Phân tích và cải tiến lý thuyết cột sống ba cột

BMC Musculoskeletal Disorders - Tập 21 Số 1 - 2020
Qihang Su1, Cong Li2, Yongchao Li1, Zifei Zhou3, Shuiqiang Zhang4, Shuxiang Guo1, Xiaofei Feng1, Meijun Yan1, Yan Zhang1, Jinbiao Zhang1, Jie Pan1, Biao Cheng3, Jun Tan5
1Department of Orthopedics, Shanghai East Hospital, Tongji University School of Medicine, China. No.150 Jimo Road, Shanghai, 200120, China
2Department of Trauma Surgery, Shanghai East Hospital, Tongji University School of Medicine, China. No.150 Jimo Road, Shanghai, 200120, China
3Department of Orthopedics, Shanghai Tenth People's Hospital, Tongji University School of Medicine, Shanghai 200072, China
4School of Engineering, Huzhou University, Huzhou 313000, China
5Department of Orthopedics, Pinghu Second People’s Hospital, Pinghu, 314200, China

Tóm tắt

Tóm tắtThành phần nền tảngLý thuyết cột sống ba cột của Denis và Ferguson et al. đã được chấp nhận và áp dụng rộng rãi. Tuy nhiên, lý thuyết ba cột này được đề xuất chỉ dựa trên quan sát và kinh nghiệm mà không có dữ liệu và phân tích tài liệu chi tiết. Mục tiêu của nghiên cứu này là phân tích và cải tiến lý thuyết cột sống ba cột của Denis và Ferguson để đề xuất một khái niệm ba cột mới trong dịch tễ học, hình thái học và cơ học sinh học.Phương phápPhân tích hồi cứu dữ liệu hình ảnh chụp cắt lớp vi tính của bệnh nhân được chẩn đoán gãy đốt sống T11-L5 được thực hiện từ tháng 2 năm 2010 đến tháng 12 năm 2018. Bản đồ phân phối ba chiều (3D) của các đường gãy của tất cả các đối tượng đã được thu thập dựa trên các kỹ thuật lập bản đồ 3D. Ngoài ra, một tình nguyện viên nam khỏe mạnh 25 tuổi đã được tuyển chọn để phân tích lực phần tử giới hạn cho đốt sống.Kết quảNghiên cứu hiện tại đã tuyển chọn 459 bệnh nhân (tuổi: 48 ± 11,42 năm), trong đó tổng cộng có 521 đốt sống bị gãy. Các đường gãy dường như tập trung ở phần trên và phần ngoài của ba phần ba đốt sống, bắt đầu từ phần trước của các thân đốt sống trong các bản đồ 3D. Về độ gập và duỗi của cột sống, phần cuối của ba phần ba thân đốt sống phía trước ống tủy là một trung tâm căng thẳng chính trong phân tích phần tử hữu hạn. Sức căng trên thân đốt sống lớn hơn ở phần trước của các thân đốt sống khi uốn bên.

Từ khóa

#cột sống ba cột #lý thuyết cột sống #gãy đốt sống #phân tích phần tử hữu hạn #cơ học sinh học.

Tài liệu tham khảo

Cahueque M, Cobar A, Zuniga C, et al. Management of burst fractures in the thoracolumbar spine. J Orthop. 2016;13(4):278–81.

Holdsworth FW. Fractures, dislocations, and fracture-dislocations of the spine[J]. J Bone Joint Surg( British Volume). 1963;45(1):6–20.

Holdworth F. Fractures, dislocations and fracture-dislocations of the spine. J Bone Joint Surg Am. 1970;52:1534–51.

Whitesides TE Jr. Traumatic kyphosis of the thoracolumbar spine. Clin Orthop Relat Res. 1977;128:78–92.

Kelly RP, Whitesides TE Jr. Treatment of lumbodorsal fracture-dislocations. Ann Surg. 1968;167(5):705.

Louis R. Les théories de l'instabilité[J]. Rev Chir Orthop Reparatice Appar Mot. 1977;63:423–5.

Denis F. Updated classification of thoracolumbar fractures. Orthop Trans. 1982;6(8):41–8.

Denis F. The three column spine and its significance in the classification of acute thoracolumbar spinal injuries[J]. Spine. 1983;8(8):817–31.

Denis F. Spinal instability as defined by the three-column spine concept in acute spinal trauma. Clin Orthop Relat Res. 1984;189:65–76.

