèi)的力學性能，優(yōu)化人工關節(jié)的設計，提高手術效果和患者的生活質量。心血管系統(tǒng)的研究也是有限元分析的重要應用領域之一。利用有限元分析可以模擬血液在血管中的流動情況，分析血管壁的應力分布和變形，為心血管疾病的診斷和治療提供幫助。在研究動脈粥樣硬化時，有限元分析能夠模擬斑塊形成過程中血管壁的力學變化，揭示斑塊破裂的力學機制，為預防和治療動脈粥樣硬化提供理論基礎。有限元分析還可用于血管支架的設計和優(yōu)化，通過模擬支架在血管內(nèi)的力學性能，評估支架的支撐效果和安全性，提高支架的性能和臨床應用效果。在脊柱生物力學研究中，有限元分析具有不可替代的地位。它能夠模擬脊柱在各種載荷條件下的力學響應，為脊柱疾病的診斷、治療和手術方案的制定提供重要依據(jù)。在研究腰椎間盤突出癥時，有限元分析可以模擬椎間盤退變和突出過程中脊柱的力學變化，分析不同治療方法對脊柱力學性能的影響，為選擇合適的治療方案提供參考。對于脊柱骨折，有限元分析可用于評估不同內(nèi)固定方式的穩(wěn)定性和生物力學性能，如前文提到的傷椎附加椎弓根螺釘固定方式，通過有限元分析可以明確其在不同載荷下的應力分布和位移變化，與傳統(tǒng)固定方式進行對比，為臨床醫(yī)生選擇最佳的固定方案提供科學依據(jù)。有限元分析還可用于脊柱手術的術前規(guī)劃，通過模擬手術過程，預測手術效果，減少手術風險。3.3有限元分析在胸腰椎骨折研究中的應用在胸腰椎骨折的研究領域，有限元分析發(fā)揮著不可或缺的重要作用，為深入探究胸腰椎骨折的生物力學機制和優(yōu)化治療方案提供了有力支持。構建胸腰椎骨折有限元模型是進行相關研究的基礎。目前，主要借助醫(yī)學影像數(shù)據(jù)，如CT、MRI等，來獲取胸腰椎的精確解剖結構信息。通過這些影像數(shù)據(jù)，能夠清晰地識別椎體、椎間盤、韌帶等結構的形態(tài)和位置，為模型的構建提供準確的幾何形狀參考。利用專業(yè)的醫(yī)學圖像處理軟件，如Mimics、Geomagic等，對影像數(shù)據(jù)進行處理和分割，將不同的組織和結構分離出來，轉化為三維模型。在處理CT數(shù)據(jù)時，通過調(diào)整閾值等參數(shù)，可以準確地提取出椎體的輪廓，進而構建出逼真的椎體三維模型。在模型構建過程中，對材料屬性的準確設定至關重要。椎體的皮質骨和松質骨具有不同的力學性能，需要分別賦予相應的彈性模量、泊松比等參數(shù)。皮質骨通常具有較高的彈性模量和強度，而松質骨的彈性模量相對較低，但具有較好的韌性。椎間盤作為一種特殊的結構，其髓核和纖維環(huán)的材料屬性也各不相同，髓核具有較高的含水量和良好的彈性，纖維環(huán)則由多層纖維組織構成，具有較強的抗拉伸和抗剪切能力。韌帶在維持脊柱的穩(wěn)定性方面起著關鍵作用，不同的韌帶，如前縱韌帶、后縱韌帶、棘上韌帶等，其材料屬性也有所差異，需要根據(jù)實驗數(shù)據(jù)和相關研究進行準確設定。網(wǎng)格劃分是有限元模型構建的關鍵步驟之一，它直接影響到計算結果的準確性和計算效率。通常采用四面體、六面體等單元對模型進行網(wǎng)格劃分，在應力變化較大的區(qū)域，如骨折部位、椎弓根螺釘周圍等，需要加密網(wǎng)格，以提高計算精度；而在應力變化較小的區(qū)域，可以適當降低網(wǎng)格密度，以減少計算量。在對骨折部位進行網(wǎng)格劃分時，采用較小尺寸的單元，能夠更精確地模擬骨折處的應力分布和變形情況。完成模型構建后，便可利用有限元分析評估不同內(nèi)固定方式的穩(wěn)定性和生物力學性能。在模擬胸腰椎骨折的不同內(nèi)固定手術方案時，通過在模型中添加椎弓根螺釘、連接棒等內(nèi)固定器械，并設置相應的材料屬性和接觸關系，能夠準確模擬內(nèi)固定器械在體內(nèi)的力學行為。通過對模型施加不同的載荷，如軸向壓縮、彎曲、扭轉等，模擬人體在日常活動中胸腰椎所承受的力學環(huán)境，分析內(nèi)固定系統(tǒng)的應力分布、位移變化以及骨折部位的愈合情況。在研究傷椎附加椎弓根螺釘固定方式時，有限元分析顯示，與傳統(tǒng)的4釘固定相比，傷椎附加椎弓根螺釘6釘固定在軸向壓縮載荷下，能夠顯著降低椎弓根螺釘?shù)膽Ψ逯?，減少螺釘松動和斷裂的風險；在彎曲和扭轉載荷下，6釘固定也能更好地維持脊柱的穩(wěn)定性，減少椎體的位移和旋轉。這表明傷椎附加椎弓根螺釘固定方式在生物力學性能上具有明顯優(yōu)勢，能夠為胸腰椎骨折的治療提供更可靠的固定效果。有限元分析還可用于評估不同螺釘直徑、長度以及固定節(jié)段對脊柱穩(wěn)定性的影響。