【摘 要】
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背景:过去强直性脊柱后凸矫形往往注重局部畸形的矫正,忽略对于矢状面平衡的重建.目的:应用计算机辅助软件建立强直性脊柱炎后凸三维有限元模型,基于肺门-髋轴法重建脊柱矢状
【机 构】
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新疆医科大学第六附属医院脊柱外一科,新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830001;乌鲁木齐市疾控中心,新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830000;临汾市人民医院心脏大血管外科,山西省临汾市 041000
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背景:过去强直性脊柱后凸矫形往往注重局部畸形的矫正,忽略对于矢状面平衡的重建.目的:应用计算机辅助软件建立强直性脊柱炎后凸三维有限元模型,基于肺门-髋轴法重建脊柱矢状面平衡,设计个性化手术截骨方案,并模拟全脊椎截骨手术操作,计算分析其生物力学特性,并与两种未重建脊柱矢状面平衡模型进行对比.方法:收集来自新疆医科大学第六附属医院1例强直性脊柱炎后凸住院患者的CT数据,根据301分型确定后凸畸形为ⅢA型,将CT数据导入计算机建模软件中,建立强直性脊柱后凸畸形三维有限元模型.设计3种不同全脊椎截骨(VCR)手术方案的模型,分别为VCR30°,VCR32.2°和VCR40°,其中VCR32.2°使用肺门-髋轴测量方法测量L3预截骨角度为32.2°,另外构建2个未重建脊柱矢状面平衡模型,其中VCR30°设置为截骨角度为30°,VCR40°设置截骨角度为40°,在构建完成的3个模型上模拟全脊椎截骨术进行截骨,并对截骨矫形后3个模型的脊柱位移、钉棒系统、钛笼和截骨面进行有限元计算.结果 与结论:①总位移和24个椎体位移大小排序如下:VCR40°>VCR30°>VCR32.2°,VCR40°明显高于VCR32.2°,VCR30°和VCR32.2°两者由于截骨角度差异小,位移差距不显著;椎弓根螺钉、钛棒、钛笼以及截骨接触面的应力分布趋势;②不论是钉棒应力,还是钛笼应力,VCR40°都要高于其他2个模型和平均值,并且差异明显,VCR32.3°在3种模型中应力最小,也低于平均值,并且各节段等效应力分布均匀,没有出现应力集中的现象;③结果 证实,基于肺门-髋轴法重建脊柱矢状面平衡能够增加术后脊柱稳定性,且内固定应力分布更低,是一种合理、科学的手术方案设计.
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