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相似文献
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1.
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PUMCⅡd2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:PUMCⅡd2脊柱侧凸女性患者1例,为双弯畸形。方法:利用PUMCⅡd2型特发性脊柱侧凸有限元模型(T5-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50,100,150N载荷,比较上弯端椎T5和下弯端椎T11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T11位移代表下腰弯矫形效果,二者差值(T5-T11)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T5和T11位移。结果:对于PUMCⅡd2型侧弯,T5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)。T5~T11位移差:双弯矫形﹥单纯上胸弯矫形﹥单纯下腰弯矫形(P〈0.01)。T11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PUMCⅡd2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。  相似文献   

2.
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.  相似文献   

3.
获得1例PUMCⅡD2脊柱侧凸女性患者的CT资料,导入医学建模软件mimics11.11,得到医学仿真模型.仿真模型导入有限元分析软件abaqus 6.7,建立特发性脊柱侧凸患者有限元分析模型(T1~S).取短节段胸弯(T)有限元模型,分别以单纯凹侧撑开、单纯凸侧加压、同时凹侧撑开凸侧加压、先凹侧撑开后凸侧加压、先凸侧加压后凹侧撑开5种矫形方法,利用计算机软件abaqus模拟椎弓根螺钉矫形,于端椎椎弓根内分别赋予50,100,200N载荷,比较T6椎体的Y轴(矢状面)、Z轴(冠状面)位移变化,分别代表后凸和侧凸的矫正效果.T6在Z轴位移:单纯凹侧撑开优于单纯凸侧加压、同时凹侧撑开凸侧加压、先凹侧撑开后凸侧加压及先凸侧加压后凹侧撑开(P<0.01);同时凹侧撑开凸侧加压、先凹侧撑开后凸侧加压及先凸侧加压后凹侧撑开三者T6在Z轴位移相同,且都优于单纯凸侧加压(P<0.01).T6在Y轴位移:单纯凸侧加压优于单纯凹侧撑开、同时凹侧撑开凸侧加压、先凹侧撑开后凸侧加压和先凸侧加压后凹侧撑开(P<0.01);同时凹侧撑开凸侧加压、先凹侧撑开后凸侧加压和先凸侧加压后[LI]侧撑开三者T6在Y轴位移相同,且都优于单纯凹侧撑开(P<0.01).结果提示,对侧弯冠状面的矫正,单纯凹侧撑开>同时凹侧撑开凸侧加压=先凹侧撑开后凸侧加压=先凸侧加压后凹侧撑开>单纯凸侧加压.对矢状面后凸的矫正,单纯凸侧加压>同时凹侧撑开凸侧加压=先凹侧撑开后凸侧加压=先凸侧加压后凹侧撑开>单纯凹侧撑开.单纯凹侧撑开无明显的后凸矫正作用,相反一定程度上可以导致后凸增大.单纯凸侧加压无明显的前凸矫正作用,相反一定程度上可以导致前凸增大.  相似文献   

4.
目的:探索三维超声成像技术在临床上评估和测量青少年特发性脊柱侧凸(AIS)患者椎体侧凸角度的可行性;通过与磁共振成像(MRI)的测量方法比较,评价三维超声测量结果的信度与效度。方法:16例AIS女性患者在同一上午进行三维超声和MRI的全脊柱扫描。将三维超声和MRI的图像进行随机分配,两位评测者随机抽取图像进行测量;所有图像均需进行3次测量,每次测量间隔1周,且测量过程中对两位评测者采取盲法。在冠状面上,三维超声成像采用椎板中心法(COL)测量AIS的椎体侧凸角度;而MRI成像采用Cobb方法。通过计算组内相关系数(ICC[2,k])评价三维超声测量方法的信度;通过与MRI测量结果比较,采用配对t检验及Pearson相关系数,评价三维超声测量方法的效度。结果:在冠状面上,三维超声成像COL测量方法评估AIS患者椎体侧凸角度具有较高的评测者内和评测者间信度(ICC[2,K]0.9,P0.05)。三维超声成像COL测量方法和MRI成像Cobb测量方法评估AIS椎体侧凸角度的结果之间没有显著性差异(P0.05);两种测量方法具有较高的相关性(r0.9)。结论:三维超声成像技术可用于评估AIS患者椎体在冠状面上的侧凸角度,具有较高的信度和效度。  相似文献   