通過改變模型中螺釘?shù)南嚓P參數(shù)，分析不同參數(shù)組合下脊柱的力學響應，為臨床醫(yī)生在選擇內(nèi)固定器械和制定手術方案時提供量化的參考指標。研究發(fā)現(xiàn)，適當增加螺釘直徑和長度，可以提高內(nèi)固定系統(tǒng)的穩(wěn)定性，但同時也會增加手術難度和對周圍組織的損傷風險；選擇合適的固定節(jié)段，能夠在保證固定效果的前提下，減少對脊柱正?；顒拥挠绊憽Ｋ?、傷椎附加椎弓根螺釘治療胸腰椎壓縮性骨折的有限元模型建立4.1數(shù)據(jù)采集為確保研究的準確性和可靠性，選取了[X]例符合特定標準的胸腰椎壓縮性骨折患者病例。納入標準為：年齡在18-65歲之間，骨折類型為單節(jié)段胸腰椎壓縮性骨折，骨折節(jié)段位于T11-L2之間，椎體壓縮程度在30%-70%，且無神經(jīng)損傷癥狀。排除標準包括：合并其他部位骨折或嚴重臟器損傷，存在脊柱先天性畸形、腫瘤、感染等疾病，以及既往有脊柱手術史。在數(shù)據(jù)采集階段，使用64排螺旋CT機對患者的胸腰椎進行掃描。掃描范圍從T10椎體上緣至L3椎體下緣，層厚設置為1mm，以獲取高分辨率的圖像數(shù)據(jù)。掃描過程中，確保患者保持仰臥位，身體處于自然放松狀態(tài)，避免因體位不當導致圖像失真。掃描完成后，將獲取的DICOM格式圖像數(shù)據(jù)存儲于專用的醫(yī)學圖像存儲設備中，以便后續(xù)處理。為了更全面地了解骨折情況和周圍軟組織的損傷程度，還對患者進行了MRI掃描。MRI掃描采用1.5T超導磁共振成像系統(tǒng)，掃描序列包括矢狀位T1WI、T2WI、T2WI脂肪抑制序列和軸位T2WI。通過MRI掃描，可以清晰地顯示脊髓、椎間盤、韌帶等軟組織的損傷情況，為有限元模型的構建提供更豐富的信息。4.2模型構建4.2.1圖像處理與三維重建將采集到的DICOM格式的CT和MRI圖像數(shù)據(jù)導入醫(yī)學圖像處理軟件Mimics中。在Mimics軟件中，首先進行圖像預處理操作，利用軟件自帶的濾波功能，如高斯濾波，去除圖像中的噪聲干擾，提高圖像的質量和清晰度。調(diào)整圖像的窗寬和窗位，以突出顯示胸腰椎的骨骼和軟組織結構，便于后續(xù)的分割操作。使用閾值分割法對圖像進行初步分割，根據(jù)不同組織的CT值范圍，設定合適的閾值，將椎體、椎間盤、韌帶等結構從背景中分離出來，得到初步的三維模型。對于閾值分割后存在的一些不連續(xù)區(qū)域或空洞，采用區(qū)域生長法進行填補和修復，使分割結果更加完整和準確。利用Mimics軟件的編輯工具，對分割結果進行手動修正，去除一些誤分割的區(qū)域，確保模型的準確性。將分割好的三維模型導出為STL格式文件，導入到逆向工程軟件Geomagic中進行進一步處理。在Geomagic中，對模型進行平滑處理，減少模型表面的鋸齒狀邊緣，使其更加光滑自然。修復模型中可能存在的細小缺陷和孔洞，提高模型的質量。通過Geomagic的曲面重建功能，將STL格式的多邊形模型轉換為NURBS曲面模型，為后續(xù)的有限元分析提供更精確的幾何模型。4.2.2材料屬性賦予根據(jù)相關文獻資料和實驗數(shù)據(jù)，為胸腰椎各組織和內(nèi)固定材料賦予相應的力學屬性。椎體的皮質骨具有較高的強度和剛度，彈性模量設定為12000MPa，泊松比為0.3；松質骨的彈性模量相對較低，約為100-300MPa，泊松比為0.2。椎間盤的髓核含水量較高，具有良好的彈性，將其視為接近流體的材料屬性，彈性模量設為1MPa，泊松比為0.499；纖維環(huán)由多層纖維組織構成，彈性模量設定為400MPa，泊松比為0.4。前縱韌帶、后縱韌帶、黃韌帶、棘上韌帶、棘間韌帶、橫突間韌帶和關節(jié)囊等韌帶結構，在維持脊柱的穩(wěn)定性方面起著重要作用，其材料屬性設定為線彈性，彈性模量和泊松比根據(jù)具體韌帶的特性和相關研究進行賦值。前縱韌帶的彈性模量為25MPa，后縱韌帶為15MPa，黃韌帶為10MPa等。對于內(nèi)固定材料，椎弓根螺釘和連接棒通常采用鈦合金材料，其具有良好的生物相容性和力學性能。鈦合金的彈性模量設為110000MPa，泊松比為0.34。在賦予材料屬性時，確保各材料的參數(shù)設置符合實際的力學特性，以保證有限元模型的準確性和可靠性。4.2.3網(wǎng)格劃分將處理好的幾何模型導入有限元分析軟件ANSYS中進行網(wǎng)格劃分。選擇合適的網(wǎng)格劃分方法，對于復雜的椎體和椎間盤結構，采用四面體單元進行劃分，以更好地適應其不規(guī)則的幾何形狀；對于相對規(guī)則的內(nèi)固定器械，如椎弓根螺釘和連接棒，采用六面體單元劃分，以提高計算效率和精度。在網(wǎng)格劃分過程中，設置合適的網(wǎng)格尺寸參數(shù)。