【摘要】：目的:系統(tǒng)收集13-17歲青少年胸椎CT影像掃描數(shù)據(jù),并進行胸椎三維重建,對胸椎各個關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)和肋椎關(guān)節(jié)的形態(tài)進行測量,進行統(tǒng)計學(xué)分析,從而探索出13-17歲青少年胸椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)形態(tài)學(xué)發(fā)育趨勢以及隨年齡增長出現(xiàn)的變化規(guī)律、特點,為青少年胸椎關(guān)節(jié)突相關(guān)疾病的診療提供發(fā)育形態(tài)學(xué)依據(jù)。將收集來的CT影像掃描數(shù)據(jù)選取一個研究對象,利用 Mimics16.0 軟件、Geomagic Studio 12、ANSYS 14.0逆向工程軟件,重建全胸椎的三維立體模型,在胸椎椎體表面上負(fù)載500 N壓力和10 N·m的力矩,用以模擬胸椎前屈、后伸、側(cè)屈3種生理狀態(tài),從而研究13～17歲青少年胸椎力學(xué)分布規(guī)律及內(nèi)固定器械力學(xué)變化規(guī)律。材料與方法:在2015年1月-2017年5月期間,于內(nèi)蒙古中西部地區(qū)多家三級醫(yī)院影像科,收集對青少年行胸椎CT檢查的影像學(xué)資料共55例,將所獲取的原始DICOM格式數(shù)據(jù)導(dǎo)入圖像三維重建Mimics 16.0軟件中,三維重建椎體模型并進行測量,測量的指標(biāo)包括以下結(jié)構(gòu):關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面高,關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面寬,關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面間距,關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面與矢狀面夾角,關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面與冠狀面夾角,肋椎關(guān)節(jié)、椎弓根的最小橫徑A(與B),釘?shù)篱L度即肋椎關(guān)節(jié)、椎弓根后緣骨皮質(zhì)到椎體前緣骨皮質(zhì)的距離C(與D),肋椎關(guān)節(jié)、椎弓根與棘突間的夾角(e角);按年齡和胸椎節(jié)段分組后行統(tǒng)計學(xué)分析,找尋其形態(tài)學(xué)發(fā)育規(guī)律。結(jié)果:胸椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面高、關(guān)節(jié)面寬、關(guān)節(jié)面間距、關(guān)節(jié)面與矢狀面夾角、關(guān)節(jié)面與冠狀面夾角測量均隨年齡增大而顯著增長。關(guān)節(jié)面高隨著椎序增加總體呈上升趨勢,T12達最大值;關(guān)節(jié)面寬隨著椎序增加總體呈先下降后上升趨勢,T6達最小值;左右關(guān)節(jié)面間距隨著椎序增加總體呈先下降后上升趨勢,T5達最小值;關(guān)節(jié)面與矢狀面夾角隨著椎體序增加呈先上升后下降趨勢,在不同年齡組間無統(tǒng)計學(xué)差異,T3達最大值;關(guān)節(jié)面與冠狀面夾角隨著椎體序增加呈先上升后下降趨勢,T7、T8達最大值,近呈“尖峰狀”分布,符合胸椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面“近冠狀位”。由此變化趨勢可見:關(guān)節(jié)面方向不斷接近椎體冠狀面方向,逐漸與腰椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)角“近矢狀位”相適應(yīng),其中T7為其過度的中間節(jié)段。胸椎肋椎關(guān)節(jié)、椎弓根的最小橫徑A(與B),釘?shù)篱L度即肋椎關(guān)節(jié)、椎弓根后緣骨皮質(zhì)到椎體前緣骨皮質(zhì)的距離的C(與D),肋椎關(guān)節(jié)、椎弓根與棘突間的夾角(e角)的測量數(shù)據(jù)均隨年齡增大而顯著增長。肋椎關(guān)節(jié)的最小橫徑A隨著椎序增加總體呈先下降后上升趨勢,近呈“V”型,T4達最小值;椎弓根的最小橫徑B隨著椎序增加總體呈先下降后上升趨勢,近呈“√”型,T4達最小值;肋椎關(guān)節(jié)骨皮質(zhì)到椎體前緣骨皮質(zhì)的距離的C隨著椎序增加總體呈上升趨勢;椎弓根后緣骨皮質(zhì)到椎體前緣骨皮質(zhì)的距離D隨著椎體序增加呈上升趨勢;肋椎關(guān)節(jié)與棘突間的夾角(e角)隨著椎體序增加呈下降趨勢;椎弓根與棘突間的夾角(e角)隨著椎體序增加呈下降趨勢,T12達負(fù)值;肋椎關(guān)節(jié)f角總體呈平穩(wěn)趨勢,近似“波浪型”,最大值與最小值差值在0.01°-2°以內(nèi)。模擬胸椎經(jīng)肋椎關(guān)節(jié)單元矯形內(nèi)固定術(shù)后,處于前屈、后伸位狀態(tài)時,應(yīng)力最大的位置是螺釘尾部,且螺釘應(yīng)力大小為:上位大于中、下位;連接棒中部應(yīng)力為零,且連接棒下端應(yīng)力大于中部;處于側(cè)彎運動狀態(tài)時,上位螺釘尾部應(yīng)力與中位螺釘尾部應(yīng)力相仿,并且單側(cè)連接棒的上端、中部、下端應(yīng)力基本相同;在前屈、后伸、側(cè)彎運動狀態(tài)下,比較同一部位的應(yīng)力變化,則可發(fā)現(xiàn):側(cè)彎運動狀態(tài)下,連接棒中部應(yīng)力增大,但進行3種運動狀態(tài)時,下位螺釘尾部應(yīng)力基本相同。結(jié)論:1、利用圖像三維重建Mimics 16.0軟件創(chuàng)建胸椎模型,使胸椎結(jié)構(gòu)的三維空間測量直觀化、立體化、便捷化,相對于人工干骨測量、超聲測量以及X線測量等二維平面測量方法更準(zhǔn)確。2、關(guān)節(jié)面方向不斷接近椎體冠狀面方向,逐漸與腰椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)角“近矢狀位”相適應(yīng),其中T7為其過度的中間節(jié)段。本研究中胸椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)面高、關(guān)節(jié)面寬、關(guān)節(jié)面間距、關(guān)節(jié)面與矢狀面夾角、關(guān)節(jié)面與冠狀面夾角測量均隨年齡增大而顯著增長,均出現(xiàn)高齡組對低年齡組顯著差異。3、胸椎胸椎肋椎關(guān)節(jié)、椎弓根的最小橫徑A(與B),釘?shù)篱L度即肋椎關(guān)節(jié)、椎弓根后緣骨皮質(zhì)到椎體前緣骨皮質(zhì)的距離的C(與D),肋椎關(guān)節(jié)、椎弓根與棘突間的夾角(e角)的測量數(shù)據(jù)與成年人數(shù)據(jù)接近,均隨年齡增大而顯著增長,均出現(xiàn)高齡組對低年齡組顯著差異。4、將三維重建后的胸椎模型,通過Geomagic Studio 12、ANSYS 14.0逆向工程軟件進行有限元分析,可以更加直觀的分析矯形內(nèi)固定系統(tǒng)的應(yīng)力變化規(guī)律,并且通過已獲得有限元分析結(jié)果,可發(fā)現(xiàn)在行胸椎后入路椎間植骨、經(jīng)肋椎關(guān)節(jié)單元的矯形內(nèi)固定術(shù)后,進行3種運動(前屈、后伸、側(cè)彎運動)時,因上位螺釘尾部應(yīng)力大于中下部,故上位螺釘尾部更容易發(fā)生疲勞性斷裂;同理,連接棒下端在前屈、后伸運動中與連接棒中段在側(cè)彎運動中更易發(fā)生疲勞性斷裂。
【學(xué)位授予單位】：重慶醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：R726.8
【圖文】：