Ferguson RL, Allen BL. A mechanistic classification of thoracolumbar spine fractures. Clin Orthop Relat Res. 1984;189:77–88.

Magerl F, Aebi M, Gertzbein SD, et al. A comprehensive classification of thoracic and lumbar injuries. Eur Spine J. 1994;3(4):184–201.

Su Q, Zhang Y, Liao S, et al. 3D computed tomography mapping of thoracolumbar vertebrae fractures. Med Sci Monit. 2019;25:2802–10.

Su QH, Liu J, Zhang Y, et al. Three-dimensional computed tomography mapping of posterior malleolar fractures. World J Clin Cases. 2020;8(1):29–37.

Cai XY, Sang D, Yuchi CX, et al. Using finite element analysis to determine effects of the motion loading method on facet joint forces after cervical disc degeneration. Comput Biol Med. 2020;116:103519.

Schmidt H, Heuer F, Claes L, et al. The relation between the instantaneous center of rotation and facet joint forces – a finite element analysis[J]. Clin Biomech. 2008;23(3):270–8.

Guo LX, Teo EC, Lee KK, et al. Vibration characteristics of the human spine under axial cyclic loads: effect of frequency and damping[J]. Spine. 2005;30(6):631–7.

Goel VK, Kong W, Han JS, et al. A combined finite element and optimization investigation of lumbar spine mechanics with and without muscles[J]. Spine. 1993;18(11):1531–41.

Schmidt H, Heuer F, Drumm J, et al. Application of a calibration method provides more realistic results for a finite element model of a lumbar spinal segment[J]. Clin Biomech. 2007;22(4):377–84.

Renner SM, Natarajan RN, Patwardhan AG, et al. Novel model to analyze the effect of a large compressive follower pre-load on range of motions in a lumbar spine. J Biomech. 2007;40(6):1326–32.

Du CF, Yang N, Guo JC, et al. Biomechanical response of lumbar facet joints under follower preload: a finite element study. BMC Musculoskelet Disord. 2016;17(1):126.

Panjabi MM, Oxland TR, Yamamoto I, et al. Mechanical behavior of the human lumbar and lumbosacral spine as shown by three-dimensional load-displacement curves. J Bone Joint Surg Am. 1994;76(3):413–24.

McCormack T, Karaikovic E, Gaines RW. The load sharing classification of spine fractures. Spine. 1994;19(15):1741–4.

Wang XB, Lü GH, Li J, et al. Posterior distraction and instrumentation cannot always reduce displaced and rotated posterosuperior fracture fragments in thoracolumbar burst fracture. Clin Spine Surg. 2017;30(3):E317–22.

Kuner EH, Kuner A, Schlickewei W, et al. Ligamentotaxis with an internal spinal fixator for thoracolumbar fractures. J Bone Joint Surg (British volume). 1994;76(1):107–12.

Mohanty SP, Bhat SN, Ishwara-Keerthi C. The effect of posterior instrumentation of the spine on canal dimensions and neurological recovery in thoracolumbar and lumbar burst fractures. Musculoskelet Surg. 2011;95(2):101–6.

Mueller LA, Mueller LP, Schmidt R, et al. The phenomenon and efficiency of ligamentotaxis after dorsal stabilization of thoracolumbar burst fractures. Arch Orthop Trauma Surg. 2006;126(6):364–8.

Arlet V, Orndorff DG, Jagannathan J, et al. Reverse and pseudoreverse cortical sign in thoracolumbar burst fracture: radiologic description and distinction—a propos of three cases. Eur Spine J. 2009;18(2):282–7.

Machino M, Yukawa Y, Ito K, et al. The complement of the load-sharing classification for the thoracolumbar injury classification system in managing thoracolumbar burst fractures. J Orthop Sci. 2013;18(1):81–6.

Vaccaro AR, Oner C, Kepler CK, et al. AOSpine thoracolumbar spine injury classification system: fracture description, neurological status, and key modifiers. Spine. 2013;38(23):2028–37.

Vaccaro AR, Lehman RA Jr, Hurlbert RJ, et al. A new classification of thoracolumbar injuries: the importance of injury morphology, the integrity of the posterior ligamentous complex, and neurologic status. Spine (Phila Pa 1976). 2005;30(20):2325–33.

Vaccaro AR, Schroeder GD, Kepler CK, et al. The surgical algorithm for the AOSpine thoracolumbar spine injury classification system. Eur Spine J. 2016;25(4):1087–94.