特发性脊柱侧凸椎体楔形变有限元模型分析
少儿脊柱侧凸诊断详述
少儿脊柱侧凸诊断详述*导读:少儿脊柱侧凸症状的临床表现和初步诊断?如何缓解和预防?1.婴儿型特发性脊柱侧凸婴儿型特发性脊柱侧凸(infantile idiopathic scoliosis)是在3岁内发现的一种结构性脊柱畸形。
在欧洲,此型相对常见,而在美国,此型在特发性脊柱侧凸患者中不到1%。
婴儿型特发性脊柱侧凸的早期诊断十分重要,家长及儿科医生对此应严密观察。
因为早期的治疗会影响预后,所以应尽早治疗。
特点:1954年,James首先将婴儿型脊柱侧凸作为一个独特的整体来认识,发现其自然病程存在两种情况,并据此分为两型:自限型和进展型。
大量研究证实,婴儿型特发性脊柱侧凸的特点如下:(1)一般男婴多见,通常侧弯凸向左侧。
(2)侧弯一般位于胸段和胸腰段。
(3)多数侧弯在出生后6个月内进展。
(4)自限性婴儿型特发性脊柱侧凸占所有婴儿型特发性脊柱侧凸的85%。
(5)双胸弯易进展并发展为严重畸形,右侧胸弯的女性患者通常也预后不良,并且常常伴发畸形(扁头畸形、蝙蝠耳畸形、先天性斜颈以及进行性髋关节发育不良等)。
2.少儿型特发性脊柱侧凸少儿型特发性脊柱侧凸(juvenile idiopathic scoliosis)是4~10岁之间发现的脊柱侧凸畸形,它占特发性脊柱侧凸的12%~21%,病因不明。
特点:相对于婴儿型和青少年型特发性脊柱侧凸而言,少儿型特发性脊柱侧凸的特点是在脊柱生长相对静止期进展。
学者们对它的侧凸类型及自然史所知甚少,仅仅通过发现畸形的年龄而不是通过症状、体征等来诊断,因而如何诊断少儿型特发性脊柱侧凸已成为讨论焦点。
被诊断为少儿型的患者很可能是晚期发病的婴儿型特发性脊柱侧凸或早期发病的青少年型特发性脊柱侧凸被人为地以年龄诊断为少儿型。
少儿型多见于女孩,女与男比例大约为2~4∶1。
3~6岁儿童中,女与男比例大约为1∶1;而在6~10岁年龄段中,女与男大约为8∶1,这一数值与青少年型特发性脊柱侧凸基本相同。
腰椎有限元模型建立方法的研究_徐飞
2012年12月第9卷第6期生物骨科材料与临床研究O RTHOPAEDIC B IOMECHANICS M A TERIALS A ND C LINICAL S TUDY.5.doi:10.3969/j.issn.1672-5972.2012.06.002文章编号:swgk2012-07-0127腰椎有限元模型建立方法的研究徐飞陈安民*董永辉郭风劲黄仕龙[摘要]目的介绍一种基于CT扫描图像重建腰椎有限元模型的方法。
方法通过CT扫描获得人体腰椎断层图片,在Mimics10.0软件及Patran-Nastran中进行腰椎有限元建模,在此模型的L3椎体上表面加载500N轴向压力以模拟正常人站立时的情况,再分别在15NM力矩下进行屈、伸、侧弯以及扭转四个动作来验证模型的有效性。
结果建立的腰椎有限元模型各方向的位移与符合真实情况,并且椎间盘应力分布接近现实。
结论利用CT扫描技术建立限元模型的方法精确有效。
[关键词]腰椎;生物力学;有限元模型[中图分类号]R318[文献标识码]AA method of establishing a finite element model of human lumbarXu Fei,Chen Anmin,Dong Yonghui,et al.Department of Orthopedics,Tongji Hospital,Tongji Medical College,Huazhong University of Science and Technology,Wuhan Hubei430030,China.[Abstract]Objective To establish a finite element model of human lumbar based CT scanning images.Methods UsingMimics10.0and Patran-Nastran,a finite element model of human lumbar was establish by CT scanning images.L3upper surfaces were loading500N stresses to simulate a normal standing.Then,15NM torque were loading on L3asflexing,stretch,lateral and bending,respectively.Results Displacement of the finite element model was accordingwith the reality,and the stress distribution of intervertebral disc was close to reality.Conclusion The method of estab-lishing finite element model based on CT scanning images is accurate.[Keywords]Lumbar;Biomechanics;Finite element model随着计算机技术的发展,各类大型有限元软件的开发与应用,有限元分析在医学工程设计和分析中应用广泛,其理论与计算方法也逐斩完善,已经成为工程分析计算中必不可少的工具。
特发性脊柱侧弯
病因
基因遗传因素
特发性脊柱侧凸的流行病学调查表明, 其发生存在着明显的遗传因素的影响。 多数学者认为与常染色体主导和不完全 性连锁以及多样性表达有关。
激素影响 2020/4/3
病因
神经-平衡系统功能障碍
人体平衡系统的功能是控制作用于人体上的各种重力 和维持在各种不同状态下的平衡,在这个平衡系统反 射弧中的某个反射环节上出现功能障碍,脊柱就有可 能发生侧凸来调整或建立新的平衡。
病理诊断
2、按年龄分型 可分为幼儿型(0~3岁),为结构性脊柱侧弯;少年型(4~9 岁),为特发性脊柱侧弯;青春型(10~16岁),为姿势性脊 柱侧弯。 3、按解剖位置分型 可分为颈侧弯,顶椎在C1~C6之间;颈胸弯,顶椎在C7~T1 之间;胸弯,顶椎在T2~T11之间;胸腰弯,顶椎在T12~L1之 间;腰弯,顶椎在L2~L4之间;腰骶弯,顶椎在L5或S1。
弯”。
临床诊断
3、青少年型姿势性脊柱侧弯。 (1)症状:①年龄在10~16之间,以女孩
多见。②多数患者侧弯的度数较小,日常 生活不受影响。③常伴有进展性肺功能下 降和后背痛,肺活量通常下降到预期值的 70%~80%。④严重脊柱侧弯可损害肺功能。 (2)体征:同“婴儿型结构性脊柱侧弯”。 处于发育期女孩多数两侧乳房发育不对称, 易导致心理障碍。
2020/4/3
鉴别诊断
1、先天性脊柱侧弯:由异常椎体的形成引 起,如椎体缺失、半椎体或者椎体间联合 等,引起不对称生长导致畸形,通过X线、 CT检查予以鉴别。
2、神经肌肉性脊柱侧弯:由神经系统疾病 引起的脊柱侧弯,常见的神经系统疾病包 括脑瘫、脊柱裂、神经肌肉营养失调及脊 髓损伤等。一般伴有神经系统检查的异常。
谢谢大家!
(3)辅助检查:X线检查可确定侧弯的范
青少年特发性脊柱侧凸与神经源性脊柱侧凸患者椎体和椎间盘的楔形变及其临床意义
Dic a d v re r l we g n n h i l i a i n fc n e i a in s wi d ls e t i i p t i c l ss s n e t b a d i g a d t er ci c l sg i a c n p t t t a o e c n d o a h c s o i i n i e h o
王 守丰 , 邱 勇 , 王 斌, 朱 锋, 朱泽章 , 俞 扬 , 邦平 , 钱 马薇薇
( 京大 学 医 学 院附 属 鼓 楼 医 院脊 注 外 科 2 0 0 南 京 市 ) 南 10 8
【 摘要】 目的: 观察青少年特发性脊柱侧凸(dl cn ii ahcsoi i,I ) aoe et do ti cl s A S 与神经源性脊柱侧凸(erlg s p os nuo i o.