邐重慶醫(yī)科大學(xué)博士研究生學(xué)位論文邐逡逑臂自然置于身體兩側(cè)，頭部保持平視、靜止?fàn)顟B(tài)，且使胸椎盡量處于水平位。逡逑１．２．３掃描范圍及參數(shù)掃描范圍逡逑Ｔ１－Ｔ１２全胸椎，掃描線與身體中軸線垂直；掃描參數(shù)：層厚和間距均為０．６２５逡逑ｍｍ，掃描時間邋０．４ｓ，Ｆｏｖ３0ｘ３０邋ｃｍ，矩陣邋５１２ｘ５１２邋ｄＰｉ，像素大小邋０．６２５ｘ０，６２５，逡逑球管電壓１２０邋ｋＶ，電流６００邋ｍＡ，，將獲�。模椋悖铮韴D像經(jīng)ＡＤＷ－４．３工作站完成并儲逡逑存。逡逑１．２．４原始數(shù)據(jù)處理逡逑將所獲取的ＣＴ掃描數(shù)據(jù)的ＤＩＣＯＭ格式導(dǎo)入Ｍｉｍｉｃｓ邋１６．０軟件，進行測量逡逑以及三維重建。逡逑＾邋ＧＡＯ邋Ｂ１邋ＧＡＯ邋ＢＩ邋－邋ＧＡＯ邋ＢＩ邋ＧＡＯ邋Ｂｌ邋０１３，ｂｉｍ邋－邋（Ｌｏｓｓｌｅｓｓ邋Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ＾邋－邋Ｍｉｍｉｃｓ邋Ｉ６．ｔ）邋ｆｏｒ邋Ｉｎｔｅｌ邋Ｘ８６邋Ｐｌａｔｆｏｒｍ邋Ｖ邋１６．０，０；２３５邐晸邋Ｈｊｌ逡逑－：？邐？邐－ｋ－邋Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ邋Ｔｏｏｌｓ邋ｆｉｌｔｅｒ邋Ｓｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ邋＾ｎｅｕｍｏｎｃｉｏ－Ｓｉｍｕｆａｔｉｏｎ邋＇ＣＳＶ邋Ｂｉｏｍｅｔ邋ｆｖｉｊｄｃａｃ邐Ｒｅｑｉｒ．－ｊｔ＇ｏｒ邋３－ｍａｔｉｃ邋Ｅｘｏｒｔ邋Ｏｔｉｏｎｓ邋ＤＥＢＵＧ邋Ｈｅｌ

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【參考文獻】

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本文編號：2771797