سامانه همایش‌ها TSTA | ثبت‌نام و ارسال مقاله کنفرانس‌ها و کنگره‌های ملی

صفحه اصلی / سی و دومین کنفرانس ملی و دهمین کنفرانس بین المللی مهندسی زیست پزشکی ایران

Effects of laminectomy on active-passive spine loads: a musculoskeletal finite element modeling investigation

نویسندگان :

Aida Ahmadi¹ Navid Arjmand² Parisa Azimi³

1- Sharif University of Technology 2- Sharif University of Technology 3- Alborz University of Medical Sciences

کلمات کلیدی :

Lumbar spinal stenosis،Spinal surgery،Laminectomy،Finite element modeling،Spinal load distribution

چکیده :

Lumbar spine pain and disorders, including stenosis, are significant causes of disability, particularly among the elderly. often leading to surgical interventions such as laminectomy with or without facetectomy. It involves the removal of the lamina, spinous process, posterior ligaments, and, in some cases, facet joints, thereby disrupting the normal load-sharing among active and passive spine elements. In the absence of viable in vivo approaches, advanced computational modeling offers insights into the biomechanical mechanisms underlying postoperative complications. This study investigates the biomechanical effects of three surgical procedures, i.e., unilateral laminectomy, full laminectomy, and laminectomy with facetectomy, on active-passive spine load distributions using our validated musculoskeletal–finite element (MS–FE) model. The analysis focuses on preoperative (intact condition) and postoperative simulations of the L4–L5 motion segment during static upright standing posture and forward trunk flexion at 80° (deep flexion). Results show that in the upright standing, negligible differences were observed between intact and postoperative models since ligaments were not tensioned. In contrast, deep flexion induced substantial changes across surgical procedures. Total muscle force increased from 1730 N in the intact model to 1893 N, 2019 N, and 2019 N after unilateral laminectomy, full laminectomy, and laminectomy with facetectomy. Joint compression at L4–L5 increased from 1724 N to 1860 N, 2118 N, and 2118 N across the three procedures. Ligament forces decreased dramatically at L3–L4 and L4–L5 (e.g., 404 N to 12 N, and 399 N to 66 N, respectively) after full laminectomy and facetectomy. Surgical resection of posterior elements had the most pronounced effects on joint compression, ligament forces, and total muscle forces, particularly during deep flexion. Full laminectomy and facetectomy caused greater biomechanical alterations compared to unilateral laminectomy, which led to relatively smaller changes. Unilateral laminectomy should therefore be the preferred approach whenever sufficient decompression can be achieved, especially in cases with unilateral lateral recess stenosis, foraminal stenosis, or focal disc herniation without bilateral symptoms. Understanding these biomechanical changes is essential for optimizing surgical planning, minimizing anatomical disruption, and reducing the risk of postoperative complications.

لیست مقالات

لیست مقالات بایگانی شده

کشف قوانین انجمنی با استفاده از الگوریتم ژنتیک در جهت افزایش دقت تشخیص بیماری تیروئید

نرمین قادر - فرهاد سلیمانیان قره چپق

پذیرش فناوری هوش مصنوعی در بین کارکنان واحدهای مالی و حسابداری در صنعت خدمات اشتراکی

زهرا اسمی - معصومه جعفری - فرهاد جباری متین

مروری جامع بر کاربردهای هوش مصنوعی توضیح پذیر

زهرا تقی پور - پرویز قربانزاده - سمیرا کرامت طلاتپه - آذر ملازاده ایگدیر

GPU-Accelerated GRAPPA: A Fast Implementation Using PyTorch for MRI Reconstruction

Mehrdad Anvari-Fard - Mahdi Bazargani - Mohammad Javad Heidari - Hamid Soltanian-Zadeh

کاربرد هوش مصنوعی در صنعت

بهزاد بالازاده - دکتر حسین بوداقی - مرتضی محمود زاده

تحلیل مقایسه‌ای الگوریتم‌های یادگیری ماشین در تحلیل داده‌ها: دسته‌بندی، کاربردها و چالش‌ها

کیانا سادات تقوی - آزیتا شیرازی پور - سید جواد میر عابدینی

افشای عملکرد پایدار ی و مشاغل خانوادگی

رعنا شهدآور - الناز نجفی - مهری علیپور اصل

Recovery of Hand Motor Function in Children with ‎Hemiparetic Cerebral Palsy using an Interactive ‎Computer Game Combined with Mechanoreceptor ‎Stimulation: A Pilot Study

Mobina Ramezani - Shahed Salehzehi - Parisa Hosseini - Zahra Alizadeh Sarborj - Ghazal Mohammadzadeh - Hamid Reza Kobravi - Narges Hashemi - Mehran Beiraghi Toosi - Javad Akhondian

استراتژی رفتارگرایانه مدیریتی: چگونگی کنار آمدن با زمینه های آشفته و نامطمئن

رعنا شهدآور - صبا کبیرخو - سیما غفاری

هیدروژل‌های نانوکامپوزیتی تقویت‌شده با نانوالیاف آرامید عامل‌دار شده: راهبردی نوآورانه در راستای گسترش ساختارهای پیشرفته مورد استفاده در پزشکی بازساختی

فرهاد اسمعیل زاده - شهره مشایخان - اکبر شجاعی

بیشتر