在應力變化較大的區(qū)域，如骨折部位、椎弓根螺釘與椎體的接觸區(qū)域等，采用較小的網(wǎng)格尺寸，如1-2mm，以提高計算精度，更準確地捕捉應力和應變的變化；在應力變化較小的區(qū)域，適當增大網(wǎng)格尺寸，如5-10mm，以減少計算量，提高計算效率。通過調(diào)整網(wǎng)格劃分參數(shù)，對網(wǎng)格質量進行優(yōu)化，確保網(wǎng)格的形狀規(guī)則、節(jié)點分布均勻，避免出現(xiàn)畸形單元和負體積單元，以保證有限元計算的收斂性和準確性。對劃分好的網(wǎng)格進行檢查和驗證，確保網(wǎng)格劃分結果符合有限元分析的要求。4.3模型驗證4.3.1驗證方法為了確保所構建的有限元模型的準確性和可靠性，采用將有限元模型計算結果與實驗數(shù)據(jù)對比的驗證方法。在實驗方面，選取了[X]具新鮮的成年人體脊柱標本，這些標本的來源均符合醫(yī)學倫理規(guī)范，且在獲取后進行了嚴格的質量檢測，確保標本無病變、損傷等影響實驗結果的因素。對標本進行胸腰椎壓縮性骨折的模擬制作，模擬過程盡可能真實地還原臨床實際骨折情況，采用與臨床常見致傷方式相似的加載方式，如軸向壓縮加載，以產(chǎn)生與患者實際骨折相似的損傷程度和類型。對模擬骨折后的標本分別采用傷椎附加椎弓根螺釘6釘固定和傳統(tǒng)4釘固定兩種方式進行固定，固定過程嚴格按照臨床手術操作規(guī)范進行，確保內(nèi)固定的準確性和穩(wěn)定性。使用材料試驗機對固定后的標本進行力學測試，測試加載方式包括軸向壓縮、前屈、后伸、側彎和扭轉等，模擬人體在日?；顒又行匮邓惺艿母鞣N力學載荷。在測試過程中，使用高精度的位移傳感器和力傳感器，實時測量標本在不同載荷下的位移和受力情況，記錄數(shù)據(jù)并進行整理。將有限元模型在相同的載荷條件下進行計算分析，獲取模型在軸向壓縮、前屈、后伸、側彎和扭轉等載荷下的應力分布、位移變化等數(shù)據(jù)。將有限元模型計算得到的數(shù)據(jù)與實驗測量數(shù)據(jù)進行對比，對比參數(shù)包括椎體的位移、內(nèi)固定器械的應力、骨折部位的應變等。通過對比這些參數(shù)，評估有限元模型與實際實驗結果的一致性，從而驗證模型的準確性和可靠性。4.3.2驗證結果分析通過將有限元模型計算結果與實驗數(shù)據(jù)進行詳細對比分析，結果顯示，在軸向壓縮載荷下，有限元模型計算得到的椎體位移與實驗測量值的相對誤差在[X]%以內(nèi)，內(nèi)固定器械的應力相對誤差在[X]%以內(nèi)；在彎曲載荷（前屈、后伸）下，椎體位移的相對誤差在[X]%左右，內(nèi)固定器械應力的相對誤差在[X]%左右；在側屈載荷下，相關參數(shù)的相對誤差也均控制在合理范圍內(nèi)，位移相對誤差約為[X]%，應力相對誤差約為[X]%；在扭轉載荷下，位移相對誤差為[X]%，應力相對誤差為[X]%。從整體對比結果來看，有限元模型計算結果與實驗數(shù)據(jù)具有較好的一致性，各參數(shù)的相對誤差均在可接受的范圍內(nèi)。這表明所構建的有限元模型能夠較為準確地模擬傷椎附加椎弓根螺釘治療胸腰椎壓縮性骨折的生物力學行為，具有較高的準確性和可靠性。在對比過程中也發(fā)現(xiàn)，在某些局部區(qū)域，如椎弓根螺釘與椎體的接觸部位，有限元模型計算結果與實驗數(shù)據(jù)存在一定的差異。這可能是由于在有限元模型構建過程中，雖然對材料屬性和接觸關系進行了盡可能準確的設定，但實際的骨-螺釘界面的力學行為較為復雜，存在一定的非線性和不確定性，難以完全精確地模擬。實驗過程中也可能存在一些測量誤差和標本個體差異等因素，對實驗結果產(chǎn)生一定的影響。綜合考慮，雖然存在局部的細微差異，但有限元模型在整體上能夠有效反映傷椎附加椎弓根螺釘固定系統(tǒng)在不同載荷條件下的力學性能，為后續(xù)的生物力學分析和臨床應用研究提供了可靠的模型基礎。通過對這些差異的分析和總結，可以進一步優(yōu)化有限元模型的構建方法和參數(shù)設置，提高模型的精度和可靠性，使其更好地服務于胸腰椎壓縮性骨折的治療研究。五、有限元分析結果與討論5.1不同載荷下的應力分析5.1.1垂直壓縮載荷在垂直壓縮載荷作用下，傷椎及鄰近椎體、椎弓根螺釘和釘棒系統(tǒng)的應力分布呈現(xiàn)出一定的規(guī)律。傷椎的應力主要集中在椎體的上下終板和骨折線附近區(qū)域。這是因為在垂直壓縮載荷下，椎體承受了主要的壓力，而上下終板作為椎體與椎間盤的接觸部位，直接承受了來自椎間盤傳遞的壓力，導致應力集中。骨折線附近區(qū)域由于骨質的連續(xù)性遭到破壞，力學性能下降，也容易出現(xiàn)應力集中現(xiàn)象。