腰椎脊突起間撐開器的有限元素分析

Finite Element Analysis of the Lumbar Interspinous Process Distractor

洪一智(Yi-Jhih Hong)

指導教授 ： 黃衍任 ； 林上智

國立中央大學/工學院/機械工程學系/碩士(2008年)

摘要

一般來說，人們隨著年齡的增長椎間盤裡的髓核就會開始乾枯退化，造成椎間盤的厚度減少，進而造成黃韌帶及小面關節的肥大，以致於引發所謂的腰椎狹窄症，造成身體產生神經間歇性跛行的症狀，而解決此種症狀的方法有分為手術及非手術的治療，非手術的治療例如物理性的治療，但往往成效不佳，而手術的方法又可以分為傳統手術及微創手術二種，傳統的手術方法就是將造成腰椎狹窄症的黃韌帶及小面關節去除，此種手術不但傷口大且手術時間長，故風險相對的比較大，而新型的微創手術是在背上開一個小傷口，並植入脊突起間撐開器，進而解決腰椎狹窄症的問題。
而本研究所使用的模型是腰椎第三節及第四節，而模型中包含了硬質骨、鬆質骨、後方骨元件、韌帶，而分析的方法是在脊突起間施加強迫位移，再量測椎孔直徑、椎孔面積、神經根通道寬度、椎間盤高度的恢復情形，之後再判斷脊突起間撐開器是否有明顯的功效。

關鍵字

有限元素分析 ； 脊突起間撐開器 ； 韌帶 ； 後方骨元件 ； 硬質骨 ； 鬆質骨 ； 髓核 ； 腰椎 ； 神經間歇性跛行 ； 腰椎狹窄症 ； 小面關節 ； 黃韌帶 ； 椎間盤

並列摘要

In general, the nucleus pulposus in intervertebral disc will begin to dry up and degenerate with age. That can also reduce the thickness of intervertebral disc and hypertrophy of ligamentum flavum as well as facet joint. Thus, it provokes so-called lumbar spinal stenosis and bringing out the body symptom of neurogenic intermittent claudication. The methods of solving this symptom were divided into operative and non-operative treatments. However, the effect of the latter such as physical treatment is not so successful. The operative method can also divide into traditional operation and minimally operation. The traditional operation is to remove the ligamentum flavum and facet joint that would cause lumbar spinal stenosis. It only causes obvious incision wound but also takes long time for the operation. Therefore, the risk is relatively higher. The new minimally operation is by opening a small wound and embedding an interspinous processes distractor to solve the problem.
In this study, we use the models of the 3rd and 4th lumbar, including cortical bone, cancellous bone, posterior element and ligament. The way for analyzing is to exert a force displacement on interspinous processes, and we measure the recovery process for the canal diameter, canal area, subarticular diameter and intervertebral disc height. Then we ascertain that if the interspinous processes distractor has the obvious effect.

並列關鍵字

ligament ； cortical bone ； cancellous bone ； posterior element ； lumbar ； nucleus pulposus ； intervertebral disc ； finite element analysis ； interspinous processes distractor ； neurogenic intermittent claudication ； lumbar spinal stenosis ； facet joint ； ligamentum flavum

參考文獻

[12] 蘇建融，「人工椎間盤之設計與力學分析」，國立台灣大學，碩士論文，2004

[13] 管原璋，「人工椎間盤接觸面之設計與分析」，國立台灣大學機械工程研究所，碩士論文，民國九十四年

[7] Kettler A. Schmoelz W. Kast E. Gottwald M. Claes L. Wilke HJ. “In vitro stabilizing effect of a transforaminal compared with two posterior lumbar interbody fusion cages”. [Comparative Study. In Vitro. Journal Article. Research Support, Non-U.S. Gov''t] Spine. 30(22):E665-70, 2005 Nov 15.

[9] VINCENT C. TRAYNELIS, M.D., “Spinal arthroplasty”, Neurosurg Focus 13 (2):Article 10, 2002

[14] 林承頡，「減壓手術對於腰脊髓腔狹窄病人在神經性和功能性恢復的效果」，國立成功大學物理治療研究所碩士論文，2004.