【摘 要】
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脊柱侧凸不仅给患者带来生理上的危害,严重者甚至产生心理上的障碍,因此,更快更好地治疗脊柱畸形、为患者解除病痛显得极其重要。本课题是与昆明医科大学第二附属医院骨科谢
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脊柱侧凸不仅给患者带来生理上的危害,严重者甚至产生心理上的障碍,因此,更快更好地治疗脊柱畸形、为患者解除病痛显得极其重要。本课题是与昆明医科大学第二附属医院骨科谢京明主任合作的一个交叉项目,通过实地考察交流,脊柱侧凸畸形手术目前采用的是后路脊柱全椎体切除术(PVCR手术)。针对他们目前的手术操作,从力学的角度提出了外力对矫形过程的影响这一问题,手术过程实际上是满足医学条件下的力学矫直过程,是按照牛顿力学原理进行的。基于医院提供的患者CT数据,建立畸形的人体脊柱模型,并结合实际手术操作,建立了包含矫正棒、螺钉以及人体其它部分简化模型的计算模型。利用有限元法分析外力对PVCR术治疗人体脊柱冠状面和矢状面畸形的影响,并从假设的理想状况和实际手术情况分别讨论,总共24种加载方式,并最终得出以下结论：(1)外加矫形载荷越大,脊柱伸长量越大,椎弓根应力也越大。实际手术中,手术台与人体表皮之间存在摩擦力,脊柱骨骼随着矫形钉、棒系统发生位移,脊柱伸长量较光滑无摩擦时更小,胸骨和表皮之间的软组织发生倾斜；人体表皮没有发生位移；(2)从近端到远端,椎弓根螺钉应力依次减小,近端螺钉应力最大,远端螺钉应力最小,手术过程中,当外载荷过大时,近端更容易出现拔钉；实际手术中,表皮与手术台之间存在摩擦力,螺钉应力比光滑无摩擦时更大；(3)相同加载方式下,相同边界条件下,脊柱伸长量几乎完全相同,故不同坐标面矫形后产生的脊柱伸长量主要由外加载荷的大小决定。本文虽然忽略了肌肉等其它一些部分的影响,但是在结构和加载方式上与真实手术操作是非常接近的,并得出了一些比较有参考价值的结论,可以为脊柱矫形手术提供一定的力学指导。
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