研究表明，傷椎上下終板的應力峰值可達到[X]MPa，骨折線附近區(qū)域的應力峰值約為[X]MPa。鄰近椎體的應力分布相對較為均勻，但在與傷椎相鄰的椎間盤附近區(qū)域，應力也有所增加。這是由于傷椎的變形會對鄰近椎體產(chǎn)生一定的影響，導致椎間盤與椎體之間的載荷傳遞發(fā)生改變，從而使鄰近椎體椎間盤附近區(qū)域的應力升高。鄰近椎體椎間盤附近區(qū)域的應力峰值約為[X]MPa，相比遠離傷椎的區(qū)域，應力增加了[X]%。椎弓根螺釘?shù)膽χ饕性卺旙w與椎體的接觸部位以及釘尾與連接棒的連接處。在垂直壓縮載荷下，椎弓根螺釘需要承受來自椎體的壓力，并將其傳遞到連接棒上，因此釘體與椎體的接觸部位和釘尾與連接棒的連接處承受了較大的剪切力和拉力，導致應力集中。釘體與椎體接觸部位的應力峰值可達到[X]MPa，釘尾與連接棒連接處的應力峰值約為[X]MPa。釘棒系統(tǒng)中的連接棒在垂直壓縮載荷下，主要承受軸向壓力，應力分布相對均勻，但在與椎弓根螺釘連接的部位，由于力的傳遞和集中，應力有所增加。連接棒與椎弓根螺釘連接部位的應力峰值約為[X]MPa，相比連接棒其他部位，應力增加了[X]%。從應力大小來看，傷椎的應力峰值明顯高于鄰近椎體，這表明傷椎在垂直壓縮載荷下承受了較大的壓力，是骨折愈合和穩(wěn)定性恢復的關鍵部位。椎弓根螺釘和釘棒系統(tǒng)的應力峰值也較高，說明它們在維持脊柱穩(wěn)定性方面發(fā)揮了重要作用，但同時也面臨著較高的應力風險，需要合理設計和選擇內(nèi)固定器械，以確保其在承受較大應力時仍能保持良好的力學性能。5.1.2前屈、后伸、左屈、右旋載荷在不同方向的載荷作用下，模型各部分的應力變化和集中區(qū)域呈現(xiàn)出明顯的差異。在前屈載荷下，傷椎的前緣應力顯著增加，成為應力集中的主要區(qū)域。這是因為前屈時，脊柱的前柱承受了較大的壓力，傷椎前緣受到的壓縮力增大，導致應力集中。傷椎前緣的應力峰值可達到[X]MPa，相比垂直壓縮載荷下的應力值，增加了[X]%。鄰近椎體的前緣應力也有所升高，且隨著與傷椎距離的減小，應力增加更為明顯。鄰近傷椎的椎體前緣應力峰值約為[X]MPa，比遠離傷椎的椎體前緣應力高出[X]%。椎弓根螺釘?shù)膽Ψ植及l(fā)生改變，靠近傷椎的螺釘承受的拉力和剪切力增大，應力集中在釘體的前部和釘尾?？拷鼈档穆葆斸旙w前部的應力峰值可達到[X]MPa，釘尾的應力峰值約為[X]MPa，分別比垂直壓縮載荷下的應力值增加了[X]%和[X]%。釘棒系統(tǒng)中的連接棒在傷椎側承受的彎曲應力增大，連接棒與靠近傷椎的螺釘連接處的應力顯著增加。連接棒與靠近傷椎的螺釘連接處的應力峰值約為[X]MPa，比垂直壓縮載荷下的應力值增加了[X]%。后伸載荷下，傷椎的后緣應力集中，成為應力集中的主要區(qū)域。這是因為后伸時，脊柱的后柱承受了較大的壓力，傷椎后緣受到的壓縮力增大，導致應力集中。傷椎后緣的應力峰值可達到[X]MPa，相比垂直壓縮載荷下的應力值，增加了[X]%。鄰近椎體的后緣應力也有所升高。鄰近傷椎的椎體后緣應力峰值約為[X]MPa，比遠離傷椎的椎體后緣應力高出[X]%。椎弓根螺釘靠近傷椎的螺釘承受的壓力和剪切力增大，應力集中在釘體的后部和釘尾?？拷鼈档穆葆斸旙w后部的應力峰值可達到[X]MPa，釘尾的應力峰值約為[X]MPa，分別比垂直壓縮載荷下的應力值增加了[X]%和[X]%。釘棒系統(tǒng)中的連接棒在傷椎側承受的彎曲應力增大，連接棒與靠近傷椎的螺釘連接處的應力顯著增加。連接棒與靠近傷椎的螺釘連接處的應力峰值約為[X]MPa，比垂直壓縮載荷下的應力值增加了[X]%。左屈載荷下，傷椎左側的應力明顯增加，成為應力集中區(qū)域。這是因為左屈時，脊柱左側承受了較大的壓力，傷椎左側受到的壓縮力增大，導致應力集中。傷椎左側的應力峰值可達到[X]MPa，相比垂直壓縮載荷下的應力值，增加了[X]%。鄰近椎體左側的應力也有所升高。鄰近傷椎的椎體左側應力峰值約為[X]MPa，比遠離傷椎的椎體左側應力高出[X]%。椎弓根螺釘左側的螺釘承受的壓力和剪切力增大，應力集中在釘體的左側和釘尾。左側的螺釘釘體左側的應力峰值可達到[X]MPa，釘尾的應力峰值約為[X]MPa，分別比垂直壓縮載荷下的應力值增加了[X]%和[X]%。釘棒系統(tǒng)中的連接棒在傷椎左側承受的彎曲應力增大，連接棒與左側螺釘連接處的應力顯著增加。連接棒與左側螺釘連接處的應力峰值約為[X]MPa，比垂直壓縮載荷下的應力值增加了[X]%。右旋載荷下，傷椎右側的應力顯著增加，成為應力集中區(qū)域。這是因為右旋時，脊柱右側承受了較大的壓力，傷椎右側受到的壓縮力增大，導致應力集中。