Biomechanical Analysis of 4 Types of Pedicle Screws for Scoliotic Spine Instrumentation
Notice bibliographique
Résumé
STUDY DESIGN: Numerical modeling and simulations of scoliotic spine instrumentation using monoaxial, uniaxial, polyaxial, and multiple-degrees-of-freedom (6DOF) postloading pedicle screws. OBJECTIVE: To biomechanically analyze the general curve reduction effects and bone-screw force levels of monoaxial, uniaxial, polyaxial, and 6DOF pedicle screws for scoliotic spine instrumentation. SUMMARY OF BACKGROUND DATA: The ideal spinal fusion construct for treating scoliosis is still debatable. Studies on the effects of different types of implants were mainly based on postoperative radiograph measurements. Systematic studies are yet to be done on how bone-screw forces are correlated with screw types. METHODS: Computer biomechanical models were built using 3-dimensional geometry and spine stiffness of 10 patients with adolescent idiopathic scoliosis having undergone spinal instrumentation. The surgical instrumentations were simulated each time, using a different type of screw. For each case and screw type, 15 screw placement variations were simulated to investigate their effects on bone-screw forces. RESULTS: The maximum differences between different screw types were 6.4°, 1.1°, and 4.7°, respectively, for main thoracic Cobb angles, main thoracic apical vertebral rotation, and thoracic kyphosis (1.2°, 0.3°, and 0.3° on average). The average bone-screw forces were higher for monoaxial (229 N ± 140 N) than uniaxial (206 N ± 122 N), polyaxial (141 N ± 99 N), and 6DOF screws (103 N ± 42 N). Bone-screw forces with monoaxial screws were, respectively, 1.1, 2.5, and 25 times more sensitive to screw placement variation than uniaxial, polyaxial, and 6DOF screws. CONCLUSION: The bone-screw loads of different screws were significantly different. The descending order of bone-screw loads was monoaxial, uniaxial, polyaxial, and 6DOF screws. For patients with large and stiff spinal deformities or for patients with compromised bone quality, screws with more degrees of freedom offer better perspective to reduce bone-screw connection failure.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».