5.
目的 分析青少年特发性脊柱侧凸症(AIS)患者的下肢生物力学指标,探讨下肢生物力学异常与AIS之间的联系。 方法 选取AIS患者116例(侧凸组)和健康青少年受试者116例(正常组),对2组受试者的胫骨扭转角、前后足平面夹角、髋关节旋转范围、双下肢长度差、踝关节旋转范围等下肢生物力学指标进行检测和比较,并采用多因素回归分析分析AIS患者脊柱侧凸的危险因素。 结果 侧凸组双下肢长度差和前后足平面的夹角分别为(5.94±6.07)mm和(0.17±4.72)°,分别与正常组的对(0.74±2.20)mm和(-0.46±3.60)°比较,差异均有统计学意义(P<0.01)。侧凸组左、右踝关节旋转范围差值为-1.27°,差值标准差为3.28,经过符号秩和检验,Z值为-4.83,差异有统计学意义(P<0.01)。多因素回归分析,发现双下肢长度差和双前、后足平面夹角差是患脊柱侧凸的风险因素。双下肢长度差值优势比为1.45,差异有统计学意义(P<0.01),双下肢长度差增加一个单位(1cm)的患脊柱侧凸的风险较低一个单位的脊柱侧凸高1.45倍,而双前、后足平面夹角差值优势比为0.97,差异有统计学意义(P<0.01),即前、后足平面夹角差值减少一个单位,患脊柱侧凸的风险是高一个单位的0.97倍。 结论 双下肢的长度差与双前后足平面的夹角差值是AIS的危险因素。  相似文献   

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7.
青少年特发性脊柱侧凸(adolescentidiopathicscoliosis,AIS)是在青春前期或骨骼成熟前发生的一种脊柱畸形,影响青少年健康发育,发病率约为1%-1.17%,其中女性多于男性,比例约为9:1。有的脊柱侧凸有明确致病原因,如先天性脊柱侧凸,继发于骨骼、肌肉、神经系统疾患的侧凸;但更多的是原因不明的脊柱侧凸,即特发性(原发性)脊柱侧凸。脊柱侧凸如得不到及时发现与处理,其中部分患者侧凸情况会逐渐加重,形成严重的畸形。严重的脊柱侧凸不仅会造成身体外观异常、脊柱运动功能障碍或因骨盆倾斜而跛行,而且还可因胸廓畸形造成心、肺功能障碍。少数严重的脊柱侧凸可造成脊髓受压而致下肢瘫痪及排便功能障碍。因此,AIS的早期诊断、早期治疗与康复极为重要。  相似文献   

8.
目的 将青少年特发性脊柱侧凸(AIS)患者与健康人进行比较,明确AIS患者在静态站立及步行时存在的生物力学特征的偏差。方法 检索PubMed、Web of Science、EMBASE、Cochrane Library、中国知网、中国生物医学文献数据库、万方、维普数据库,检索时间均为自建库至2021年8月,纳入文献为AIS生物力学特征相关横断面研究,2名研究员独立提取数据并进行文献质量评价,采用RevMan 5.4软件进行分析。结果 共纳入23项研究,1 092例研究对象。所纳入文献具有中等到高等的方法学质量。静态站立时,AIS患者足底压力中心的椭圆面积(ES=0.69, 95%CI 0.35~1.02, P <0.001)、前后向转移速度(ES=0.59, 95%CI0.29~0.89, P <0.001)、内外向转移速度(ES=0.47, 95%CI 0.12~0.83, P <0.05)均大于正常对照组,而骨盆冠状面倾斜情况(ES=0.10, 95%CI-0.16~0.36, P> 0.05)与正常对照组相比无显著性差异。步行中,AIS患者膝关节矢状面活动...  相似文献   