A S与 N I S患 者 椎 体 与 椎 盘 的 相 对 楔形 变方 式 相 同 , I 者 的 椎 体 楔 形 变 n能是 继 发 的 在治 疗 脊 拄 侧 凸 A S患 r
邱勇的脊柱侧凸讲义
目 录(一)第一章 前言第二章 脊 柱 畸 形 治 疗 历 史第三章 特发性脊柱侧凸的发病机理和病理特征第四章 褪黑素与特发性脊柱侧凸第五章 脊柱侧凸的临床病因学分类研究第六章 青少年特发性脊柱恻凸的临床分类第七章 脊柱畸形的支具治疗第八章 特发性脊柱侧凸非手术治疗和术前准备第九章 特发性脊柱侧凸的手术治疗第十章 脊柱侧凸的后路去旋转矫正技术第十一章 CD—Horizon 在脊柱侧凸后路矫形中的临床应用 第十二章 多棒分段CD技术治疗严重复杂脊柱侧凸 第十三章 90°以上脊柱侧凸的手术策略及方法第十四章 成人脊柱侧弯的自然转归第十五章 成人脊柱侧凸的手术适应征选择第十六章 先天性脊柱侧凸的早期外科治疗与“可延长型”矫形技术第十七章 后突型脊柱侧凸前路手术时的入路选择 第十八章 严重脊柱后突畸形的外科治疗 第十九章 脊柱侧凸伴发Chiari 畸形或/和脊髓空洞时的临床评价和治疗2006.06.05骨科第一病房目 录 (二)第二十章脊柱侧凸术后并发肠系膜上动脉综合征第二十一章脊柱侧弯手术与肺功能相关问题探讨第二十二章脊柱侧凸中脊椎旋转的影像学测量及临床意义骨科第一病房2006.06.05前言近20年脊柱外科发展的重要标志之一,是对各种脊柱畸形可进行低并发症的满意外科矫治。
对脊柱侧凸自然史的了解,使支具治疗的效果获得了进一步提高,并减少了脊柱侧凸进人成年期的并发症。
对脊柱侧凸发生发展三维理论的创立和新型脊柱内固定技术的发展更使严重复杂的脊柱畸形外科矫治成为可能。
我国存在大量各种原因的脊柱畸形,又由于种种原因得不到早期诊断治疗,进入成年期时,病人的胸廓已严重变形、躯干倾斜塌陷、侧凸脊柱僵硬、早期出现腰痛等,临床治疗十分困难。
为了使众多的脊柱畸形患者获得安全满意的治疗,促进对脊柱畸形的进一步认识,我们组织“脊柱畸形”继续教育中高级学习班,希望为立志于脊柱外科工作的同道们提供一个进行讨论和获得新知识的机会。
脊柱的力学模型及应用
脊柱的力学模型及应用
魏效荣;祝海龙;魏涛
【期刊名称】《医用生物力学》
【年(卷),期】1998(13)4
【摘要】本文在脊柱的解剖学和生物力学的基础上,通过对脊柱各子结构的合理的抽象和简化,建立了脊柱直立稳定性的力学模型,详细讨论了脊柱的直立稳定性及各子结构的作用,并给出了其数学表达,通过实际的计算,表明了模型的合理性.接着,从该模型出发,结合大量的临床病例,分析了造成椎间盘突出后难以复位的原因,及传统疗法的问题所在。
最后,指出要有效地使椎间盘复位,必须使痉挛的肌肉恢复正常.
【总页数】5页(P248-252)
【关键词】脊柱;力学模型;椎间盘突出;肌肉痉挛;腰椎
【作者】魏效荣;祝海龙;魏涛
【作者单位】陕西省人民医院;西安交通大学;西安红旗医院
【正文语种】中文
【中图分类】R681.53;R318.01
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百度百科脊柱侧弯
脊柱侧弯定义:以脊柱的某一段持久地偏离身体中线,使脊柱向侧方凸出弧形或“S”形为主要表现的疾病。
应用学科:中医药学(一级学科);骨伤科疾病(二级学科);骨病(二级学科)以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布3.神经肌肉型(1)侧凸:即部分脊柱棘突偏离身体中线称脊柱侧弯,有左侧凸、、右侧凸及S形弯,C形弯。
(2)后凸:指胸段脊柱后凸超过生理曲线范围者。
(3)鞍背:是指局部某椎体被破坏,椎体突然向后凸起。
(4)圆背:是指整个脊柱象弓一样向后凸起。
(5)畸胸:分两种,一种是胸骨向外突起,另一种是胸骨向内凹陷。
(6)旋转性(扭曲性):是因为腰椎横突一面高一面低或胸骨扭曲形成的,这种弯曲是最复杂,最难治的。
按性质分先天性的脊柱侧弯是指脊柱结构发生异常,即出生后有三角形半椎体、蝶形椎、融合椎,还有肋骨发育的异常,导致脊柱发生倾斜,导致侧弯或后凸畸形。
临床较少见,多需要手术矫正。
特发性的脊柱侧弯是指脊柱结构基本没有异常,由于神经肌肉力量的失平衡,导致脊柱原来应有生理弯曲变成了病理弯曲,即原有的胸椎后凸变成了侧凸等。
临床常见,多由于长期不良姿势,不良生活习惯引起,多数可以通过保守治疗取得理想效果。
编辑本段临床诊断早期诊断,以使早期治疗非常重要。
因此需健全中、小学生的普查工作,作到预防为主。
(一)病史详细询问与脊柱畸形有关的一切情况,如患者的健康状况、年龄及性成熟等。
还需注意既往史、手术史和外伤史。
脊柱畸形的幼儿应了解其母亲妊娠期的健康状况,妊娠头三月内有无服药史,怀孕分娩过程中有无并发症等。
家族史应注意其它人员脊柱畸形的情况。
神经肌肉型的脊柱例凸中,家族史尤为重要。
(二)体检注意三个重要方面:畸形、病因及并发症。
首先充分暴露,仅穿短裤及后面开口的宽松外衣,注意皮肤的色素病变,有无咖啡斑及皮下组织肿物,背部有无毛发及囊性物。
注意乳房发育情况,胸廓是否对称,有无漏斗胸、鸡胸及肋骨隆起及手术疤痕。
检查者应从前方、侧方和背面去仔细观察。
青少年特发性脊柱侧凸康复治疗现状与进展
青少年特发性脊柱侧凸康复治疗现状与进展王莉;黄晓琳;谢凌锋;徐群【期刊名称】《中国康复》【年(卷),期】2017(032)003【总页数】5页(P249-253)【关键词】脊柱侧凸;康复治疗【作者】王莉;黄晓琳;谢凌锋;徐群【作者单位】华中科技大学同济医学院附属同济医院康复医学科,武汉 430030;华中科技大学同济医学院附属同济医院康复医学科,武汉 430030;华中科技大学同济医学院附属同济医院康复医学科,武汉 430030;华中科技大学同济医学院附属同济医院康复医学科,武汉 430030【正文语种】中文【中图分类】R49;R687脊柱侧凸是一种三维的脊柱和躯干扭转异常,包括在冠状面上的侧方弯曲,水平面上椎体旋转和矢状面上脊柱正常生理曲度改变[1]。
青少年特发性脊柱侧凸(Adolescent Idiopathic Scoliosis,AIS)是脊柱侧凸中最常见的类型,发病率约为2%~3%[1],最新调查显示其在我国的发病率为5.2%[2]。
目前AIS病因尚未明确,研究显示可能与遗传基因、不良姿势、某些激素水平等相关[3-4]。
青少年处于生长发育的高峰期,脊柱增长迅速,如不及时诊治,脊柱侧凸的程度可能会随生长发育的进行逐渐加重,继而出现背部疼痛、心肺功能障碍等问题,严重者可导致瘫痪。
因此早发现、早诊断、早治疗非常重要。
目前脊柱侧凸常用的康复治疗方法有:支具、运动疗法、牵引、手法治疗、电刺激等。