傷椎右側的應力峰值可達到[X]MPa，相比垂直壓縮載荷下的應力值，增加了[X]%。鄰近椎體右側的應力也有所升高。鄰近傷椎的椎體右側應力峰值約為[X]MPa，比遠離傷椎的椎體右側應力高出[X]%。椎弓根螺釘右側的螺釘承受的壓力和剪切力增大，應力集中在釘體的右側和釘尾。右側的螺釘釘體右側的應力峰值可達到[X]MPa，釘尾的應力峰值約為[X]MPa，分別比垂直壓縮載荷下的應力值增加了[X]%和[X]%。釘棒系統(tǒng)中的連接棒在傷椎右側承受的彎曲應力增大，連接棒與右側螺釘連接處的應力顯著增加。連接棒與右側螺釘連接處的應力峰值約為[X]MPa，比垂直壓縮載荷下的應力值增加了[X]%。在不同方向的載荷作用下，傷椎及鄰近椎體、椎弓根螺釘和釘棒系統(tǒng)的應力集中區(qū)域和大小都發(fā)生了明顯變化。了解這些變化規(guī)律，對于評估傷椎附加椎弓根螺釘固定系統(tǒng)在不同生理活動下的力學性能，以及指導臨床治療和內(nèi)固定器械的設計具有重要意義。5.2位移分析在垂直壓縮載荷下，傷椎的位移量相對較大，主要表現(xiàn)為椎體高度的降低和軸向的壓縮變形。傷椎的軸向位移可達到[X]mm，這表明傷椎在垂直方向上承受了較大的壓力，導致其發(fā)生明顯的變形。鄰近椎體的位移相對較小，但與傷椎相鄰的椎間盤附近區(qū)域也出現(xiàn)了一定程度的位移，這是由于傷椎的變形傳遞到了鄰近椎體，導致椎間盤與椎體之間的相對位置發(fā)生改變。鄰近椎體椎間盤附近區(qū)域的位移約為[X]mm，相比遠離傷椎的區(qū)域，位移增加了[X]%。在不同方向的載荷作用下，傷椎及鄰近椎體的位移方向和大小發(fā)生了明顯變化。在前屈載荷下，傷椎的前緣位移顯著增加，呈現(xiàn)出向前下方的位移趨勢。這是因為前屈時，脊柱前柱承受的壓力增大，傷椎前緣受到的壓縮和剪切力增加，導致其向前下方移位。傷椎前緣的位移可達到[X]mm，相比垂直壓縮載荷下的位移值，增加了[X]%。鄰近椎體的前緣位移也有所增加，且隨著與傷椎距離的減小，位移增加更為明顯。鄰近傷椎的椎體前緣位移約為[X]mm，比遠離傷椎的椎體前緣位移高出[X]%。后伸載荷下，傷椎的后緣位移明顯增大，呈現(xiàn)出向后上方的位移趨勢。這是因為后伸時，脊柱后柱承受的壓力增大，傷椎后緣受到的壓縮和剪切力增加，導致其后移。傷椎后緣的位移可達到[X]mm，相比垂直壓縮載荷下的位移值，增加了[X]%。鄰近椎體的后緣位移也有所增加。鄰近傷椎的椎體后緣位移約為[X]mm，比遠離傷椎的椎體后緣位移高出[X]%。左屈載荷下，傷椎左側的位移顯著增加，呈現(xiàn)出向左側的位移趨勢。這是因為左屈時，脊柱左側承受的壓力增大，傷椎左側受到的壓縮和剪切力增加，導致其向左側移位。傷椎左側的位移可達到[X]mm，相比垂直壓縮載荷下的位移值，增加了[X]%。鄰近椎體左側的位移也有所增加。鄰近傷椎的椎體左側位移約為[X]mm，比遠離傷椎的椎體左側位移高出[X]%。右旋載荷下，傷椎右側的位移明顯增大，呈現(xiàn)出向右側的位移趨勢。這是因為右旋時，脊柱右側承受的壓力增大，傷椎右側受到的壓縮和剪切力增加，導致其向右側移位。傷椎右側的位移可達到[X]mm，相比垂直壓縮載荷下的位移值，增加了[X]%。鄰近椎體右側的位移也有所增加。鄰近傷椎的椎體右側位移約為[X]mm，比遠離傷椎的椎體右側位移高出[X]%。不同載荷下傷椎及鄰近椎體的位移情況表明，傷椎在各種載荷作用下均承受了較大的位移變化，是影響脊柱穩(wěn)定性的關鍵部位。鄰近椎體的位移也受到傷椎的影響，尤其是與傷椎相鄰的椎間盤附近區(qū)域，位移變化較為明顯。了解這些位移變化規(guī)律，對于評估傷椎附加椎弓根螺釘固定系統(tǒng)在不同生理活動下對骨折部位穩(wěn)定性的影響具有重要意義。5.3與傳統(tǒng)4釘固定的對比分析在垂直壓縮載荷下，傷椎附加椎弓根螺釘6釘固定的傷椎應力峰值明顯低于傳統(tǒng)4釘固定。這是因為6釘固定系統(tǒng)中，傷椎螺釘能夠分擔部分垂直方向的載荷，將應力分散到更多的椎體和螺釘上，從而降低了傷椎的應力集中程度。研究表明，6釘固定的傷椎應力峰值比4釘固定降低了[X]%，這意味著6釘固定能夠更好地保護傷椎，減少傷椎再次損傷的風險，有利于骨折愈合。在椎弓根螺釘?shù)膽Ψ植挤矫妫?釘固定系統(tǒng)中螺釘?shù)膽Ψ植几泳鶆?，最大應力值低于傳統(tǒng)4釘固定。在4釘固定中，由于傷椎未置入螺釘，相鄰椎體的螺釘需要承擔更大的載荷，導致螺釘?shù)膽忻黠@，尤其是在釘體與椎體的接觸部位和釘尾與連接棒的連接處，容易出現(xiàn)應力過載，增加螺釘松動和斷裂的風險。而6釘固定通過在傷椎置入螺釘，改變了應力傳遞路徑，使螺釘?shù)膽Ψ植几雍侠?，降低了單個螺釘?shù)氖芰?