9.
背景:站立侧屈、仰卧侧屈、侧方按压、俯卧推压和牵引下摄X射线片对预测哈氏法和卢氏法手术的矫正效果确实有效,但均不能更好地预测目前应用的三维椎弓根钉棒矫形系统的矫正效果。目的:评估术前支点弯曲位、重力悬吊牵引位和仰卧侧屈位X射线平片在预测青少年特发性脊柱侧凸三维矫形融合术效果的价值。设计:对比观察。单位:解放军第二一一医院骨科(全军骨科中心)。对象:选择2003-01/2005-12解放军第二一一医院骨科就诊的63例青少年特发性脊柱侧凸患者,男18例,女45例,年龄10 ̄21岁。均经临床检查及X射线平片诊断为青少年特发性脊柱侧凸;Cobb角≥40°;患者均对检测项目知情同意。方法:术前对63例青少年特发性脊柱侧凸患者的79个结构性侧凸摄站立位全脊柱正侧位片、支点弯曲位片、重力悬吊牵引位片和仰卧侧屈位片,术后1周时摄站立位全脊柱正侧位片。主要观察指标:青少年特发性脊柱侧凸术前支点弯曲位Cobb角与术后实际Cobb角。结果:患者63例均进入结果分析。术前支点弯曲位Cobb角与术后站立位比较,差异无显著性意义(P>0.05);而术前重力悬吊牵引位和仰卧侧屈位Cobb角与术后站立位比较,差异有显著性意义(P<0.05)。结论:支点弯曲位X射线平片比重力悬吊牵引位和仰卧侧屈位X射线平片能更准确地预测术后矫正效果,而重力悬吊牵引位与仰卧侧屈位摄片的预测结果相似。  相似文献   

10.
目的:研究轻中度青少年特发性脊柱侧凸(adolescent idiopathic scoliosis,AIS)患者肺功能特征。方法:选取68例AIS患者作为AIS组,20例健康青少年作为正常对照组,采用肺功能仪测定研究对象用力肺活量(FVC)、FVC预计值(FVC pred)、FVC占预计值百分数(FVC pred%)、第1秒用力呼气量(FEV1)、FEV1预计值(FEV1 pred)、FEV1占预计值百分数(FEV1 pred%)、FEV1占FVC百分数(FEV1/FVC%)。结果:AIS组FEV1 pred%、FEV1/FVC%分别为(85.60±11.60)、(88.40±6.84),对照组分别为(93.20±9.39)、(91.00±3.13),AIS组FEV1 pred%、FEV1/FVC%均低于正常对照组,差异有显著性意义。不同侧凸类型、不同性别AIS患者FVC pred%、FEV1 pred%、FEV1/FVC%差异无显著性意义。患者年龄与FVC、FVC pred、FEV1、FEV1 pred正相关,患者Cobb角与肺功能指标无关。结论:轻、中度AIS患者存在肺功能障碍,患者肺功能与年龄正相关,与侧凸类型、性别、Cobb角没有相关性。  相似文献   

11.
背景:磨牙残冠修复时通常情况下残留的牙体较少,且修复后在各种受力情况下牙齿的应力分布能够直接影响修修复后效果,有限元法逐渐被应用到义齿的应力分析中.目的:建立带桩嵌体修复下颌第一磨牙残冠的三维有限元模型,为提高复杂牙齿的建模水平及分析修复方式的应力分布特点提供实验数据.设计:重复观察测量.单位:中山大学附属第一医院口腔科与放射科,华南理工大学交通学院固体力学系,光华口腔医学院修复科.材料:实验于2003-11/2004-12在华南理工大学交通学院应用力学系完成.选取离体的形态正常的人右下颌第一磨牙6颗,东芝Xpress/SX螺旋CT机,图像合成软件和有限元分析软件ANSYS.方法:从6颗离体的形态正常的人右下颌第一磨牙中,选取密合度最好且形态接近临床要求的1颗进行根管治疗,制作制锁式的带桩嵌体修复体.利用螺旋CT分别对修复前牙体、修复后戴入主根管的带桩嵌体的残冠、戴入二带桩制锁式嵌体的残冠进行断层扫描.通过图像合成软件建立残缺牙体、金属部分的三维数字模型,二者黏结形成修复后的整个牙体模型.为了更好的模拟天然牙在实际中的边界条件,将牙槽骨考虑在内.利用ANSYS软件中的Mesh命令,直接对模型进行智能网格划分.主要观察指标:修复前剩余牙体、修复后带桩嵌体、修复后的牙槽骨和牙体的三维有限元模型的建立与网格划分结果.结果:通过计算机建立了修复前剩余牙体、修复后带桩嵌体、牙槽骨和牙体的三维有限元模型,并进行网格自动划分,共有117 720个单元,20 988个节点,建成后的三维有限元模型与实体组织具有良好的几何相似性.结论:螺旋CT断层扫描技术与三维有限元法相结合,可以建立复杂的牙模型,且能真实地模拟实际情况,使用性好.  相似文献   