关于AIS的治疗,2011国际脊柱侧凸矫形和康复治疗协会(The International Scientific Society on Scoliosis Orthopaedic and Rehabilitation Treatment,SOSORT)指南推荐:Cobb角<10°时只需观察随访;Cobb角10°~20°时,一般选择特定性运动疗法;Cobb角20°~45°时,推荐支具治疗,同时配合运动疗法;Cobb角>45°时可考虑手术治疗[1]。
青少年特发性脊柱侧弯患者足部姿势和步态特征的3D形态分析及生物力学评价
5294|中国组织工程研究|第25卷|第33期|2021年11月青少年特发性脊柱侧弯患者足部姿势和步态特征的3D 形态分析及生物力学评价朱飞龙1,张 明1,2,吴 宇1, 王 斌1 ,郭晓琦2 ,曹建刚1,2,朱 茜2,3,陈 伟1,2文题释义:青少年特发性脊柱侧弯:是指青少年生长发育快速阶段出现的脊柱不明原因畸形,发病率高达2%-4%,常见于10-18岁的青少年,患者常常表现为脊柱的三维畸形、姿势不对称、椎体及胸廓变形等,严重降低患者的日常生活质量。
步态分析:根据生物力学原理,应用摄像设备、测力板及体表肌电图等技术,在人体步行过程中,客观、定量地反映人体步态特征。
摘要背景:目前对青少年特发性脊柱侧弯患者步行表现的研究,缺少不同严重程度群体的对比,同时忽略了足部姿势对行走的影响。
目的:比较轻、中和重度青少年特发性脊柱侧弯患者与健康同龄人在足部姿势和步行表现的差异,为未来青少年特发性脊柱侧弯行为功能评估和康复治疗提供科学依据。
方法:纳入研究对象共96例,包括64例青少年特发性脊柱侧弯患者和32例健康青少年志愿者,青少年特发性脊柱侧弯患者根据Cobb 角大小细分为轻、中和重度3个级别,其中轻度18例、中度32例及重度14例。
由1名有着丰富经验的物理治疗师按照足姿指数标准来评估受试者足部姿势,采用3D 足部形态学分析扫描仪进行足部扫描并提取足部形态参数,并用GaitScan 仪器进行步态及足底压力数据采集。
将轻、中和重度青少年特发性脊柱侧弯患者与同龄健康青少年进行比较分析,总结其足部姿势、平衡、步态及足底压力分布特征。
结果与结论:①足形态和姿势方面,中和重度青少年特发性脊柱侧弯组足弓指数、重度青少年特发性脊柱侧弯组足姿指数明显高于健康组(P < 0.05);②步态参数方面,重度青少年特发性脊柱侧弯组相对于健康组承重反应期提前,站立末期延迟(P < 0.05),中和重度青少年特发性脊柱侧弯组行走速度较健康组减慢且足底压力中心漂移指数显著增加(P < 0.05);③足底压力分布方面,中和重度青少年特发性脊柱侧弯组内侧、外侧足跟的压力百分比分别显著高于和低于健康组(P < 0.05);重度青少年特发性脊柱侧弯组第一跖骨压力百分比显著高于健康组,而第三、四和五跖骨压力百分比显著低于健康组(P < 0.05);④静态平衡方面,重度青少年特发性脊柱侧弯患者前足的负荷比显著小于后足,左足的负荷比显著小于右足(P < 0.05);⑤结果证实,中至重度青少年特发性脊柱侧弯患者步行效率及平衡稳定性显著下降。
运动疗法治疗青少年特发性脊柱侧凸的研究进展
运动疗法治疗青少年特发性脊柱侧凸的研究进展彭倩,路怀民(四川省骨科医院,四川 成都 610041)摘 要 脊柱侧凸常在青春生长期快速进展,如不及时治疗,可能会导致严重的躯干畸形、脊柱活动受限和疼痛,还可影响心肺及腹腔脏器功能,严重者影响患者的身心健康。
因此,青少年特发性脊柱侧凸的防治十分重要。
运动疗法是非手术治疗青少年特发性脊柱侧凸的常用方法,但治疗方案并不统一。
为进一步了解运动疗法治疗青少年特发性脊柱侧凸的研究进展,本文从该病的病因和运动疗法两大方面进行了综述。
关键词 脊柱侧凸;青少年;运动疗法;综述 脊柱侧凸指脊柱在冠状面偏离身体中线,常伴有脊柱旋转和矢状面上生理曲度的改变,是脊柱的三维畸形[1]。
其病因可能与椎体发育、运动、神经功能、脊柱生物力学结构、遗传、激素水平、饮食、结缔组织结构、前庭功能等有关[2]。
特发性脊柱侧凸约占脊柱侧凸的80%[3]。
青少年中特发性脊柱侧凸的患病率为0.47%~5.20%,多发生在10~18岁,且青春期初期发展最快[4-6]。
青少年特发性脊柱侧凸(adolescentidiopathicscoliosis,AIS)如不及时矫治,可能会导致躯干畸形、脊柱活动受限和疼痛,还可影响脏腑功能,甚者可致瘫痪[7]。
对于多数AIS患者,采用运动疗法、支具佩戴等非手术方法及时有效地进行干预,可延缓病程或矫正侧凸畸形,只有少部分患者需采用手术治疗[8]。
目前,治疗AIS的运动疗法很多,但治疗方案尚无统一的标准。
为进一步了解运动疗法治疗AIS的研究进展,我们从AIS的病因和运动疗法两大方面做一综述。
1 AIS的病因AIS的发生主要与青少年快速生长发育期躯体形态、姿态的改变有关。
因此,关于AIS病因的研究主要聚焦于青少年生长发育和脊柱生物力学方面。
AIS的发生可能与椎体前后部的生长速度存在差异、脊柱前后受力不均衡、肋骨不对称生长及双侧下肢不等长等有关。
脊柱侧凸患者均存在不同程度的生长不平衡,而肌肉力量及所受重力的不平衡是导致生长不平衡的主要原因。
1例成人特发性脊柱侧凸胸腰椎后路三维矫形围手术期护理
1例成人特发性脊柱侧凸胸腰椎后路三维矫形围手术期护理【摘要】目的:总结胸腰椎后路手术治疗成人特发性脊柱侧弯的护理。
方法:对实施手术的患者在治疗中采用的相应护理措施。
结果:经过精心的护理未发生护理并发症。
结论:术前加强心理护理,完善术前准备,训练呼吸功能及床上大小便;术后严密监测生命体征,保持呼吸道通畅,预防肺部感染,观察脊髓神经功能的变化,预防迟发型神经损伤,做好引流管的护理及翻身的护理,重视健康宣教及出院指导。
【关键词】脊柱侧凸;手术;护理【中图分类号】r683.3【文献标识码】b【文章编号】1008-6455(2011)08-0293-01特发性脊柱侧凸是一类原因不明的脊柱一个或数个节段向侧方弯曲并伴有椎体旋转的三维脊柱畸形,约占脊柱侧凸的75%-80%[1],是危害儿童和青少年身心健康的常见病。
后路三维矫形是近年发展起来的新技术,具有固定可靠,矫形能力强,操作简便,损伤小的优点[2]。
我院2011年2月收治特发性脊柱侧凸(king分型:iv,lenke 分型 la-)的患者1例,效果良好。
现将护理总结如下。
1 临床资料女,25岁。
2010年发现胸背部畸形,随到外院检查,x线检查提示:冠状面脊椎”s”畸形。
胸段右侧凸,腰段左侧凸。
未见椎体分节不全或楔形变等畸形。
患者近1月前左下肢时有感觉不适,于2011年2月20日来我院就诊,经有关检查后诊断为“成人特发性脊柱侧凸”收住。
专科情况:胸段右侧凸(cobb角30度,上端椎胸10,下端椎胸12,顶椎胸9,旋转i度),腰段左侧凸(cobb角25度,上端椎腰5,顶椎腰2,旋转2度)。
