目的研究Discover、Prodisc-C人工椎间盘置换术与植骨融合术后下颈椎活动度（range of motion,ROM）、椎间盘应力、韧带张力的生物力学特性以及植入假体力学性能的改变。方法建立C5-6椎间盘退变3种手术方案：Discover、Prodisc-C人工椎间盘置换和自体髂骨植骨融合有限元模型,同时建立C4-7节段下颈椎原始模型。分析术后下颈椎C4-7节段在矢状面、冠状面及横断面上椎体的生物力学特性变化。结果术后手术节段关节ROM变化：Discover模型增加12.7%-73.1%,Prodisc-C模型增加74%-98%,植骨融合模型下降55.8%-71.8%。Discover置换后上邻近椎间盘应力无明显增加,下邻近椎间盘应力在前屈、后伸、轴向旋转工况下减少33.2%-54.2%,囊韧带张力增幅比Prodisc-C置换后减少30%-40%。Discover假体最大应力（36.72 MPa）出现在前屈工况下,小于Prodisc-C假体的最大应力（42.66 MPa）。结论人工椎间盘置换术可以保留手术节段的运动性能,Discover作为新一代人工椎间盘假体,在减少韧带负担和维持脊柱稳定性方面有所进步。研究结果可为颈椎前路融合手术和人工颈椎间盘置换术的临床研究提供理论依据。
目的基于CT图像数据建立人体脊柱颈胸结合部C5-T2的三维有限元模型,并验证模型的正确性和有效性。方法采用Mimics、Geomagic和Hypermesh软件对人体脊柱颈胸结合部C5-T2椎体进行三维重建、模型修复和有限元前处理,对模型顶面施加±0.5、1、1.5、2 N·m扭矩,用于模拟人体前屈和后伸活动时所产生的载荷作用,使用ANSYS软件计算脊柱颈胸结合部C5-T2节段在前屈和后伸承受扭矩载荷作用时的关节活动度（range of motion,ROM）,将计算结果与前人研究结果进行对比分析。结果人体脊柱颈胸结合部C5-T2三维模型中C5-6、C6-7、C7-T1和T1-2各节段椎体在1 N·m载荷作用下,前屈时ROM分别为4.30°、3.21°、1.66°和1.41°,后伸时ROM分别为3.47°、2.86°、0.96°和0.92°。前屈时最大应力出现在椎体前缘,后伸时椎体后缘出现较大应力。ROM和应力分布的趋势与前人研究结果相一致。结论建立的脊柱颈胸结合部三维模型精确逼真,符合脊柱颈胸结合部的生物力学特性,模拟结果可为临床病理研究和颈胸部手术术式的评价提供理论依据。
