22158

ارزيابي المان محدود اثر فيكساسيون ساكروپلويس بر پايداري بيومكانيكي فيوژن بلند در بيماران دچار اسپونديلوليستزيس

كارشناسي ارشد

مهندسي پزشكي - بيومكانيك

1396

1399/02/15

دكتر ساسان آسيايي

دكتر محمد حق پناهي

مكانيك

فيوژن بلند در ناحيه¬ي لومبوساكرال (اتصال صلب بيش از سه مهره¬ي ستون¬فقرات در تقاطع كمر و ساكروم با استفاده از ايمپلنت¬ها) بمنظور درمان تغييرشكل¬هاي شديد ازجمله اسپونديلوليستزيس درجه بالا، يكي از روش¬هاي مورد اعتماد در ميان جراحان است. با اين وجود، گزارش¬هاي متعددي از نياز به بازجراحي ناشي از شكستگي ايمپلنت¬ها منتشر شده است. فيكساسيون ساكروپلويس (اتصال شبه- صلبِ ساكروم و پلويس) با استفاده از پيچ¬هاي ايلياك بعنوان يك راه¬حل قابل اتكا معرفي شده است. اين مطالعه به بررسي اهميت و كارايي فيكساسيون ساكروپلويس با استفاده از پيچ¬هاي ايلياك بمنظور حفاظت از فيوژن¬هاي بلند لومبوساكرال، ازجمله در درمان اسپونديلوليستزيس درجه بالا پرداخته است. هدف اصلي اين تحقيق، ارزيابي اثرات بيومكانيكيِ فيكساسيون ساكروپلويس ازجمله بر توزيع تنش در ايمپلنت¬ها مي¬باشد. در مطالعه¬ي حاضر يك مدل المان محدود سه¬بعدي لومبوپلويس (از مهره¬ي سوم كمري تا پلويس) با استفاده از تصاوير سي¬تي¬اسكن (پس از جراحي فيوژن اسپونديلوليستزيس لومبوساكرال) يك بيمار مرد 50 ساله در نرم افزار ميميكس، تخمين ابرنقاط از روي خصوصيات دقيق مورفولوژيك و آناتوميك بيمار، انتقال ابرنقاط به نرم¬افزارهاي كتيا (مدل سطحي/رويه¬اي)، ساليدورك (مدل حجمي)، و نهايتا نرم¬افزار آباكوس (مش¬بندي و تحليل المان محدود)، طراحي شد. از اين مدل بمنظور شبيه¬سازي پارامترهاي هندسيِ فيوژن بلند، با/ بدون فيكساسيون ساكروپلويس، تحت بارهاي شامل نيروي فشاري، مومنتوم خمشي ناشي از فلكشن-اكستنشن، و ممان پيچشي ناشي از چرخش محوري قرار گرفت. توزيع تنش معادل ون¬ميزز در ساختار فيوژن لومبوساكرال، فيكساسيون ساكروپلويس، و بافت هاي استخواني مدل تخمين زده شد. ماكزيمم تنش معادل ون¬ميزز در پيچ جايگذاري شده در مهره اول ساكروم در دو حالت با-و-بدون فيكساسيون ساكروپلويس بصورت تابعي از بار وارده محاسبه و ترسيم شد. استفاده از پيچ¬هاي ايلياك بمنظور فيكساسيون لومبوپلويس منجر به كاهش محسوس ماكزيمم تنش معادل ون ميزز در ساختار فيوژن، هم در پيچ¬هاي پديكولار و هم در استخوان¬هاي محيطي(دربرگيرنده ي ايمپلنت ها وپيچ ها) شد.كاهش ماكزيمم تنش ون ميزز (بين 38 تا 40 درصد)، اثر قابل¬توجهي در پيش¬گيري از شكستگيِ پيچ¬هاي جايگذاري شده در ساكروم داشته و نتيجتا مي¬تواند در پرهيز از بازجراحي موثر واقع شود. اگرچه فيكساسيون ساكروپلويس منجر به كاهش محسوس ماكزيمم تنش معادل ون¬ميزز بويژه در پيچ¬هاي پديكولار مي¬شود، همچنان در انتخاب نوع جراحي و روش انجام آن، نياز به بررسي دقيق و آناليز كامل پيش¬از¬عمل وجود دارد؛ چرا كه باوجود مزيت¬هاي قابل¬توجه بيومكانيكي، برخي پارامترهاي منفي ناشي از فيكساسيون ساكروپلويس اجتناب¬ناپذير است؛ از جمله برش مقادير قابل¬توجه¬اي از بافت¬ها بمنظور دسترسي به محل جايگذاري پيچ¬ها در پلويس مي تواند منجر به مشكلات كلينيكي پس¬از¬جراحي شود.

1399/04/14

Lumbosacral Fusion with and without Sacroiliac Fixation in Management of Severe Spondylolisthesis - A Finite Element Analysis

5/4/2020 12:00:00 AM

Background: Long-segment fusion in high-grade lumbosacral spondylolisthesis is one of favorite options for surgeons. Several fusion failures because of sacral screw fracture is reported. To overcome this kind of complications associated with fusions ending at S1, sacropelvic fixation using iliac screws has been introduced as a safe alternative. Objective: This study is proposed to find if using iliac screws in long fusions result is a more reliable treatment of high-grade lumbosacral spondylolisthesis. Hence, the main purpose is evaluation of sacropelvic fixation to see if it has a significant effect on stress distribution in lumbosacral screws and their surrounding bone, especially at the first sacral vertebrae (S1). Methods: An FE model of the spinopelvic (L3-Pelvis), which included three vertebrae, three discs, and a pelvis, was reconstructed. The geometrical specifications of the spinopelvic were obtained from 64 spiral CT images of a 50-years-old male patient with sacropelvic fixation and a long-segmental lumbosacral fusion from L4 to S1 to manage his high-grade spondylolisthesis resulting in a stabilized spinal column. Results: Using iliac screws for spinopelvic fixation resulted in significant reduction of maximum von-mises stress in structural fusion, both in pedicular screws and surrounding/contact bones. Reduction of about 35% of maximum von-mises stress has a considerable effect, especially to avoid fracture of pedicular screw in sacrum. Conclusion: To overcome the complications associated with long fusions ending at S1, sacropelvic fixation with iliac screws has been introduced as a safe alternative. Although this technique provides powerful control of the pelvis and significant reduction of loads/stresses especially in pedicular screws, surgical planning should be comprehensively analyzed because of extensive subfascial dissection in order to expose the posterior-superior iliac spine during implant insertion which can caused complications.