【摘要】：Nuss手術(shù)目前已被廣泛用于漏斗胸合并脊柱側(cè)彎的治療中,其創(chuàng)傷較小有利于患者康復(fù),然而對(duì)術(shù)后產(chǎn)生大變形的前胸廓力學(xué)環(huán)境的變化很少有生物力學(xué)方面的研究。目前大多采用數(shù)值模擬的方法預(yù)測(cè)漏斗胸矯形手術(shù)結(jié)果。數(shù)值模擬的優(yōu)點(diǎn)是能較快得到結(jié)果且便于進(jìn)行參數(shù)研究,但是其計(jì)算模型和計(jì)算方法還需要實(shí)驗(yàn)與臨床的檢驗(yàn)。已有的研究漏斗胸合并脊柱側(cè)彎矯形的數(shù)值模擬計(jì)算模型包括基于三維重建的實(shí)體模型和基于梁?jiǎn)卧挠?jì)算模型。兩種模型得到胸骨的抬高位移與臨床結(jié)果一致,但是脊柱側(cè)彎結(jié)果存在較大差異。已有的實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬研究工作均沒(méi)有考慮肋間肌對(duì)胸廓變形的影響,研究和探索肋間肌對(duì)胸廓變形的影響機(jī)理對(duì)于采用合理的數(shù)值計(jì)算模型準(zhǔn)確預(yù)測(cè)漏斗胸合并脊柱側(cè)彎微創(chuàng)矯形效果和制定微創(chuàng)矯形手術(shù)方案具有重要的臨床意義。目前對(duì)漏斗胸矯形過(guò)程的研究還缺少實(shí)驗(yàn)研究方面的工作,雖然可以通過(guò)漏斗胸矯形病例的術(shù)前和術(shù)后影像資料獲得矯形后胸廓位的位移場(chǎng),但是檢驗(yàn)數(shù)值模擬所用計(jì)算模型和計(jì)算方法的正確性只能通過(guò)比較位移場(chǎng)的結(jié)果,還缺少肋骨和肋軟骨應(yīng)變方面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。目前在胸廓變形的實(shí)驗(yàn)研究中存在的主要問(wèn)題是,受到倫理的限制,還不能采用電測(cè)實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行人的在體模型和離體模型應(yīng)變測(cè)量。雖然可以制備與人體胸廓構(gòu)造相同的人工胸廓實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?但是人工模型沒(méi)有肋間肌,無(wú)法研究肋間肌對(duì)胸廓變形的影響,同時(shí),采用人工模型在模型材料的篩選,模型的制備和裝配方面也面臨許多困難。作者在實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷奶暨x中發(fā)現(xiàn),動(dòng)物模型中的豬胸廓和羊胸廓可以作為研究肋間肌對(duì)胸廓變形影響的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?但是受屠宰方式和加工方式的影響,目前較難獲得完整的豬胸廓模型,考慮到容易獲得完整的羊胸廓模型,本文采用羊胸廓模型作為實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀Ｎ闹型ㄟ^(guò)電測(cè)試驗(yàn)獲得了動(dòng)物胸廓在矢狀面位移載荷作用下的載荷位移曲線,以及胸廓肋骨,肋軟骨的應(yīng)變分布規(guī)律,設(shè)計(jì)了肋間肌的切除方案,對(duì)部分和全部切除肋間肌的動(dòng)物胸廓模型進(jìn)行了電測(cè)實(shí)驗(yàn),通過(guò)多次重復(fù)試驗(yàn),得到了肋間肌對(duì)胸廓變形影響的規(guī)律。本文根據(jù)漏斗胸微創(chuàng)矯形病例的術(shù)后胸廓CT圖像,運(yùn)用Mimics和NX軟件,創(chuàng)建了包括胸骨、椎體、肋骨和椎間盤(pán)和肋間肌的胸廓三維簡(jiǎn)化計(jì)算模型。參考羊胸廓電測(cè)實(shí)驗(yàn)的方法與結(jié)果,在三維簡(jiǎn)化的胸廓計(jì)算模型上施加矢狀面的位移,通過(guò)數(shù)值模擬獲得了人體胸廓模型的位移場(chǎng)和應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng),參數(shù)研究考慮了肋間肌對(duì)胸廓變形的影響。研究結(jié)果顯示肋間肌會(huì)影響胸廓變形,不同位置的肋間肌對(duì)胸廓變形影響的程度不同,其中第5到第9根肋骨之間的肋間肌對(duì)胸廓變形的影響較為明顯。本文首次對(duì)不同位置肋間肌對(duì)胸廓變形的影響展開(kāi)研究,同時(shí)提出了方便建立肋間肌的胸廓模型建模方法。文中結(jié)果于胸廓在生理載荷作用下的生物力學(xué)特性提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù),對(duì)于采用包括肋間肌的三維實(shí)體模型預(yù)測(cè)漏斗胸合并脊柱側(cè)彎微創(chuàng)矯形效果和確定影響微創(chuàng)矯形效果的因素具有參考價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：天津理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：R687

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3 吳，

本文編號(hào)：2537293