PUMC Ⅱd_2型青少年特发性脊柱侧凸选择性融合治疗:以有限元法分析最佳融合节段

摘要

背景:目前国内外尚未成功建立双足直立的灵长类的特发性脊柱侧凸实验动物模型.随着计算机和影像学的飞速发展,现在可以做到通过计算机软件来虚拟人类特发性脊柱侧凸模型,并进行相关的生物力学分析,为临床手术操作提供指导.目的:利用有限元模型验证PUMC Ⅱd_2型特发性脊柱侧凸脊柱融合治疗的最佳融合节段.设计、时间及地点:对比观察,于2007-05/2008-05在北京协和医院骨科完成.对象:PUMCⅡd_2脊柱侧凸女性患者1例,为双弯畸形.方法:利用PUMC Ⅱd_2型特发性脊柱侧凸有限元模型(T_5-S),分别模拟上胸弯融合、下腰弯融合和双弯融合方式,在侧弯凹侧端椎椎弓根内分别赋予50,100,150 N载荷,比较上弯端椎T_5和下弯端椎T_(11)在矢状面向上的位移(Z轴正值为矢状面向上的位移,负值为矢状面向下的位移)以及二者之间的差值,以T5位移代表双弯矫形效果,以T_(11)位移代表下腰弯矫形效果,二者差值(T_5～T_(11))代表上胸弯矫形效果.主要观察指标:不同融合节段、不同矫形力下的T_5和T_(11)位移.结果:对于PUMCⅡd_2型侧弯,T_5在Z轴的位移:双弯矫型较单纯上弯或者下弯矫形融合位移大(P<0.01).T_5～T_(11)位移差:双弯矫形>单纯上胸弯矫形>单纯下腰弯矫形(P<0.01).T_(11)在Z轴的位移:双弯矫形>单纯下腰弯矫形>单纯上胸弯矫形(P<0.01).结论:对于PUMCⅡd_2型侧弯,双弯矫型内固定较单纯上弯或者下弯矫形融合内固定效果好;3种载荷对于上胸弯的矫正效果:双弯矫形>单纯上胸弯矫形>单纯下腰弯矫形;3种载荷对于下腰弯的矫正效果:双弯矫形>单纯下腰弯矫形>单纯上胸弯矫形.三维有限元分析法可以作为一种有效的方法应用于脊柱侧弯畸形矫正的生物力学分析,为临床开创了一种虚拟、无创的验证方式,可以优化手术方案.