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척추성형술 시술에서 PMMA주입에 대한 흉추의 생체역학적 평가
Biomechanical Evaluation of PMMA Injection in Vertebroplasty

이준형   (고려대학교 대학원 기계공학과 CAE 연구실UU0000159  ); 채수원   (고려대학교 기계공학UU0000159  ); 이태수   (서강대학교 기계공학UU0000674  ); 서중근   (고려대학교의료원 신경외HH0064617  ); 박정율   (고려대학교의료원 신경외HH0064617  ); 김상돈   (고려대학교의료원 신경외HH0064617  ); 이관행   (광주과학기술원 기전공학과UU0000201  );
  • 초록

    본 논문에서는 골다공증성 척추압박골절에 대한 척추성형술시 골강화제인 PMMA 주입방법을 제안하였다. 척추성형술의 정량적 분석을 위해서는 유한요소해석을 사용하였으며 1m간격의 척추체 CT를 바탕으로 보다 정교한 척추체 모델을 제시함으로써, 단순화된 척추의 기하학적 형상과 간단한 재료 물성치를 사용하는 기존의 연구의 한계를 극복하고자 하였다. 본 연구 결과를 토대로 추체내 망상골에 주입되는 PMMA의 주입형태, 주입위치를 정량적으로 평가하여 이상적인 수술방법을 제시하였다. PMMA의 구입위치는 망상골의 앞쪽-위쪽에 많은 양이 집중하여 주입되었을 때, 가장 효율적으로 추체를 보완해 주는 것으로 나타났다.


    In this study, method of PMMA injection is suggested for vertebroplasty in patients with osteoporotic compression fracture. The finite element analysis is used to investigate the vertebroplasty quantitatively. In order to improve previous works with simplified geometry of vertebral body more exact geometry has been constructed from CT image data with 1m thickness. An ideal method of PMMA delivery, with respect to location and amount of injectate, into vertebral body has been suggested based on evaluation of the insert positions and the insert shapes of injected PMMA. It is shown that vertebral body can be compensated most efficiently when PVIMA is highly concentrated on the top-front of trabecular bone of compressed vertebra.


  • 주제어

    Vertebroplasty .   Osteoporosis .   Biomechanical analysis .   Finite element analysis .   PMMA{Polymethylmethacrylate) .   Compression fracture.  

  • 참고문헌 (17)

    1. Percutaneous polymethylmethacrylate vertebroplasty in the treatment of asteoporotic vertebral body compression fractures , Jensen M. E.;Enans A. J.;Mathis J. M(et al.) , Technical aspects AJNR Am J Neuroadiol / v.18,pp.1897-1904,
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    3. Percutaneous vertebroplasty state of the art , Cotten A.;Boutry N.;Cortet B(et al.) , RadioGraphics / v.18,pp.311-320,
    4. Effect of Bone Cement Volume and Distiribution in Vertebral Stiffness After Vertebroplasty , Michel A. K. Liebschner;William S. Rosenberg;Tony M. Keaveny , SPINE / v.26,pp.1547-1554,
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    6. Stress analysis of the lumbar disc-body unit in compression: a three-dimensional nonlinear finite element study , Shirazi-Adl SA;Shrivastava SC;Ahmed AM , Spine / v.9,pp.120-134,
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    8. CT이미지로부터 3차원 모델 생성을 위한 contour기반 알고니즘 , 류재현;김현수;이관행 , 한국정밀공학회지 / v.20,pp.174-182,
         
    9. Imageware Surfacer Manual / v.,pp.,
    10. Abaqus 6.3 User's Manual / v.,pp.,
    11. In Vivo Intradiscal Pressure Measurement in Health Individuals and In Patients with Onging Healthy Indiciduals and In Patients with Ongoing Back Problems , Katsuhiko Sato;Shinnichi Kikuch;Takumi Yonezawa , SPINE / v.24,pp.2468-2474,
    12. Trabecular architecure studies by 3D MRI microscopy in bone biopsies , Antich;R. P. Mason;R. McColl;J. Zerwech;C. Y. C. Pak , J. Bone Min Res. / v.9S1,pp.327,
    13. Trabecular bone morphology using micro-mabntic resonance imaging , J. A. Hipp;A. Jansujwicz;C. A. Simmons;B. Snyder , J. Bone Miner Res / v.11,pp.286-292,
    14. 연령에 따른 여성의 척추 골밀도 변화 , 송상호;심창구;서현 , 대한정형학회지 / v.35,pp.277-282,
    15. Critical evaluation of know bone material properties to realiza anisotropic FE-simulation of the proximal femur , Pieter Christian Wirtz;Nobert Scgiffers;Thomas Pandorf;Klaus Radermacher;Dieter Weichert;Raimund Forst , Journal of Biomechanics / v.33,pp.1325-1330,
    16. PMMA주입시 망상골의 골밀도와 영율의 상관관계에 대한 연구 , 이중희 , 서강대학교 학위논문 / v.,pp.,
    17. Deformation of the Vertebral End-Palte Under Axial Loading of the Spine , Brickmann P;Frobin W;Hireholzer E(et al.) , Spine / v.8,pp.851-856,
  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. Kim Dong-Ryul ; Lee Tae-Soo ; Park Jung-Yul ; Suh Jung-Gun ; Choi Kui-Won ; Chae Soo-Won 2006. "Biomechanical Evaluation of the Vertebroplasty Based on Bone Density" 한국정밀공학회지 = Journal of the Korean Society of Precision Engineering, 23(8): 185~194     

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  • 채수원 (43)

    1. 1996 "3차원 곡면에서 삼각형 유한요소망의 자동생성" 한국CAD/CAM학회논문집 = Transactions of the Society of CAD/CAM Engineers 1 (3): 224~233    
    2. 1998 "$MoSi_2$ 자전 고온 반응 합성의 유한 요소 해석" 한국정밀공학회지 = Journal of the Korean Society of Precision Engineering 15 (12): 120~127    
    3. 2000 "일반 단면으로부터 사면체 요소망의 자동생성" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 24 (1): 196~205    
    4. 2000 "점용접부 최적설계를 위한 적응적 유한요소망의 구성" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 24 (7): 1763~1770    
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    8. 2001 "Quadrilateral Mesh Generation on Trimmed NURBS Surfaces" KSME international journal 15 (5): 592~601    
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    10. 2001 "순수 지르코늄의 ECAP공정에서 금형의 변형 및 채널각이 재료의 변형거동에 미치는 영향" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 25 (11): 1751~1758    
  • 이태수 (15)

  • 이관행 (18)

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