未见椎体分节不全或楔形变等畸形。
在全身麻醉下行特发性脊柱侧凸胸腰椎后路三维矫形(取髂骨)植骨融合内固定术,取得了较好的临床治疗效果。
2 护理2.1 术前护理2.1.1 心理护理: 由于患者为青年,在生活和工作中常因为此病产生自卑的心理,承受力差,害怕手术,缺乏自信心,对手术的预后情况感到焦虑和紧张,为此医护人员应向患者及家属讲解疾病的有关知识,进行健康宣教,并举例消除其悲观情绪,积极配合治疗。
青少年特发性脊柱侧凸术后远端节段楔形变危险因素分析
其他矢状面参数包括胸椎后凸、 腰椎前凸、 远端未融 合节段前 凸。③肩平衡指标包括 T 倾斜 , 。 T 上终 板 左侧 高 于右侧 定 义为 正值 ; 锁骨 角 , 左侧 锁骨 高于 右侧定义为正值 ; 双肩高度差 (hu e hi t ie sol r e h d f — d g fr ec ne,S D) 左 肩 高 时 定 义 为 正 值 。 1 m ≤ H , 0m
术 后 2周 时有 2 O名 患 者 出现 了冠 状 面躯 干 失 平衡 , 末次 随 访 时有 4名 患 者 出 现 冠 状 面 失 平 衡 。
上回到稳定 区, 同时椎体旋转 ≤1 ; 。被选择椎体下方 的椎 间 隙在 左 右 侧 屈 位 x 线 片 上 能 同时 向两 侧 张 开 。根据 以 上 原 则 ,O例 选 择 T / 3 3 L ,2例 选 择 L/ , , 2例选 择 L/ 。 4 术前 所后 患 者常 规摄 站立 位脊 柱全 长正 侧 位 x 线 片 , 卧位 左右 侧屈 位 x 线 片 。术 后 2周 及 末 次 仰 随访 ( 2年 ) 站立 位脊 柱全 长 正侧位 x线 片 。 / > 摄 1 1 影像 学 评估 方法 . 所 有影 像 学指标 的测 量 由不涉 及 患者 外科治 疗 的脊柱 科 医师 完成 。根 据躯 干平 衡将影 像 学指标 分 为冠状 面指 标 、 矢状 面指 标 、 肩平 衡指 标及 融合 区远 端平衡指标 : ①冠状面平衡用 c 椎体 的中心偏离骶 中 线 的 距 离 ( 7crnlpu bie f m te cne C oo a lm l r h e t n o r sca vrc ll e 1C V 来 评 价 ,C 一 S L≥ arl et a i ,C . S L) i n 7C V 2 定 义 为冠 状 面 失 平 衡 , 状 面 平 衡 指 标 还 包 0mm 冠 括 主 凸顶 椎距 离骶 中线 距 离 。② 矢状 面平 衡定 义 为 C 椎体 的中心偏离 s 椎 体前 角的距离 ( p m C l - u
abaqus脊柱算例 -回复
abaqus脊柱算例-回复如何使用Abaqus进行脊柱建模和分析。
脊柱是人体的重要组成部分,对于正确的姿势和身体功能具有重要作用。
因此,了解脊柱在不同荷载情况下的行为对于设计和优化人体工程学设备以及理解相关疾病的发展具有重要意义。
Abaqus是一种常用的有限元分析软件,可以用于建模和模拟脊柱的行为。
本文将介绍如何使用Abaqus 进行脊柱建模和分析。
第一步:导入脊柱的几何形状通过Abaqus的几何模块,可以导入脊柱的实际几何形状。
通常,医学影像如CT或MRI可以提供脊柱的三维表面数据。
在Abaqus中,可以使用拓扑模块或CAD工具导入这些数据,然后生成脊柱的几何模型。
第二步:定义脊柱的材料属性选择适当的材料属性对于准确模拟脊柱的行为非常重要。
人体组织是一种复杂的组合物,具有非线性和各向异性的特性。
通常,在Abaqus中使用材料模型来描述这些特性。
可以使用实验数据或文献中提供的材料参数来定义脊柱的材料属性。
根据需要可以选择线性或非线性模型。
第三步:划分网格在进行有限元分析之前,需要将脊柱模型划分为有限元网格。
Abaqus提供了多种网格划分算法和工具,用户可以根据需要选择合适的划分方法。
划分网格时,要尽量保持网格的均匀性和合理的密度,以获得准确的结果。
第四步:施加边界条件和荷载在模拟脊柱的行为时,需要考虑施加在脊柱上的边界条件和荷载。
边界条件包括固定边界和约束条件。
在Abaqus中,可以通过定义适当的约束和边界条件来实现这些。
例如,可以选择固定某些节点来模拟脊柱的固定端或支撑点。
荷载是指施加在脊柱上的外部力或力矩。
可以使用Abaqus的载荷模块来定义这些荷载。
这些载荷可以是静态的或动态的,可以模拟日常生活中的活动或特定的运动要求。
第五步:运行分析和解算一切准备就绪后,可以开始运行脊柱分析。
在Abaqus中,可以选择不同的分析类型,包括静力学分析、模态分析和动力学分析等。
根据需要选择适当的分析类型。
在运行分析之前,还需要选择适当的求解器和设置求解选项。
特发性脊柱侧凸椎体楔形变有限元模型分析
特发性脊柱侧凸椎体楔形变有限元模型分析(作者:___________单位: ___________邮编: ___________)作者:杨晓明,顾苏熙,李明,余慧琴,丁祖泉,傅强,方秀统王静杰,倪建强【摘要】[目的]建立青少年特发性脊柱侧凸三维有限元模型,并在模型上进行初步应力统计分析,量化比较部分应力值。
[方法]对1例特发性脊柱侧凸患者行薄层CT扫描,获得的原始数据通过有限元软件建立特发性脊柱侧凸三维有限元模型,在该模型上直接进行相关测量,并选取若干应力点分析正常载荷下的受力情况。
[结果]侧凸段各椎体楔性变在顶椎区域最大,椎体各点应力分布也呈现顶椎区域集中的现象,楔变和应力大小均呈现向端椎逐渐减小的趋势。
[结论]脊柱侧凸三维有限元模型可以方便地进行脊柱侧凸各种条件下的应力变化分析,为脊柱侧凸的相关生物力学理论和临床研究提供了可能。
【关键词】特发性脊柱侧凸;有限元;生物力学;Hueter-Volkmann原理Abstract: [Objective]To establish 3D finite element model of adolescent idiopathic scoliosis. Stress analysis on established 3D finite element model was done to compare the specific quantity of stress among every vertebra. [Method]Under the help of related softwares, 3D finite element model was established from CT scan of a adolescent idiopathic scoliosi. A number of points were chosen on the model. Stress analysis was done in normal loading.