本文關(guān)鍵詞：重度青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸主胸彎節(jié)段柔韌性評估及有限元分析

  更多相關(guān)文章： 青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸 柔韌性 旋轉(zhuǎn) 楔形變 有限元 生物力學(xué)

【摘要】：【背景】青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸(AIS)是一種病因不明的脊柱三維立體畸形,了解其生物力學(xué)特性對制訂合理的治療策略具有十分重要的意義。現(xiàn)有的柔韌性評估方法僅對側(cè)凸患者冠狀面Cobb角的變化進(jìn)行評估,而特發(fā)性脊柱側(cè)凸多伴有椎體旋轉(zhuǎn),尤其是重度側(cè)凸患者,但對其旋轉(zhuǎn)度變化的研究較少。隨著節(jié)段性內(nèi)固定、截骨技術(shù)的進(jìn)步,對側(cè)凸內(nèi)節(jié)段特性的了解有助于更加合理地選擇手術(shù)方案,然而目前對單節(jié)段的形態(tài)學(xué)描述及柔韌性的研究較少。同時,柔韌性是指施加特定矯形力時脊柱的形變,而目前的評估方法中,僅考慮了脊柱的形變(Cobb角的改變),未對矯形力進(jìn)行考察,因此無法準(zhǔn)確把握脊柱側(cè)凸的生物力學(xué)特性�！灸康摹繉χ囟忍匕l(fā)性脊柱側(cè)凸的“旋轉(zhuǎn)柔韌性”進(jìn)行評估,比較側(cè)屈位(SBR)、牽引位(TR)及支點位(FBR)三種方法的評估效果,篩選出評估側(cè)凸“旋轉(zhuǎn)柔韌性”最佳的方法。測量重度特發(fā)性脊柱側(cè)凸患者主胸彎椎體及椎間盤的楔形變角度,描述其分布情況;并使用上面篩選的柔韌性方法,對主胸彎內(nèi)所有椎間盤的柔韌性進(jìn)行測量分析,探索其分布規(guī)律。利用三維有限元法(FEM),比較軸向力和側(cè)方力對側(cè)凸冠狀面及軸面旋轉(zhuǎn)的矯形效果,驗證上述結(jié)論;并對雙向力評估時的最佳力學(xué)加載模式進(jìn)行探索。為準(zhǔn)確理解特發(fā)性側(cè)凸的生物力學(xué)特性及優(yōu)化柔韌性評估方法提供參考。【方法】1.測量重度特發(fā)性脊柱側(cè)凸患者在術(shù)前全脊柱正側(cè)位、側(cè)屈位、牽引位、支點位、術(shù)后全脊柱正側(cè)位的主胸彎Cobb角、頂椎肋骨比值(AVB-R)及Perdriolle旋轉(zhuǎn)角,比較側(cè)屈位、牽引位、支點位及術(shù)后,患者冠狀面及旋轉(zhuǎn)畸形的矯正情況。上述數(shù)據(jù)的比較采用單因素方差分析,使用線性回歸對術(shù)后AVB-R與側(cè)屈位、牽引位、支點位AVB-R進(jìn)行相關(guān)性分析。2.測量重度特發(fā)性脊柱側(cè)凸患者主胸彎內(nèi)全部椎體及椎間盤的楔形變角度。測量方法:在站立位或牽引位X線上做與主胸彎各個椎體上下終板平行的直線,同一椎體上下終板間連線組成的角度為該椎體的楔形變角度,上一椎體下終板與下一椎體上終板連線組成的角度為該椎間盤的楔形變角度。椎間盤柔韌性定義為牽引位上該節(jié)段椎間盤楔變角的變化值與站立位該節(jié)段椎間盤楔變角的比值。分析椎體、椎間盤楔形變及主胸彎內(nèi)所有椎間盤柔韌性的分布情況。兩組計數(shù)資料的比較采用t檢驗,站立位與牽引位的比較采用配對t檢驗;多組計數(shù)資料的多重比較采用LSD法。3.利用課題組前期已建立的脊柱側(cè)凸有限元模型,比較軸向力和側(cè)方力對側(cè)凸的矯形效果,并設(shè)置軸向力及側(cè)方力的不同加載方式,模擬柔韌性評估方法,比較側(cè)凸主胸彎Cobb角、T9偏離骶中線距離、T9旋轉(zhuǎn)角的變化情況,探索最佳力學(xué)加載模式�！窘Y(jié)果】1.12名重度側(cè)凸患者被納入研究。側(cè)屈位、牽引位、支點位冠狀面柔韌性均低于術(shù)后真實矯正率(33.96±12.52,35.60±16.11,41.59±17.13vs57.30±15.05,P0.05);盡管就冠狀面柔韌性而言,存在支點位牽引位側(cè)屈位的趨勢,但三者比較無統(tǒng)計學(xué)差異(P0.05)。與術(shù)前AVB-R相比,術(shù)后AVB-R的改善優(yōu)于支點位(AVB-R差值,0.48±0.31vs0.01±0.36,P0.001),但與側(cè)屈位、牽引位無統(tǒng)計學(xué)差異(P0.05)。