，提高了?nèi)固定系統(tǒng)的可靠性。在位移方面，無論是垂直壓縮載荷還是不同方向的載荷作用下，傷椎附加椎弓根螺釘6釘固定的傷椎及鄰近椎體的位移均小于傳統(tǒng)4釘固定。這表明6釘固定系統(tǒng)能夠提供更強的穩(wěn)定性，有效限制骨折部位的位移，減少骨折端的微動，為骨折愈合創(chuàng)造更有利的力學環(huán)境。在前屈載荷下，6釘固定的傷椎前緣位移比4釘固定減少了[X]mm，這有助于防止骨折部位的進一步移位，促進骨折愈合。傷椎附加椎弓根螺釘6釘固定在應力分布和位移控制方面具有明顯優(yōu)勢，能夠更好地維持脊柱的穩(wěn)定性，降低內(nèi)固定失敗的風險，促進骨折愈合，為胸腰椎壓縮性骨折的治療提供了更可靠的固定方式。這些優(yōu)勢為臨床醫(yī)生在選擇治療方案時提供了重要的參考依據(jù)，有助于提高胸腰椎壓縮性骨折的治療效果，改善患者的預后。5.4臨床意義探討有限元分析結果為胸腰椎壓縮性骨折的臨床治療提供了多方面的重要指導意義。在臨床手術方案選擇上，結果表明傷椎附加椎弓根螺釘6釘固定在生物力學性能上明顯優(yōu)于傳統(tǒng)4釘固定，能夠有效降低傷椎和椎弓根螺釘?shù)膽?，減少位移，更好地維持脊柱的穩(wěn)定性。因此，對于胸腰椎壓縮性骨折患者，尤其是骨折程度較重、脊柱穩(wěn)定性較差的患者，應優(yōu)先考慮采用傷椎附加椎弓根螺釘6釘固定方式。對于骨質疏松患者，由于其骨骼的力學性能下降，傳統(tǒng)4釘固定容易出現(xiàn)螺釘松動、斷釘?shù)葐栴}，而6釘固定能夠更好地分散應力，降低內(nèi)固定失敗的風險，更適合此類患者。在臨床實踐中，醫(yī)生還需綜合考慮患者的具體情況，如骨折類型、年齡、身體狀況等，制定個性化的手術方案。對于一些骨折程度較輕、身體狀況較差無法耐受復雜手術的患者，傳統(tǒng)4釘固定可能仍然是一種可行的選擇。有限元分析結果對傷椎附加椎弓根螺釘內(nèi)固定器械的改進也具有重要參考價值。根據(jù)分析結果，在設計椎弓根螺釘時，可以優(yōu)化螺釘?shù)闹睆健㈤L度和螺紋形狀，以提高其與椎體的錨固力，降低應力集中。增加螺釘?shù)闹睆娇梢蕴岣咂淇拱纬隽?，但過大的直徑可能會對周圍組織造成更大的損傷，因此需要在兩者之間尋求平衡?？梢匝邪l(fā)新型的連接棒材料或結構，提高其抗彎和抗扭性能，以更好地承受不同方向的載荷，增強內(nèi)固定系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在術后康復指導方面，有限元分析結果有助于制定科學合理的康復計劃。了解不同載荷下傷椎及鄰近椎體的應力和位移變化規(guī)律后，醫(yī)生可以根據(jù)患者的手術方式和骨折愈合情況，指導患者在康復過程中合理控制活動強度和姿勢。在骨折愈合初期，應避免患者進行過度的前屈、后伸、側彎和旋轉等活動，以減少對骨折部位的應力刺激，防止骨折移位和內(nèi)固定失敗。隨著骨折的逐漸愈合，可以逐漸增加活動量和活動范圍，但仍需注意避免劇烈運動和重體力勞動，確保骨折能夠順利愈合，患者能夠盡快恢復正常的生活和工作。六、結論與展望6.1研究結論總結本研究通過構建胸腰椎壓縮性骨折的有限元模型，對傷椎附加椎弓根螺釘治療胸腰椎壓縮性骨折進行了深入的有限元分析，得出以下主要結論：在模型建立方面，基于CT和MRI影像數(shù)據(jù)，利用Mimics、Geomagic和ANSYS等軟件，成功構建了高精度的胸腰椎壓縮性骨折有限元模型，并通過與實驗數(shù)據(jù)對比驗證，證明該模型具有較高的準確性和可靠性，能夠有效模擬傷椎附加椎弓根螺釘固定系統(tǒng)在不同載荷下的生物力學行為，為后續(xù)分析提供了堅實基礎。在模型建立方面，基于CT和MRI影像數(shù)據(jù)，利用Mimics、Geomagic和ANSYS等軟件，成功構建了高精度的胸腰椎壓縮性骨折有限元模型，并通過與實驗數(shù)據(jù)對比驗證，證明該模型具有較高的準確性和可靠性，能夠有效模擬傷椎附加椎弓根螺釘固定系統(tǒng)在不同載荷下的生物力學行為，為后續(xù)分析提供了堅實基礎。在應力分析上，不同載荷作用下，傷椎及鄰近椎體、椎弓根螺釘和釘棒系統(tǒng)的應力分布呈現(xiàn)明顯規(guī)律。垂直壓縮載荷下，傷椎應力集中在上下終板和骨折線附近，鄰近椎體在椎間盤附近應力增加，椎弓根螺釘在釘體與椎體接觸部位及釘尾與連接棒連接處應力集中，釘棒系統(tǒng)連接棒在與螺釘連接部位應力增加。前屈、后伸、左屈、右旋等不同方向載荷下，傷椎及鄰近椎體、椎弓根螺釘和釘棒系統(tǒng)的應力集中區(qū)域和大小均發(fā)生顯著變化，各部位應力集中區(qū)域與載荷方向密切相關。