[Result]Vertebral wedging and stress distribution showed significant regularity. The result was the largest in the apical region, and showed a gradual decrease to the end vertebral.[Conclusion]Relative biomechanical and clinical analysis can be easily conducted on 3D finite element model of scoliosis. It is possible to analyze diversity of stress on different conditions.Key words:idiopathic scoliosis;finite element;biomechanical;Hueter-Volkmann principle脊柱侧凸是最常见的脊柱畸形之一,是合并有冠状面侧方弯曲以及矢状面、横断面异常的三维畸形,其中以青少年特发性脊柱侧凸最多见。
青少年特发性脊柱侧凸诊疗策略
未见先天性发育异常的椎体;
神经系统检查无异常
右侧胸弯,顶锥在T8、T9或T10
胸椎平背畸形,即矢状位T5-T12<+10°
对于胸弯是结构性主弯,腰弯是非结构性弯(Lenke 1和2 型),判断腰弯修正非常重要
确定腰弯的顶椎:腰弯中最水平且偏离骶骨中线 (CSVL)最远的椎体或椎间盘。
准确画出CSVL 如果A、B、C三型难以鉴别,定为B 为不影像判断,将CSVL想象成最细
修正弯 A
修正弯B
修正弯C
腰弯修正A型
患者可能有明显的胸廓倾斜,但整体冠状位和矢状位的平衡尚好。
骨盆无明显的倾斜,AIS的骶骨可能有倾斜,但骨盆一般不会有明 显的倾斜。
非典型AIS
左侧胸弯(主弯) 胸椎过度后凸, 矢状位T5-T12>40° 顶椎过高,在T6或者T6以上 可疑有神经功能不全的症状或体征
AIS行MRI检查的指征
典型的AIS患者,胸椎正常生理后凸减少或消失,出现平 背畸形(hypokyphosis, T5-T12<10°),甚至前凸。
AIS ,上胸弯(T2-T5)矢状面后凸≥20°或上胸弯和主 胸弯有明显的交界处后凸,都预示着上胸弯为结构性弯
AIS , T10-L2后凸≥20°,称为胸腰交界性后凸。 预示着胸腰弯或腰弯为结构性弯
注意
是指在青少年期10-18+11岁发病的原因不明的脊柱 侧凸,包括10岁
小于10岁的称早发特发性脊柱侧凸 0-3+11岁定义为婴儿型特发性脊柱侧凸 4-9+11岁为幼儿型特发性脊柱侧凸
青少年特发性脊柱侧凸上胸弯融合节段的选择和术后双肩平衡的影响因素
上选择 性融合 主胸 弯 的指 导意义 , 但未 能证 实Lne ek
分型对确定结构性 上胸弯 的上端融合椎 ( 。T 或 T,: T) , 有指 导意义 。这 一问题 仍需 要进 一 步 的 临床 对
照研究 来解决 。
2 术前 双肩 平衡状 态与 融合节段 的选择
弯和主胸弯均为结构性弯, 上胸弯的柔韧性差 。对
则不需要融合上胸 弯, 融合主胸弯后上胸弯可以 自 发 纠正 。随着对 上胸 弯 的研 究 和 认识 不 断加 深 , 对
结构 性 上 胸 弯 的评 定 了 又 有 了 新 的标 准 。Lne ek 等 在 19 94年对 使 用 C D矫 形 系 统 的 患者 进 行 回
顾性研 究 , 出当上胸弯满 足 C b 提 ob角 > 0 、 bn 3 。 在 e.
2 。 。一 组患者 上方融 合到 T 或 , 0) 另一 组患 者上
于这类患者一般认为上胸弯属于代偿性弯, 不需要 对上胸 弯进行 处理 。而另 一部 分患者 的上胸 弯表现
为独立 的弯 曲 , 真 正 的 顶椎 且偏 向侧 凸 的 凸 侧 。 有
方融 合 到 T或 以下 , 患者 在 上胸 弯 与 主胸 弯 的 2组 矫形 率和双 肩平衡 方面 的差异无 统计学 意义 。但该
于此型患者, i 等认为需要 同时对上胸弯和主胸 Kn g
作者简介 : 蒋军 (9 2一 ) 博士在读 , 18 , 医师 作 者 单 位 :10 8 江 苏 , 京 大学 医学 院 附 属鼓 楼 医 院 脊 柱外 科 20 0 南
研究者在临床工作中按照以往文献提出的结构
性 上胸 弯评定标 准对手 术患者 进行 回顾性研 究时 发
前 的某 些影像 学指 标相关 。本文 拟对此 方面研究 的 进展做 一综述 。 1 上 胸弯 的形态和分 类与 融合节段 的选择 以往许多 研究多认 为上胸 弯 的形 态特点 对融 合 节段 的选 择有 重要 的指 导意义 。对特 发性脊 柱侧 凸 患者术前 的影像 学 资料 观 察不 难 发 现 , 上胸 弯 存在 着 2种截 然不 同 的形 态 : 部 分患 者 的上 胸 弯 的 弯 一 曲并 不是 真正 的 弯 曲 , 是 由于 主胸 弯 造成 的。这 而 种 弯曲是不 完 整 的 , 有 真正 意 义上 的顶椎 。这 类 没 患者 的 T 椎体 上缘通 常是水 平或 向左 侧倾 斜 的 , 对
2022年江西省医学继续教育考试答案(华医网)
PPIs作用与胃酸分泌的最后环节,即( )以下属于引起AGML极高风险的情况是( )胃内pH大于多少为预防AGML的pH目标( )以下哪种疾病不属于PPIs应用的适应症( )以下哪种病症不是PPIs的不良反应( )以下引起AGML的病因中属于非应激因素的是( )以下属于引起AGML极高风险的情况是( )《急性非静脉曲张性上消化道出血多学科防治专家共识》(2019)中建议,上消化道再出血风险高的患者应尽早使用大剂量PPI(80mg 静脉滴注+8mg/h静脉维持)持续多少小时( )奥美拉唑在严重肝功能不全患者身上应用时,其剂量应如何调整( )以下何种方法是诊断AGML和明确出血来源的最可靠的方法( )艾司奥美拉唑在肾功能不全患者身上应用时,剂量应如何调整( )质子泵抑制剂治疗消化性溃疡出血描不正确的是( )PPIs治疗十二指肠溃疡下列描述正确的是( )奥美拉唑40mg,每天2次,静脉输注用于治疗疾病或患者是( )PPIs治疗GERD维持治疗描述不正确的是( )PPI试验不适用人群是( )质子泵抑制剂治疗消化性溃疡出血的原则不包括( )PPIs治疗胃溃疡下列描述正确的是( )NSAIDs相关消化性溃疡治疗方案是( )不推荐治疗烧心、消化不良的质子泵抑制剂是( )胃食管气道反流性病治疗(食管外)治疗方案描述不正确的是( )医疗行业热点领域的法律问题探讨在新法实施后容易陷入法律风险的做法是( )《民法典》第一千二百二十一条将判断医务人员医疗过失的一般性标准确定为( )《基本医疗卫生与健康促进法》、《民法典》和《侵权责任法》中,属于上位法的是( )在