Numerical Analysis of Spinal Loads in Spondylolisthesis Treatment using Pedicle Screws – Preliminary Research

• Autorzy: Zubrzycki J. , Smidova N. , Litak J. , Ausiyevich A.

Identyfikatory

DOI

10.23743/acs-2017-22

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of this experimental study was to analyse the influence of lumbar stabilisation used in the treatment of spondylolisthesis on the biomechanical properties of the human lumbar spine. FEM models were built on the basis of pre-surgical CT scans, routinely used in medical practice. MIMICS software was used to process the results of the neuroimaging study and to create 3D models. Two models were built: with and without a stabiliser. A static load analysis was performed for a normal upper-body load. The simulations allowed to determine the stresses in the individual discs for both models, with and without the transpedicular stabiliser.

Słowa kluczowe

EN

pedicle screws; FEA; CAD; 3D modelling

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Promocji Wiedzy ; Lublin University of Technology
• Czasopismo: Applied Computer Science
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 13, no 3
• Strony: 64--76
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., fig., tab.

Twórcy

autor

Zubrzycki J.

• Lublin University of Technology, Mechanical Engineering Faculty, Nadbystrzycka 36, 20-618 Lublin, Poland

autor

Smidova N.

• Technical University of Kosice, Faculty of Electrical Engineering and Informatics, Letna 9, 042 00 Kosice, Slovakia

autor

Litak J.

• Medical University of Lublin, Department of Neurosurgery and Neurosurgery of Children, Jaczewskiego 8, 20-954 Lublin, Poland

autor

Ausiyevich A.

• Belarusian National Technical University, Mechanical Engineering Faculty, Niezavisimosti 65, 220013 Minsk, Belarus

Bibliografia

• [1] Aruna, G. (2002). Isthmic spondylolisthesis. Neurosurg Focus, 13(1), 1–6.
• [2] Awłasewicz, T., Kędzior, K., & Krzesiński, G. (1997). Metoda elementów skończonych w badaniach zestawu stabilizującego segment kręgosłupa. Przykłady kliniczne. In System DERO: rozwój technik operacyjnego leczenia kręgosłupa pod red. D. Zarzyckiego i L. F. Ciupika (pp. 115–121). Zielona Góra.
• [3] Bartochowski, Ł. (2011). Skuteczność leczenia operacyjnego kręgozmyku przy użyciu instrumentarium przez nasadowego (doctoral dissertation). Wydział Nauk o Zdrowiu, Uniwersytet Medyczny im. Karola Marcinkowskiego, Poznań.
• [4] Będziński, R. (Ed.) (1997). Biomechanika inżynierska. Zagadnienia Wybrane. Wrocław: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej.
• [5] Bochenek, A. (2010). Anatomia człowieka. Tom I. Anatomia ogólna, kości, stawy i więzadła, mięśnie. Warszawa: Wydawnictwo Lekarskie PZWL.
• [6] Ciupik, L. F., Zarzycki, D., Bakalarek, B., & Jakubowski, J. (1997). Mechanizm repozycji dużych ześlizgów. Biomechaniczne uwarunkowania, instrumentarium. Przykłady kliniczne. In System DERO: rozwój technik operacyjnego leczenia kręgosłupa pod red. D. Zarzyckiego i L. F. Ciupika (pp. 231–239). Zielona Góra.
• [7] Gzik, M., Joszko, K., & Pieniążek, J. (2012). Badania modelowe w ocenie stanu fizycznego kręgosłupa lędźwiowego po leczeniu kręgozmyku. Modelowanie inżynierskie, 44, 109–116.
• [8] Karpiński, R., Jaworski, Ł., & Zubrzycki, J. (2016). Structural analysis of articular cartilage of the hip joint using finite element method. Advances in Science and Technology Research Journal, 10(31), 240–246. doi: 10.12913/22998624/64064
• [9] Mańko, M., Zubrzycki, J., & Karpiński, R. (2015). Zastosowanie metod inżynierii odwrotnej do projektowania sztucznego krążka międzykręgowego. Journal of Technology and Exploitation in Mechanical Engineering, 1(1–2), 33–58.
• [10] Maurel, N., Lavaste, F., & Skalli, W. (1997). Three – dimensional parameterized finite element model of lower cervical spine. Journal of Biomechanics, 30(9), 921–931.
• [11] Vadapalli, S. (2004). Stability imparted by a posterior lumbar interbody fusion cage following surgery: A biomechanical evaluation. The University of Toledo.
• [12] Woźniak, W. (Ed.). (2003). Anatomia człowieka. Podręcznik dla studentów i lekarzy. Wrocław: Elsevier Urban & Partner.
• [13] Yugang, J., Xiongqi, P., Yu, W., Cheng, F., Xiaojiang, S., & Kai, Z. (2015). Biomechanical Analysis for Low Lumbar Spine Segment Fusion with Different Cage Locations. British Journal of Applied Science & Technology, 6(5), 508-519. doi:10.9734/BJAST/2015/15576
• [14] Zubrzycki, J., & Braniewska, M. (2017). Zastosowanie inżynierii odwrotnej w projektowaniu spersonalizowanego implantu stawu biodrowego. Mechanik, 1, 46–47. doi:10.17814/mechanik.2017.1.5
• [15] Zubrzycki, J., & Smidova, N. (2014). Computer-aided design of human knee implant. Applied Mechanics and Materials, 613, 172–181. doi:10.4028/www.scientific.net/AMM.613.172
• [16] Zubrzycki, J., Karpiński, R., & Górniak, B. (2016). Computer aided design and structural analysis of the endoprosthesis of the knee joint. Applied Computer Science, 12(2), 84–95.