12.
背景磨牙残冠修复时通常情况下残留的牙体较少,且修复后在各种受力情况下牙齿的应力分布能够直接影响修修复后效果,有限元法逐渐被应用到义齿的应力分析中.目的建立带桩嵌体修复下颌第一磨牙残冠的三维有限元模型,为提高复杂牙齿的建模水平及分析修复方式的应力分布特点提供实验数据.设计重复观察测量.单位中山大学附属第一医院口腔科与放射科,华南理工大学交通学院固体力学系,光华口腔医学院修复科.材料实验于2003-11/2004-12在华南理工大学交通学院应用力学系完成.选取离体的形态正常的人右下颌第一磨牙6颗,东芝Xpress/SX螺旋CT机,图像合成软件和有限元分析软件ANSYS.方法从6颗离体的形态正常的人右下颌第一磨牙中,选取密合度最好且形态接近临床要求的1颗进行根管治疗,制作制锁式的带桩嵌体修复体.利用螺旋CT分别对修复前牙体、修复后戴入主根管的带桩嵌体的残冠、戴入二带桩制锁式嵌体的残冠进行断层扫描.通过图像合成软件建立残缺牙体、金属部分的三维数字模型,二者黏结形成修复后的整个牙体模型.为了更好的模拟天然牙在实际中的边界条件,将牙槽骨考虑在内.利用ANSYS软件中的Mesh命令,直接对模型进行智能网格划分.主要观察指标修复前剩余牙体、修复后带桩嵌体、修复后的牙槽骨和牙体的三维有限元模型的建立与网格划分结果.结果通过计算机建立了修复前剩余牙体、修复后带桩嵌体、牙槽骨和牙体的三维有限元模型,并进行网格自动划分,共有117 720个单元,20 988个节点,建成后的三维有限元模型与实体组织具有良好的几何相似性.结论螺旋CT断层扫描技术与三维有限元法相结合,可以建立复杂的牙模型,且能真实地模拟实际情况,使用性好.  相似文献   

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Purpose. The purpose of this report is to give an overview of the existing literature on bracing for scoliosis, and to introduce a special issue of the journal on this topic. We look critically at this treatment, considering not only the possible efficacy but also other key points such as compliance, acceptability and the patient's quality of life, as well as the variability of existing braces.

Method. Review of the literature.

Results. Bracing is questioned in terms of efficacy, but in most cases no alternative exists other than to wait for eventual surgery, or perhaps to do nothing and facing the likelihood of problems with increasing age. Compliance is a critical point, but it isn't a reason to quit. On the contrary, it should be a stimulus for professionals to find the better ways to help their patients in this respect. When faced with the possible alternatives, patients do prefer bracing to the so-called ‘wait and see’ strategy, but we must continue to work to reduce the impairment to quality of life due to the orthosis. The actual variability of braces should be faced, and the BRACE MAP classification is proposed as a unifying tool for the future.

Conclusions. Bracing is not the best possible treatment, but in the case of scoliosis the alternatives are even more challenging. Thanks to the International Society on Scoliosis Orthopaedic and Rehabilitation Treatment (SOSORT) serious research is ongoing, and in the next few years we will have more data, not only on efficacy but also on compliance, acceptability and quality of life, biomechanics, evaluation tools, informatics in bracing, etc. Hopefully this will lead to better results and choices for our patients.  相似文献   