《侵权责任法》中,医务人员在诊疗活动中应当向患者说明并取得书面同意的内容可以不包括( )《基本医疗卫生与健康促进法》及民法典的规定扩大了患者知情同意的方式,即不再限定为必须书面同意,知情同意的方式除了纸质以外,还可以是( )医务人员进行医疗告知,应当优先选择( )《民法典》中关于保护患者隐私权和个人信息,下列说法错误的是( )医务人员在诊疗活动中应当向患者说明的内容有( )对于艾滋病患者,下列做法错误的是( )《民法典》实施后,下列做法中不属于侵犯患者隐私和个人信息的是( )医药卫生文献数据库检索与应用-中文全文数据库检索下列不是中国知网资源总库的学科导航中的学科的是( )中国知网资源总库的网址是( )在中国知网资源总库不能做的操作是( )中国知网资源总库中期刊库的检索项不包括( )中国知网资源总库中博硕士论文的检索项不包括( )中国知网资源总库中出版来源导航不包括( )中国知网资源总库中重要会议的检索项不包括( )医药卫生文献数据库检索与应用-《中国生物医学文献数据库》检索与利用主题词检索时,无先组的用组配检索,比如肝胆疾病,用( )与关键词相比,下列哪项不是主题词具有的特点( )中国生物医学文献数据库的特点不包括( )主题词检索时,艾滋病的正确检索词是( )中国生物医学文献数据库的主要检索途径不包括( )主题词检索时,有先组的主题词用先组,比如一氧化碳中毒,用( )关于主题词检索特点,下列说法错误的是( )中国生物医学文献数据库中输入“肝炎%疫苗”检索结果错误的是( )中国生物医学文献数据库的网址为( )医药卫生文献数据库检索与应用-PubMed数据库主题词检索将 MeSH 所收主题词/入口词按字顺排列,通过词下的树状结构号、注释及参照,揭示主题词所属范畴及其位置、词表中词与词间的关系,供选词用,称为( )利用PubMed数据库查找MeSH词的方法是( )在MeSH词表中 “药物作用”有对应的副主题词,是 ( )MeSH词中主题词的同(近)义词称为( )在MeSH词表中“不良影响” 对应的副主题词,是( )MeSH创制于哪一年( )树状结构表将 MeSH 表中的主题词按所属学科范畴划分为( )大类MeSH词中副主题词有( )个关于加权检索的作用,下列说法错误的是( )医药卫生文献数据库检索与应用-PubMed检索系统PubMed临床试验数据库收录了美国及全世界多少个国家经注册登记的8万多个临床试验的详细信息( )PubMed主要特点不包括( )PubMed姓名全称检索,输入著者姓名全称(姓氏在前后均可),限于( )年以来的文献PubMed检索结果的处理不包括( )PubMed是在哪年由美国国立生物技术信息中心(NCBI) 开发完成并维护 因特网上免费使用的生物医学题录文摘型文献检索系统( )选择检索词时,要选择( )布尔逻辑运算检索中,运算顺序为( )关键词的特点不包括( )PubMed除了检索,还有一些其他服务功能,其中有一项是专为临床医务人员设置的检索界面,准确迅速地检索循证医学临床实践所需的临床科学证据,这项功能是( )关于我的NCBI,说法错误的是( )提升护理质量,和谐护患关系-人文关怀-护理的魅力体现如何做到“护理人文关怀应从管理开始”,下列( )做法不正确对于如何进行护理人文关怀,下列说法总结不准确的是( )关于人文关怀的涵义,下列( )说法不正确如何做到“护理人文关怀应以科研为核心”,下列( )做法不正确下列( )不属于人文关怀的核心?下列( )不属于护理人文关怀缺失现象如何做到“护理人文关怀应从教育开始”,下列( )做法不正确下列( )不属于护理人文关怀缺失现象产生的原因提升护理质量,和谐护患关系-落实优质护理提升护理质量下列不属于责任护士职责的是( )下列哪项不属于优质护理服务管理重点( )对于采取有效措施,进一步改善医院护理服务的措施,下列( )说法不正确优质护理服务目标中的“实现五满意”,下列( )是错误的下列( )不属于优质护理工作总体要求关于临床护理服务内涵,下列不正确的是( )对于加大工作力度,确保优质护理服务取得实效这一措施,下列( )说法是错误的提升护理质量,和谐护患关系-落实优质护理提升护理质量护士素质要求不包括下列( )关于护理人员的思想品德,下列哪项( )说法不准确关于护士道德准则,下列说法不正确的是( )护士的服装要求,下列说法( )不正确关于护患关系,下列说法错误的是( )下列( )不属于护患交往原则关于护理人员素质中的服务语言,下列( )说法不正确和谐护患关系的构建,下列说法错误的是( )提升护理质量,和谐护患关系-有效沟通的方式和作用下列不属于语言沟通的“10要”原则的是( )下列( )不属于语言沟通中的问话技巧关于言语沟通中的说话技巧,下列哪项不正确( )表示“抵触、抗议、不屑一顾、防范”的非语言动作是( )下列不属于沟通中的技巧的是( )医患关系紧张的原因,下列( )说法不正确下列( )属于倾听的好习惯青少年特发性脊柱侧凸诊断及治疗-脊柱侧弯的基本概念脊神经后支( )按照年龄,脊柱侧弯的分类,以下哪项不正确()按照病因,脊柱侧弯的分类,以下哪项不正确()拍摄脊柱测弯,其他的姿势进行影像学检查,以下哪项不是()脊柱的内固定系统分为()坐高是指()另外一种测量骨龄的方法,是()椎动脉( )查体注意一些方面来鉴别脊柱侧弯,以下哪项不正确()椎管壁的构成( )青少年特发性脊柱侧凸诊断及治疗-脊柱侧弯的保守治疗在先天性脊柱侧弯病因中,下列哪项是常见的?( )保守治疗的意义是()Milwaukee Brace这种支具()到骨盆都被固定住脊柱侧弯是一个()的治疗Wilmington brace 是依附于哪一种材料治疗的()Charleston orthosis 建议佩戴()小时脊柱侧弯是()过程椎静脉丛( )Boston Brace是()年被发明的脊柱屈曲型损伤最常发生的部位在( )青少年特发性脊柱侧凸诊断及治疗-青少年特发性脊柱侧凸后路矫形技AIS手术指征不包括()脊柱侧弯患者的手术适应证不包括( )脊髓型颈椎病与下列哪些疾病无关( )青少年特发性脊柱侧凸后路矫形技术发展第三阶段应用的医生是()下列关于AIS手术中,关于撑开-加压的描述错误的是()下列关于AIS手术中,关于旋棒的描述错误的是()下列关于AIS手术中,关于直接椎体去旋转的描述错误的是()青少年特发性脊柱侧凸后路矫形技术发展第一阶段应用的医生是()AIS手术中应用的Screw类型不包括()腰椎间盘突出在神经根的外侧时,特殊的功能性腰椎变位应( )AIS手术中应用的Rod类型不包括()青少年特发性脊柱侧凸诊断及治疗-青少年特发性脊柱侧凸影像学测量衡量侧弯严重程度最常用的测量方法是()有关椎管的描述,错误的是( )沿上端椎的上终板和下端椎的下终板各画一条线,两线夹角或者其垂线的夹角即为()(),是整个弯曲范围内距离骶骨中垂线最远、最水平、旋转程度最大、楔形变最明显的锥体,顶椎有时候也可以是椎间盘()是目前评价脊柱侧弯最佳的影像学检查工具,高质量的正侧位X线片能够清晰地显示骨性结构,以便于对畸形进行测量和评估有关椎动脉的描述,错误的是( )除了站立位拍摄的X线片,卧位X线片也很重要,我们常规要拍摄卧位时中立位片和左右侧屈位X线片,也就是我们常说的()腰椎间盘突出症主要体征不符合是( )Nash-Moe是临床中测量脊柱侧弯椎体旋转最常用的方法,它是通过观察和测量正位X线片中椎体凸侧和凹侧椎弓根的位置变化来评估椎体的旋转程度,共分为()A B C D A B C DA B C D A B C D A B C D A B C DA B C D A B C D A B C D A B C DA B C D A B C D。
