青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸經(jīng)椎弓根—肋骨復(fù)合體固定臨床解剖數(shù)字化測(cè)量、個(gè)性化手術(shù)設(shè)計(jì)及有限元分析
發(fā)布時(shí)間:2018-12-26 18:28
【摘要】:背景:青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸畸形較為復(fù)雜,手術(shù)難度和風(fēng)險(xiǎn)較大,椎弓根后路固定技術(shù)可以從脊柱后路三維矯正畸形脊柱節(jié)段,其固定效果較為優(yōu)良,對(duì)于該疾患的治療起到重要的作用,但由于上、中胸段椎弓根狹窄,尤其是青少年脊椎,椎弓根尚處于發(fā)育階段,臨床手術(shù)較為困難,或者因?yàn)榻馄蕦W(xué)結(jié)構(gòu)與成人差異,造成手術(shù)失誤。為了解決這一問(wèn)題,有學(xué)者試圖在上、中胸段利用“椎弓根-肋骨復(fù)合體”進(jìn)行置入,但其支持該術(shù)式的基礎(chǔ)研究較少,手術(shù)操作過(guò)程中有許多困難。 為了“椎弓根-肋骨復(fù)合體”螺釘?shù)呐R床應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù),本文做了以下研究: 第一部分 胸椎椎弓根-肋骨復(fù)合體的臨床解剖及數(shù)字化測(cè)量 目的:觀察胸椎椎弓根-肋骨復(fù)合體的三維立體形態(tài)并對(duì)其臨床解剖學(xué)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。方法:選取內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)解剖教研室新鮮成人尸體標(biāo)本6具,其中使胸椎、椎間盤(pán)、肋骨及周?chē)浗M織保留完整。對(duì)以下數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量,,椎弓根及椎弓根-肋骨復(fù)合體橫徑,椎弓根及椎弓根-肋骨復(fù)合體縱徑,椎弓根螺釘固定及復(fù)合體固定螺釘走行最長(zhǎng)距離及椎弓根及椎弓根-肋骨復(fù)合體外偏角等。測(cè)量中將尸體標(biāo)本測(cè)量數(shù)據(jù)、CT影像(二維測(cè)量)與脊柱三維數(shù)字化立體重建后測(cè)量相對(duì)照比較。結(jié)果:椎弓根與肋骨的位置在胸椎的不同節(jié)段變化有一定的規(guī)律。橫徑為12.13-20.13mm,縱徑為6.18-11.83mm,椎弓根-肋骨復(fù)合體軸線螺釘釘?shù)雷畲笾?7.81-66.84mm,椎弓根-肋骨復(fù)合體軸線螺釘橫斷面外偏角為12.47-41.33°,椎弓根-肋骨復(fù)合體軸線螺釘與椎弓板的夾角為72.67-86.28°。結(jié)論:1.胸椎椎弓根-肋骨復(fù)合體的釘?shù)篱L(zhǎng)度、橫徑均較同節(jié)段的經(jīng)椎弓根固定參數(shù)大,因此,胸椎椎弓根-肋骨復(fù)合體置釘可以使用直徑更大、長(zhǎng)度更長(zhǎng)的螺釘,以此可以增大螺釘?shù)陌殉至Α?.胸椎椎弓根-肋骨復(fù)合體置釘較椎弓根螺釘要求有更大的內(nèi)傾角,但其安全置釘角度范圍也增大,減少手術(shù)置釘導(dǎo)致的螺釘穿破椎管等風(fēng)險(xiǎn)。3.經(jīng)胸椎椎弓根-肋骨復(fù)合體固定螺釘直徑、長(zhǎng)度及置釘角度的選擇在脊柱不同節(jié)段和個(gè)體之間差異較大,在行胸椎椎弓根-肋骨復(fù)合體置釘時(shí)要根據(jù)個(gè)體脊柱及椎骨解剖學(xué)特點(diǎn)制定個(gè)性化的手術(shù)方案。 第二部分 個(gè)性化三維數(shù)字化手術(shù)設(shè)計(jì)及臨床驗(yàn)證 目的:探討青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸數(shù)字化虛擬手術(shù)設(shè)計(jì)系統(tǒng)建立的方法及其在臨床應(yīng)用中的價(jià)值。方法:選取1例青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸患者,行青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸經(jīng)16排螺旋CT掃描,采用Mimics10.01軟件對(duì)脊柱側(cè)凸模型進(jìn)行三維重建,對(duì)三維重建模型進(jìn)行數(shù)字化三維測(cè)量及置釘手術(shù)模擬,并測(cè)量固定內(nèi)置物的方向、長(zhǎng)度、直徑的選擇、模擬手術(shù)經(jīng)過(guò)并在臨床應(yīng)用中使用術(shù)前模擬數(shù)據(jù)。結(jié)果:重建出青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸的三維數(shù)字化虛擬可視模型,配準(zhǔn)虛擬螺釘和椎弓根-肋骨復(fù)合體的位置,使虛擬螺釘不穿透椎弓根內(nèi)側(cè)皮質(zhì)及椎體前緣,置定完整的手術(shù)方案。利用術(shù)前規(guī)劃方案進(jìn)行手術(shù),手術(shù)置釘效果滿意,無(wú)一例螺釘穿透椎體前緣皮質(zhì)和椎管皮質(zhì)。結(jié)論:驗(yàn)證了特發(fā)性脊柱側(cè)凸手術(shù)術(shù)前三維數(shù)字化手術(shù)設(shè)計(jì)并制定手術(shù)方案,可以顯著提高置釘手術(shù)成功率。 第三部分 脊柱側(cè)凸三維有限元分析 目的:建立青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸的三維有限元模型,與其他模型進(jìn)行驗(yàn)證和比較,為今后青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸生物力學(xué)研究提供基礎(chǔ)模型。方法:標(biāo)本選自內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院脊柱外科就診的青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸患者一名,利用GE16排螺旋CT進(jìn)行掃描,掃描層厚為1mm,利用Mimics10.01軟件進(jìn)行三維建模。將模型在Hypermesh進(jìn)行網(wǎng)格劃分和材料賦值。結(jié)果:1.本文建立的青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸三維有限元模型共包括胸腰椎17個(gè)節(jié)段,16個(gè)椎間盤(pán)及其椎體間連接、椎弓間連接的韌帶(前縱韌帶、后縱韌帶、黃韌帶、棘間韌帶及棘上韌帶)。該模型采用4種單位類(lèi)型,13種材料的性質(zhì),節(jié)點(diǎn)數(shù)為1351327,四面體單元數(shù)為1511549,殼單元數(shù)為1631320,線纜單元數(shù)為56個(gè)和42個(gè)桿單元。我們本次建立的模型外觀光滑,網(wǎng)格劃分精細(xì),更接近真實(shí)結(jié)構(gòu)。結(jié)論:1.我們研究所建模型精度較高,幾何相似性好,可以在模型上進(jìn)行相關(guān)生物力學(xué)研究。2.脊柱側(cè)凸三維有限元模型可以方便地進(jìn)行脊柱側(cè)凸各種條件下的應(yīng)力變化分析,為脊柱側(cè)凸的相關(guān)生物力學(xué)理論和臨床研究提供了可能。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】:重慶醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2013
【分類(lèi)號(hào)】:R687.3
本文編號(hào):2392520
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】:重慶醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2013
【分類(lèi)號(hào)】:R687.3
【參考文獻(xiàn)】
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本文編號(hào):2392520
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