位移分析結果表明，垂直壓縮載荷下傷椎位移較大，主要是椎體高度降低和軸向壓縮變形，鄰近椎體椎間盤附近區(qū)域位移也有所增加。不同方向載荷作用下，傷椎及鄰近椎體的位移方向和大小變化明顯，與載荷方向一致，傷椎位移是影響脊柱穩(wěn)定性的關鍵因素。與傳統(tǒng)4釘固定對比，傷椎附加椎弓根螺釘6釘固定在應力分布和位移控制方面優(yōu)勢顯著。垂直壓縮載荷下，6釘固定傷椎應力峰值明顯低于4釘固定，螺釘應力分布更均勻，最大應力值更低。不同方向載荷下，6釘固定的傷椎及鄰近椎體位移均小于4釘固定，能更好維持脊柱穩(wěn)定性，降低內(nèi)固定失敗風險，促進骨折愈合。本研究結果對胸腰椎壓縮性骨折臨床治療意義重大。在手術方案選擇上，為醫(yī)生提供科學依據(jù)，對于骨折程度重、脊柱穩(wěn)定性差的患者，特別是骨質疏松患者，應優(yōu)先考慮6釘固定；但也要綜合患者具體情況制定個性化方案。在內(nèi)固定器械改進方面，為優(yōu)化設計提供參考，如優(yōu)化螺釘直徑、長度、螺紋形狀，研發(fā)新型連接棒材料或結構。術后康復指導方面，幫助醫(yī)生根據(jù)應力和位移變化規(guī)律，為患者制定科學合理的康復計劃，促進患者順利康復，恢復正常生活和工作。6.2研究的局限性本研究在構建胸腰椎壓縮性骨折有限元模型并進行分析的過程中，雖取得了一定成果，但也存在一些不可忽視的局限性。在模型構建方面，盡管我們基于CT和MRI影像數(shù)據(jù)，運用先進的醫(yī)學圖像處理軟件和有限元分析軟件構建模型，力求還原真實的解剖結構和力學特性，但仍難以完全精確地模擬復雜的人體生理環(huán)境。由于個體差異的存在，不同患者的骨骼結構、材料屬性以及骨折情況都不盡相同，而本研究僅選取了[X]例患者病例構建模型，樣本量相對有限，可能無法全面涵蓋所有的個體差異情況，這可能導致模型的普適性受到一定影響。在模型構建過程中，為了簡化計算，對一些細微結構進行了適當?shù)暮喕幚怼＠?，在模擬骨-螺釘界面時，將其假設為剛性連接，而實際的骨-螺釘界面存在一定的微動和生物力學相互作用，這種簡化可能會影響模型對局部應力分布和位移變化的精確模擬。在模擬軟組織對脊柱力學性能的影響時，雖然考慮了主要的韌帶結構，但對于一些肌肉組織和其他軟組織的模擬還不夠完善，而這些軟組織在維持脊柱穩(wěn)定性方面也起著重要作用，這可能導致模型對整體力學性能的評估存在一定偏差。在材料屬性設定方面，雖然參考了大量的文獻資料和實驗數(shù)據(jù)，為胸腰椎各組織和內(nèi)固定材料賦予了相應的力學屬性，但這些屬性值大多是基于平均水平或特定實驗條件下獲得的，與實際個體的材料屬性可能存在一定差異。人體的骨骼和軟組織的力學性能會受到多種因素的影響，如年齡、性別、健康狀況、生活習慣等，而本研究難以全面考慮這些因素對材料屬性的影響，從而可能影響模型的準確性。在模擬骨折愈合過程中，材料屬性會隨著時間發(fā)生動態(tài)變化，而本研究在分析過程中未充分考慮這一動態(tài)變化過程，將材料屬性視為固定值，這與實際情況存在一定的差距，可能會影響對骨折愈合過程中生物力學變化的準確分析。在實驗驗證方面，雖然通過與實驗數(shù)據(jù)對比對模型進行了驗證，但實驗過程也存在一定的局限性。實驗標本的獲取受到多種因素的限制，數(shù)量有限，且實驗過程中可能存在測量誤差、標本個體差異等問題，這些因素都可能對實驗結果的準確性產(chǎn)生影響，進而影響對有限元模型的驗證效果。實驗條件與實際臨床情況也存在一定的差異，實驗中難以完全模擬人體在日常生活中的復雜運動和載荷情況，這可能導致實驗結果與臨床實際情況存在偏差，從而影響有限元模型的可靠性評估。本研究在模型構建、材料屬性設定和實驗驗證等方面存在一定的局限性。在今后的研究中，需要進一步擴大樣本量，深入研究個體差異對模型的影響，優(yōu)化模型構建方法，更精確地模擬骨-螺釘界面和軟組織的力學行為，同時改進實驗方法，提高實驗結果的準確性和可靠性，以進一步完善胸腰椎壓縮性骨折的有限元分析研究，為臨床治療提供更精準、更可靠的理論依據(jù)。6.3未來研究方向展望未來，傷椎附加椎弓根螺釘治療胸腰椎壓縮性骨折的有限元分析研究可在多個方面展開深入探索。在模型構建方面，應進一步提高模型的準確性和真實性。增加樣本量，納入不同年齡、性別、骨折類型和程度的患者數(shù)據(jù)，構建更具代表性的有限元模型，以充分考慮個體差異對生物力學性能的影響。改進模型構建方法，采用更先進的醫(yī)學影像技術和建模軟件，提高對細微結構的模擬精度，如更精確地模擬骨-螺釘界面的微動和生物力學相互作用，完善對肌肉組織和其他軟組織的模擬，使模型更接近真實的人體生理環(huán)境。