Please wait ...
0% Complete
فارسی
Home
/
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
Authors :
Aida Ahmadi
1
Navid Arjmand
2
Parisa Azimi
3
1- Sharif University of Technology
2- Sharif University of Technology
3- Alborz University of Medical Sciences
Keywords :
Lumbar spinal stenosis،Spinal surgery،Laminectomy،Finite element modeling،Spinal load distribution
Abstract :
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.
Papers List
List of archived papers
تحلیل اثر انشعاب فیبر بر خواص مکانیکی تاندون در محل اتصال به استخوان
فاطمه شهماری میکائیل درسی - هادی تقی زاده
تأثیر حسابرسی صورتهای مالی بر بهبود عملکرد مدیران
ربابه جعفری آغویه - محمدرضا عباسی استمال
بررسی نقش رایانش ابری در توسعه اینترنت اشیا: فرصتها و چالشهای ادغام فناوریها
سعیده نادری - سید حمید غفوری مهدی آباد
تجزیه و تحلیل رفتار بیماران پارکینسون با استفاده از نیروسنج صفحه ای مبتنی بر هوش مصنوعی
شیدا ورزشی - روزبه عابدینی نسب - محمد نجفی آشتیانی - مهراد پوریوسف میاندوآب
Robust Speckle Noise Reduction in IVUS Imaging: Advancing Autoencoders and Non-Local Means with Particle Swarm Optimization
Shirin Ashtari Tondashti - Navid Adib - Mehran Alyali - Mahdis Yaghoubi - Seyed Kamaledin Setarehdan
کشف قوانین انجمنی با استفاده از الگوریتم ژنتیک در جهت افزایش دقت تشخیص بیماری تیروئید
نرمین قادر - فرهاد سلیمانیان قره چپق
بررسی عوامل تاثیرگذار بر قیمت نفت در ایران با ترکیب روشهای NARDL و فناوری اطلاعات (هوش مصنوعی و دادهکاوی)
مهدی عزیزی - محمد مهدی شیرمحمدی
طراحی آتل شخصی سازی شده با روش نیمه خودکار پردازش تصاویر DICOM
محمدمهدی صفاری - محمدرضا سجادی
تاثیر هوش مصنوعی بر تجارت الکترونیک: تحول توسعه، تجربه مشتری و عملیات تجاری
سجاد یوسفی - مریم پور نجف - مازیار دوستی تنها
واقعاً چه چیزی در جلوگیری از تقلب علیه سازمان ها مؤثر است که تصمیم گیرندگان باید بدانند؟
شبنم بالازاده قره باغی - سعید مصدق - اسماعیل عبادی
more
Samin Hamayesh - Version 44.7.0