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Lenke3型成人特发性脊柱侧凸三维矫形手术模拟

辛大奇  杨学军  王国强  肖宇龙  胡侦明  邢文华  赵岩  付裕  祝勇  白贤明  
【摘要】:背景:由于成人特发性脊柱侧凸的多样性及僵硬性,个别患者甚至需进行截骨术和个性化的手术设计才能使手术顺利完成,这些均影响患者的手术安全和预后。设计手术方案时要考虑到各个因素对胸腰侧凸畸形矫形的影响。目的:在修正好的Lenke3型成人特发性脊柱侧凸模型上分别模拟不同的手术方式,了解不同手术方式椎弓根螺钉的应力大小及其矫形效果。方法:在优化后的Lenke3型成人特发性脊柱侧凸有限元模型上,分别进行5种有限元手术模拟。Case1:上下端椎双侧置钉结合后路关节突关节松解;Case2:模拟后路关键椎置钉结合后路关节囊松解;Case3后路关键椎置钉结合后路关节囊松解及前路侧凸处胸椎松解;Case4:关键椎置钉结合后路关节囊松解结合前路腰椎侧凸处松解;Case5:关键椎置钉结合后路关节囊松解结合前路胸腰椎侧凸处松解。分析Lenke3型成人特发性脊柱侧凸不同手术方案的三维矫形效果及生物力学特征。结果与结论:①在优化后的模型上,顺利完成了设计的Case1-5共5种手术方案;②各种手术矫形后各椎弓根螺钉应力最大值均低于螺钉本身的折弯临界值。各组置钉的螺钉应力集中在L4下端椎位置,并且应力主要集中在钉尾与钉身交界处以及钉尾与矫形棒联接处的2个部位;③Case1-5手术方案脊柱胸椎侧凸的矫形率分别为63.9%,59.9%,67.6%,61.5%,66.4%;腰椎侧凸的矫形率分别为39.1%,32.2%,36.8%,42.9%,49.3%;④Case3,5两种胸椎松解术实验在胸椎矫形过程中其矫正效果未明显提高,但其相应结构的椎弓根螺钉应力却明显减低,Case5结果显示腰椎去旋转及降低胸腰椎螺钉的应力上明显优于其他组;⑤实验结果为成人特发性脊柱侧凸的有限元生物力学实验提供了量化指标,为Lenke3型成人特发性脊柱侧凸矫形手术效果的预测以及结合临床进行手术方案的制定提供了一定的理论基础。

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