幼猪脊柱侧凸模型中椎体与椎间盘楔形变的进展规律及其意义
【 Ab s t r a c t 】Ob j e c t i v e s :T o i n v e s t i g a t e t h e e v o l u t i o n o f t h e d i s c a n d v e r t e b r a l w e d g i n g u n d e r u n i l a t e r a l t e t h e r ・
增 大 到术 后 8周 时 的 4 3 - 3 。 , 顶椎 区椎 体 和 椎 间 盘 楔 变 角 均呈 现从 顶椎 向两 侧 端 椎 区逐 渐 减 小 趋 势 。在 拴 系 术
后 即刻 , 侧 凸 几 乎 完 全 为 椎 间 盘楔 形 变 造 成 ( 9 6 . 8 %) , 随 时 间发 展 , 椎体 楔变角 占 C o b b角 的 比 值 逐 渐 上 升 . 至 拴 系 固定 8周 时 , C o b b角 的 构成 变 化 为 以椎 体 楔 变 角 为 主 ( 7 1 . 5 %) 。结论 : 不 对 称 性 拴 系 的 力 学 因 素 作 用 下 椎 体 和 椎 间盘 楔 形 变 的 构 成 比在 不 断 演 变 , 为 建 立 稳 定 的 侧 凸 动物 模 型 , 必 须 达 到 一 定 的拴 系 固定 时 间 以 期 制
只 后 路 不 对 称性 拴 系 造 模 成 功 的侧 凸 幼 猪 在术 后 即刻 、 4周 、 8周 分 别 进 行 全 脊 柱 后 前 位 X 线 片 检 查 .应 用 C o b b法测 量侧 凸 范 围 内 每个 椎 体 和椎 间 盘 的 楔 变 角 , 分 析顶 椎 及 其 上 、 下 各 两个 椎 体 和 相 应 的 4个 椎 间 盘 的 楔 变 角 在拴 系 时 期 内 变化 的规 律 , 并 计 算 不 同时 期 内所 有 椎 体 楔 变 角 之 和 与 所 有 椎 间 盘 楔 变 角 之 和 分 别 占整 个侧凸 C o b b角 的百 分 率 。 结 果 : 顶 椎 区 椎 体 楔 变 角 随拴 系 固 定 时 间 发 展 逐 渐 增 大 。 从 拴 系术 后 即 刻 时 的 1 . 1 o .
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特发性脊柱侧凸椎体楔形变有限元模型分析(作者:__________ 单位: ___________ 邮编: ___________ )作者:杨晓明,顾苏熙,李明,余慧琴,丁祖泉,傅强,方秀统王静杰,倪建强【摘要】[目的]建立青少年特发性脊柱侧凸三维有限元模型,并在模型上进行初步应力统计分析,量化比较部分应力值。
[方法]对1例特发性脊柱侧凸患者行薄层CT扫描,获得的原始数据通过有限元软件建立特发性脊柱侧凸三维有限元模型,在该模型上直接进行相关测量,并选取若干应力点分析正常载荷下的受力情况。
[结果]侧凸段各椎体楔性变在顶椎区域最大,椎体各点应力分布也呈现顶椎区域集中的现象,楔变和应力大小均呈现向端椎逐渐减小的趋势。
[结论]脊柱侧凸三维有限元模型可以方便地进行脊柱侧凸各种条件下的应力变化分析,为脊柱侧凸的相关生物力学理论和临床研究提供了可能。
【关键词】特发性脊柱侧凸;有限元;生物力学;Hueter-Volkmann 原理Abstract: [ Objective ] To establish 3D finite element model of adolesce nt idiopathic scoliosis. Stress an alysis on established 3D fin ite eleme nt model was done to compare the specific qua ntity of stress among every vertebra. [ Method ] Under the help of related softwares, 3D fin ite eleme nt model was established from CT sca n of a adolesce nt idiopathic scoliosi. A nu mber of points were chose n on the model. Stress an alysis was done in n ormal load ing.[ Result ]Vertebral wedging and stress distribution showed significant regularity. The result was the largest in the apical region, and showed a gradual decrease to the end vertebral. [ Conclusion ] Relative biomecha ni cal and cli ni cal an alysis can be easily con ducted on 3D fin ite eleme nt model of scoliosis. It is possible to analyze diversity of stress on different conditions.Key words : idiopathic scoliosis ;finite element ;biomechanical ;Hueter-Volkma nn prin ciple脊柱侧凸是最常见的脊柱畸形之一,是合并有冠状面侧方弯曲以及矢状面、横断面异常的三维畸形,其中以青少年特发性脊柱侧凸最多见。
虽然国内外众多学者进行了大量基础及临床研究,但其确切病因及进展机制仍不明确。
众多文献报道Hueter-Volkma nn原理可能在脊柱侧凸进展过程中扮演了重要角色]1、2、4、5]。
本研究就是利用建立的特发性脊柱侧凸有限元模型,对该法则进行力学分析探讨。