16.
BackgroundOrthopedic braces made by Computer-Aided Design and Manufacturing and numerical simulation were shown to improve spinal deformities correction in adolescent idiopathic scoliosis while using less material. Simulations with BraceSim (Rodin4D, Groupe Lagarrigue, Bordeaux, France) require a sagittal radiograph, not always available. The objective was to develop an innovative modeling method based on a single coronal radiograph and surface topography, and assess the effectiveness of braces designed with this approach.MethodsWith a patient coronal radiograph and a surface topography, the developed method allowed the 3D reconstruction of the spine, rib cage and pelvis using geometric models from a database and a free form deformation technique. The resulting 3D reconstruction converted into a finite element model was used to design and simulate the correction of a brace. The developed method was tested with data from ten scoliosis cases. The simulated correction was compared to analogous simulations performed with a 3D reconstruction built using two radiographs and surface topography (validated gold standard reference).FindingsThere was an average difference of 1.4°/1.7° for the thoracic/lumbar Cobb angle, and 2.6°/5.5° for the kyphosis/lordosis between the developed reconstruction method and the reference. The average difference of the simulated correction was 2.8°/2.4° for the thoracic/lumbar Cobb angles and 3.5°/5.4° the kyphosis/lordosis.InterpretationThis study showed the feasibility to design and simulate brace corrections based on a new modeling method with a single coronal radiograph and surface topography. This innovative method could be used to improve brace designs, at a lesser radiation dose for the patient.  相似文献   

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背景:青少年特发性脊柱侧凸是目前临床上影响青少年身体外观的常见病,但通过Logistic回归方程来分析固定后冠状面失平衡目前尚缺乏报道。目的:探讨Lenke Ⅱ型青少年特发性脊柱侧凸患者固定后冠状面失平衡的原因。方法:对新疆医科大学第一附属医院脊柱外科2001年1月至2012年11月收治的141例Lenke Ⅱ型青少年特发性脊柱侧凸患者进行多个变量的单因素比较和多因素Logistic回归分析,筛选导致青少年特发性脊柱侧凸患者固定后发生冠状面失平衡的危险因素,并构建预测模型。结果与结论:141例患者中有30例出现固定后冠状面失平衡,占全部受试患者的21.28%。对于LenkeII型特发性脊柱侧弯畸形患者,固定前顶椎3—4级Nash-More椎体旋转、4—5级Risser征、主弯矫正率,柔韧性〉1、下胸弯Cobb角〉70。等易引起固定后冠状面失平衡。多因素Logistic回归分析提示椎体旋转、Risser征、主弯矫正率,柔韧性、下胸弯Cobb角等是LenkeII型青少年特发性脊柱侧凸患者固定后发生冠状面失平衡的独立危险因素。预测模型为Y=1/[1+exp(-1.182X1+1.228X2+1.671X3-0.71X4+0.407)]。  相似文献   

19.

Background

Adolescent idiopathic scoliosis is the most common type of spinal deformity whose aetiology remains unclear. Studies suggest that gravitational forces in the standing position play an important role in scoliosis progression, therefore anthropometric data is required to develop biomechanical models of the deformity. Few studies have analysed the trunk by vertebral level and none have performed investigations of the scoliotic trunk. The aim of this study was to determine the centroid, thickness, volume and estimated mass, for sections of the scoliotic trunk.

Methods

Existing low-dose CT scans were used to estimate vertebral level-by-level torso masses for 20 female adolescent idiopathic scoliosis patients. ImageJ processing software was used to analyse the CT images and enable estimation of the segmental torso mass corresponding to each vertebral level.

Findings

The patients' mean age was 15.0 (SD 2.7) years with mean major Cobb angle of 52 (SD 5.9)° and mean patient weight of 58.2 (SD 11.6) kg. The magnitude of torso segment mass corresponding to each vertebral level increased by 150% from 0.6 kg at T1 to 1.5 kg at L5. Similarly, segmental thickness from T1–L5 increased inferiorly from a mean 18.5 (SD 2.2) mm at T1 to 32.8 (SD 3.4) mm at L5. The mean total trunk mass, as a percentage of total body mass, was 27.8 (SD 0.5) % which was close to values reported in previous literature.

Interpretation

This study provides new anthropometric reference data on segmental (vertebral level-by-level) torso mass in adolescent idiopathic scoliosis patients, useful for biomechanical models of scoliosis progression and treatment.  相似文献   

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