牽引位矯正AVB-R的效果優(yōu)于支點位(0.33±0.23vs0.01±0.36,P=0.012);側(cè)屈位與牽引位、支點位相比均無顯著差異(P≥0.05)。牽引位Perdriolle旋轉(zhuǎn)角的改善優(yōu)于側(cè)屈位(9.33±4.52vs4.17±3.19,P=0.021),與支點位相比有偏高的趨勢,但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.118)。術(shù)后由于椎弓根螺釘?shù)淖钃?Perdriolle旋轉(zhuǎn)角的測量誤差較大,故本研究未評估術(shù)后Perdriolle旋轉(zhuǎn)角的改善。對術(shù)后AVB-R與三種柔韌性評估方法中AVB-R的關(guān)系進(jìn)行了一元線性回歸分析,三者均存在線性相關(guān)關(guān)系(P0.05),且相關(guān)性順序為:牽引位側(cè)屈位支點位(R2=0.832vs0.741vs0.597)。2.20名重度側(cè)凸患者被納入研究。牽引位椎間盤楔形變較站立位明顯減小(22.25±12.9vs39.49±10.88,P0.05);牽引位椎體楔形變與站立位相比雖有減小的趨勢,但二者無統(tǒng)計學(xué)差異(P=0.073)。椎體楔形變的站立-牽引位差值為6.58±10.70,Cobb角與椎間盤楔形變的站立-牽引位差值無統(tǒng)計學(xué)差異(P=0.199)。4名患者因牽引位椎體楔形變小,測量誤差較大,在分析患者各節(jié)段椎體楔形變情況時予以排除。所有主胸彎至少包含頂椎及相鄰的上下各2個椎體,無論站立位還是牽引位,距離頂椎越遠(yuǎn),椎體楔形變角度有逐漸減少的趨勢。大多數(shù)主胸彎終止于U3或L3椎體,在站立位及牽引位上,U3與U4、L3與L4無統(tǒng)計學(xué)差異(P0.05)。頂椎及其相鄰的上下各1椎體的椎體楔形變最明顯,牽引位上三者之和占總椎體楔形變的67.44±8.05%。所有椎間盤楔形變角度牽引位均低于站立位(P0.05)。站立位上,距離頂椎越遠(yuǎn),椎間盤楔形變角度有逐漸減少的趨勢;牽引位上,U1與U2、L1與L2楔形變角度無統(tǒng)計學(xué)差異,四者之和占總椎間盤楔形變角度的75.47±9.25%。自U4至L4,各節(jié)段椎間盤柔韌性呈“W”形分布,U2及L2椎間盤柔韌性最低。對重度AIS患者的主胸彎,椎間盤楔形變角度大于椎體楔形變角度(39.49±10.88vs31.02±9.56,0.013)。根據(jù)主胸彎柔韌性是否大于30%將其分為僵硬性(n=12)和非僵硬性(n=8)側(cè)凸,其中非僵硬性側(cè)凸椎間盤楔形變角度明顯高于椎體楔形變角度(40.13±4.67vs26.62±6.99,P0.001),僵硬性側(cè)凸兩者差異無統(tǒng)計學(xué)意義。3.經(jīng)驗證,有限元分析結(jié)果與牽引推壓位片有很好地一致性。Sperman分析表明,主胸彎Cobb角、T9偏離骶中線距離、T9旋轉(zhuǎn)角與牽引力、推壓力均不存在顯著相關(guān)關(guān)系。同樣大小的力,牽引力的矯形效果優(yōu)于推壓力。牽引力模擬組的主胸彎Cobb角、T9偏離骶中線距離及T9旋轉(zhuǎn)度均小于支點位模擬組。當(dāng)牽引力為1/2體重、推壓力為1/2體重時,主胸彎的Cobb角糾正最明顯;而當(dāng)牽引力為1/2體重、推壓力為1/4體重時,頂椎偏離骶中線距離和頂椎旋轉(zhuǎn)度糾正最明顯;冠狀面內(nèi)形變圖提示,牽引力為1/2體重、推壓力為1/2體重對患者整體側(cè)凸的糾正效果最佳。【結(jié)論】在重度側(cè)凸患者中,支點位對冠狀面柔韌性的評估效果優(yōu)于牽引位,但這可能由牽引位較好的去旋轉(zhuǎn)矯形能力導(dǎo)致的測量誤差引起的,而牽引位對患者旋轉(zhuǎn)柔韌性的評估效果優(yōu)于支點位,與術(shù)后獲得的旋轉(zhuǎn)矯正度具有線性相關(guān)關(guān)系。對側(cè)凸的節(jié)段性分析表明,椎體及椎間盤楔形變存在區(qū)域性(頂椎)的聚集,僵硬及非僵硬性側(cè)凸椎間盤楔形變所占比例存在差異。有限元分析表明,軸向力對側(cè)凸冠狀面及旋轉(zhuǎn)的矯形效果優(yōu)于側(cè)方力,但其冠狀面平衡性可能較差。同時施加軸向力和側(cè)方力時,牽引力為1/2體重、推壓力為1/2體重是最佳加載模式。
【學(xué)位授予單位】：第二軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R726.8

