数字化技术应用于脊柱结核后凸畸形截骨矫形术前规划实验研究

摘要

第一部分治愈型脊柱结核伴后凸畸形截骨矫形治疗的数字化、个体化术前规划　　目的:　　探讨数字化三维重建技术在治疗治愈型脊柱结核伴后凸畸形截骨矫形治疗的个体化、精准化术前规划中的意义。　　方法:　　选择住院手术治疗的治愈型脊柱结核伴后凸畸形患者1例（病例来源内蒙古医科大学第二附属医院胸腰椎脊柱外科）作为志愿者。基于志愿者CT资料，应用数字化技术重建治愈型脊柱结核伴后凸畸形的三维立体模型，在模型上模拟置钉及截骨，进行个体化、精准化术前规划。通过模拟置钉获得的数据术前规划椎弓根钉规格、进钉点、进钉角度。根据模拟不同截骨矫形术手术前后后凸角度（CobbˊS角）变化及矢状面平衡相关参数（TK、LL、SVA、PI、 SS、PT）变化，评价不同截骨方案的矫形效果及矢状面失衡改善情况，从而制定个体化的、最优的手术方案。　　结果:　　1、模型顺利完成椎弓根参数测量，获得椎弓根置钉参数。　　2、不同截骨方案的CobbˊS角矫正率：方案1：32.93％，方案2：56.61%。SVA矫正率：方案1：32.11%，方案2：56.84%。　　结论:　　数字化三维重建技术应用于治愈型脊柱结核伴后凸畸形截骨矫形治疗的个体化术前规划，是一种新颖的、有效的、可行的方法，可指导手术设计，制定个体化手术方案。　　第二部分治愈型脊柱结核伴后凸畸形有限元模型的建立　　目的:　　应用CAE软件((Mimics和Ansys)，建立基于志愿者CT图像的治愈型脊柱结核伴后凸畸形三维非线性有限元模型。　　方法:　　选择1例58岁男性治愈型脊柱结核伴后凸畸形志愿者作为研究对象。仰卧位64排螺旋CT扫描，从C1上缘至尾骨，以5.0mm层距连续扫描，获得分割后层厚为0.625mm的Dicom格式CT图像1174张。导入Mimics软件，建立包括颈-胸一腰椎的脊柱角状后凸三维几何模型。对三维模型进行几何清理后导入Ansys软件，进行有限元实体网格的划分，然后添加韧带和椎间盘等结构单元，定义接触和连接，生成治愈型脊柱结核伴后凸畸形的有限元模型。　　结果:　　成功建立了治愈型脊柱结核伴后凸畸形的三维有限元模型，包括7节颈椎、12节胸椎、5节腰椎共24个脊椎，22个椎间盘，以及脊柱所有韧带、关节突关节结构。采用3种单元类型，11种材料性质，共划分节点301308个，单元总数：715607个，四面体单元614298个，壳单元100649个，线缆单元660个。　　结论:　　成功构建了1例基于CT图像资料的治愈型脊柱结核伴后凸畸形的全脊柱三维有限元模型，模型基本完整、逼真地还原了患者的脊柱形态。

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前言

第一部分：治愈型脊柱结核伴后凸畸形截骨矫形治疗的数字化、个体化术前规划

1.1.引言

1.2. 材料：

1.3.结果

1.4.讨论：

1、5结论:

第二部分 治愈型脊柱结核伴后凸畸形有限元模型的建立

2.1引言

2.2 实验材料：

2.3 建模方法

2.4结果

2.5讨论

2.6 结论

参考文献

文献综述:数字化技术在脊柱后凸截骨矫形术中的应用

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