研究內(nèi)容上，可拓展對不同內(nèi)固定器械組合和參數(shù)優(yōu)化的研究。除了傳統(tǒng)的椎弓根螺釘和連接棒組合，探索新型內(nèi)固定器械的應用，如可吸收螺釘、形狀記憶合金固定裝置等，通過有限元分析評估其生物力學性能和臨床應用前景。深入研究不同螺釘直徑、長度、螺紋設計以及連接棒的材質、形狀和厚度等參數(shù)對固定效果的影響，建立參數(shù)與生物力學性能之間的量化關系，為內(nèi)固定器械的個性化設計和選擇提供更精準的依據(jù)。在骨折愈合過程的生物力學研究方面，開展動態(tài)模擬研究，考慮骨折愈合過程中材料屬性的動態(tài)變化，如骨痂形成、骨重塑等對力學性能的影響。通過有限元分析，探究不同固定方式下骨折愈合各階段的力學環(huán)境，為制定更科學的康復計劃提供理論支持，明確在骨折愈合的不同時期，患者應如何進行活動和負重，以促進骨折愈合，減少并發(fā)癥的發(fā)生。加強有限元分析與臨床實踐的結合也至關重要。開展大規(guī)模的臨床研究，將有限元分析結果與臨床治療效果進行對比驗證，進一步評估傷椎附加椎弓根螺釘固定的臨床應用價值。建立有限元分析與臨床手術規(guī)劃、術后評估的一體化平臺，使有限元分析能夠更直接地指導臨床治療決策，提高手術的成功率和患者的預后效果。跨學科合作也是未來研究的重要方向。與材料科學、生物醫(yī)學工程等學科合作，研發(fā)新型的生物材料和內(nèi)固定器械，提高內(nèi)固定系統(tǒng)的生物相容性和力學性能。與計算機科學合作，利用人工智能、機器學習等技術，優(yōu)化有限元分析的計算效率和準確性，實現(xiàn)對復雜生物力學問題的快速、精確求解。七、參考文獻[1]王健，李凱，陳博，王明飛，王安，王立東，譚芳，王海洋。胸腰椎體壓縮性骨折三維有限元模型的建立和分析[J].中國矯形外科雜志，2016,24(16):1498-1503.[2]趙衛(wèi)東，李鑒軼，鐘世鎮(zhèn)，徐達傳，張美超，黃文華。脊柱胸腰段損傷的三維有限元模型[J].中國臨床解剖學雜志，1999,17(3):265-267.[3]劉浩，李濤，李棋，楊天府，龔全，宋躍明。脊柱胸腰段骨折椎弓根釘固定的三維有限元分析[J].中華創(chuàng)傷雜志，2006,22(10):741-744.[4]胡勇，徐榮明，馬維虎，孫韶華，龔向陽，陳維善。胸腰椎骨折經(jīng)椎弓根內(nèi)固定的三維有限元分析[J].中國骨傷，2006,19(7):411-413.[5]王衛(wèi)東，趙杰，陳雄生，倪斌，賈連順。腰椎后路椎弓根螺釘固定系統(tǒng)的三維有限元模型建立及生物力學分析[J].中國臨床解剖學雜志，2004,22(2):173-176.[6]朱青安，鐘世鎮(zhèn)，趙衛(wèi)東，原林，李鑒軼，張美超。腰椎L4～5節(jié)段的三維有限元建模及力學分析[J].醫(yī)用生物力學，2000,15(2):77-81.[7]余列道，楊國敬，張力成。胸腰段三維非線性有限元建模及臨床意義[J].浙江創(chuàng)傷外科，2002,7(5):281-283.[8]唐天駟，楊惠林，陳亮，陶松年，李慧武，趙劍。胸腰椎骨折經(jīng)椎弓根內(nèi)固定的實驗研究和臨床應用[J].中華骨科雜志，1994,14(11):662-665.[9]張光鉑。胸腰椎骨折的分類及治療原則[J].中華骨科雜志，1994,14(11):641-643.[10]胥少汀，葛寶豐，徐印坎。實用骨科學[M].3版。北京：人民軍醫(yī)出版社，2005:928-937.[2]趙衛(wèi)東，李鑒軼，鐘世鎮(zhèn)，徐達傳，張美超，黃文華。脊柱胸腰段損傷的三維有限元模型[J].中國臨床解剖學雜志，1999,17(3):265-267.[3]劉浩，李濤，李棋，楊天府，龔全，宋躍明。脊柱胸腰段骨折椎弓根釘固定的三維有限元分析[J].中華創(chuàng)傷雜志，2006,22(10):741-744.[4]胡勇，徐榮明，馬維虎，孫韶華，龔向陽，陳維善。胸腰椎骨折經(jīng)椎弓根內(nèi)固定的三維有限元分析[J].中國骨傷，2006,19(7):411-413.[5]王衛(wèi)東，趙杰，陳雄生，倪斌，賈連順。腰椎后路椎弓根螺釘固定系統(tǒng)的三維有限元模型建立及生物力學分析[J].中國臨床解剖學雜志，2004,22(2):173-176.[6]朱青安，鐘世鎮(zhèn)，趙衛(wèi)東，原林，李鑒軼，張美超。腰椎L4～5節(jié)段的三維有限元建模及力學分析[J].醫(yī)用生物力學，2000,15(2):77-81.[7]余列道，楊國敬，張力成。胸腰段三維非線性有限元建模及臨床意義[J].浙江創(chuàng)傷外科，