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 馮宇,郭偉,孫鵬,衛(wèi)杰,高燕;青少年胸12腰1段椎體楔形變在下腰椎間盤退變發(fā)病中的意義[J];頸腰痛雜志;2005年02期

2 趙穎川;魏顯招;馬輝;李明;;青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸術(shù)后遠(yuǎn)端節(jié)段楔形變危險因素分析[J];脊柱外科雜志;2012年01期

3 丁旗;邱勇;孫旭;王斌;毛賽虎;季明亮;;青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸不同彎型患者椎體和椎間盤楔形變的差異及臨床意義[J];中國脊柱脊髓雜志;2011年09期

4 李玲;許立奇;聞頌蘇;王貴美;成友華;;Scheuermann病MRI、X線及CT診斷的比較分析[J];醫(yī)療衛(wèi)生裝備;2008年10期

5 王守豐;邱勇;王斌;朱鋒;朱澤章;俞揚(yáng);錢邦平;馬薇薇;;青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸與神經(jīng)源性脊柱側(cè)凸患者椎體和椎間盤的楔形變及其臨床意義[J];中國脊柱脊髓雜志;2010年02期

6 ;[J];;年期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 孫曉飛;重度青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸主胸彎節(jié)段柔韌性評估及有限元分析[D];第二軍醫(yī)大學(xué);2015年

，

本文編號：1165442