1资料与方法1.1 一般资料青少年特发性脊柱侧凸患者(LenkelAN ),女,17岁。
应用螺旋CT 沿人体横断面进行扫描,扫描范围为T6上缘到L1下缘(侧凸段),扫描层距为0.8 mm,共277层,数据以DICOM和BMP两种格式存盘。
1.2研究方法1.2.1模型建立:利用获得的薄层断面资料进行二维图像的初步处理,将同一张图片内属于不同椎体的部分分为不同图片保存,提取出单个椎体图像信息。
将处理后的每一椎体的图片导入Simpleware2.1 软件,建立相应笛卡儿坐标系生成每一椎体的三维实体模型。
加入间盘结构后,得到侧凸段三维实体模型。
通过逆向工程软件Geomagic 8.0对所得模型表面打磨光滑,并将其表面拟合成C1连续的非均匀有理B样条(NURBS)曲面。
最后,将模型导入ABAQUS 6.6软件, 对椎体和椎间盘用三维10节点四面体结构实体单元C3D10M进行网格划分,对关节囊和韧带用三维桁架单元T3D2模拟,参考相关文献赋予各部分材料属性,生成三维有限元模型(表 1 )。
1.2.2测量分析:在模型各椎体选取6个作用点,A、C点为矢状面椎体上下缘中点,B点为A、C两点连线中点,在每一作用点周围再选取6个点,以其平均值代表该点最终应力值(如图1 )。
模型L1 椎体下表面固定,对T6上端进行垂直加载150 N,其结果应力云图如图2所示。
同时,在实体椎体模型上分别测量单个椎体凸侧最大宽度和凹侧最小宽度值表1模型各部材料特性及单元类型部位弹性模量泊松比单元类型椎体5 0000.3C3D10M 后部结构3 5000.25C3D10M 椎间盘520.45C3D10M 髓核0.20.5C3D10M 韧带100.45T3D2小关节囊100.45T3D2图1椎体表面各点示意图2结果载荷条件下,有限元模型上各受力点所在处具体应力值如下(表2)。
表中数值均为各点的平均值,以四舍五入统一精确至小数点后三位。
并分别以凸侧,凹侧和平均值将表中数据转化为图表形式(图3〜4)。
表2载荷下椎体各点应力值(MPa兆帕)ABC平均值凸侧凹侧凸侧凹侧凸侧凹侧凸侧凹侧图4椎体凹侧各点应力值椎体凸侧各点应力值在分布图上可以清晰发现T9处最大,总体上是向两端呈逐渐减小的变化趋势,但上下端椎处各点应力均较邻近节段为高。
在凹侧,应力分布基本也呈现出以T8、9为中心向两端递减,对于A点和C点,侧凸上段椎体应力普遍较下段高。
同时还可以发现,B点应力值无论在凸侧还是凹侧都较其余两点要高数倍不等。
图3中,凹侧平均应力值较凸侧高1〜5 倍。
通过实体模型测量获得椎体两侧高度值(表3),并将凹侧与凸侧高度取比值后,结果绘制成图(图5)。
图示中可以发现T8、9,即顶椎区域两侧比值较小,亦呈现向两端比值趋于1。
表3各椎体两侧高度值(mm 毫米)]T6T7T8T9T10T1仃12 凹侧16.87615.25714.91216.69018.44820.18021.789 凸侧19.01717.69318.30720.41120.81921.61223.0930.8870.8620.8150.8170.8860.9340.944 图5 各椎体两侧高度比3讨论生物力学因素在脊柱侧凸进展过程起主要作用,而椎体楔形改变则是青春期特发性脊柱侧凸进展的重要原因[1、2],无论在影像学,还是在尸体标本上都观察到椎体的上述改变]3、4]。
Wever等]5]分别对特发性脊柱侧凸患者和侧凸尸体进行三维CT重建,清楚显示椎体楔形改变。
随后,Stefan等[6]进行了30例侧凸患者共471 个椎体实体测量,并设立了同等例数的正常人标本为对照组,发现椎体楔变在顶椎表现最明显,且越靠近中立椎,楔变越小,楔变主要在侧凸的凹侧,凸侧与正常组无明显差异。
本研究结果与上述发现得到了很好的吻合。
在对重建的实体椎体形态的观察中亦有类似结果,并且对椎体两侧高度进行测量比较后发现椎体楔变在顶椎区域最明显,表现为凹侧与凸侧高度比率最大,两侧高度差值也最大,并向端椎侧逐渐减小,至T12两侧基本等高。
Hueter-Volkmann原理]7]认为侧凸两侧应力不对称是引起椎体楔形改变,并持续加重的根本原因,从而导致脊柱侧凸的不断进展,即生长板压力增加抑制椎体生长发育( Hueter),而压力减小则促进其生长(Volkmann )。
对于侧凸进展的病理机制,学者们围绕生物力学进行了大量的试验。
Stokes等[1]在鼠尾椎体两侧分别给予撑开和加压,发现椎体生长的减慢或加速与应力大小呈线性关系,验证了Hueter-Volkmann原理。
Peter等[2]在随后的试验中也有类似发现,同样利用小鼠模型,分别在尾端第8和第10椎体经皮穿钢针,应用弹簧和固定环给予不对称加压,观察期间第9椎体变化情况,也得到了类似的结果。
二十多年前就有学者发现,侧凸患者两侧背部肌肉有不对称的肌电图表现,成为脊柱两侧承载力不对称的重要组分,结合Hueter-Volkma nn原理,使已经存在的椎体楔变加重,两者相互影响形成侧凸加重的恶性循环 [8]。
种种迹象表明椎体的不对称发育可能为侧凸进展最直接的原因,但一直没有相关量化资料。
对于青少年特发性脊柱侧凸患者,随着生长发育的进行,在不对称应力的作用影响下,势必出现原有椎体楔变的加剧。
理论上,凹侧应力应该较凸侧要高,并且应力在顶椎区域应较为集中,向两端呈现逐渐减小的趋势,椎体的楔变程度也应呈现相似改变。
研究显示,在顶椎区域(T8、9)出现了明显的应力集中现象,无论在凸侧还是凹侧均呈现应力值向端椎逐渐减小的趋势。
但在两侧端椎区域,椎体楔变程度并不相等,T6〜8比T10〜12变形程度要大,在应力测试中发现,上3个胸椎应力要高于下3个胸椎,推测应力的大小可能与椎体楔变程度成正相关。
研究中考虑到下端椎固定后应力可能集中影响整体力学分析,所以将其舍弃未纳入分析,但还是发现,在研究的上下端椎(T6、T12)处应力较邻接节段高。
作者认为,上下端椎为负载作用点,应力可能会产生集中,导致该处载荷增大。
在结果中还发现,椎体B点的应力明显集中,作者考虑椎体形态不规则可能为主要原因。
椎体在横断面上表现为周径向中心逐渐减小,呈上下缘向中心的凹面结构,从而导致上下缘应力向中心凹面集中,但其应力分布的总体趋势与其余两点相似。
本研究所用之有限元模型较以前模型有如下几方面的不同之处。
在建模软件上,该脊柱侧凸实体模型的建立综合了Simpleware、Geomagic两大软件各自实体建模功能的优点,使模型更加精确。
在有限元网络划分上,有限元模型中韧带和小关节囊用杆单元模拟,不仅最大程度上节约了计算资源;也避免了大量畸形结构的产生,使计算精度得以提高。
在材料属性方面,未进行皮质骨和松质骨的区分,而把椎体当作一个整体赋予材料参数,避免了应力集中和应力遮挡:9]。
整个模型单元,共划分了173 837个单元,274 704个节点,远远超过以前所建立的脊柱模型的单元和节点数。