黄盛佳　霍洪军　杨学军　肖宇龙　邢文华　赵岩　祝勇　辛大齐　黄世清

010030　呼和浩特，　　内蒙古医学院第二附属医院脊柱外科(黄盛佳、霍洪军、杨学军、肖宇龙、邢文华、赵岩、祝勇、辛大齐)；510632　广州，　　暨南大学理工学院应用力学研究所(黄世清)



·临床研究·

PUMCⅡd1型青少年特发性脊柱侧凸后路三维矫形手术有限元研究

黄盛佳霍洪军杨学军肖宇龙邢文华赵岩祝勇辛大齐黄世清

010030呼和浩特，内蒙古医学院第二附属医院脊柱外科(黄盛佳、霍洪军、杨学军、肖宇龙、邢文华、赵岩、祝勇、辛大齐)；510632广州，暨南大学理工学院应用力学研究所(黄世清)

【摘要】目的建立PUMCⅡd1型青少年特发性脊柱侧凸(AIS)的三维有限元模型，模拟后路三维矫形手术操作并分析其生物力学特征。方法采集1例14岁PUMCⅡd1型AIS女性志愿者T1至骶尾骨的CT 影像图像，应用Mimics 16.0、Geomagic Studio 11.0、ANSYS 14.0软件建立完整的AIS三维有限元模型，进一步构建椎弓根钉-棒系统内固定模型并模拟后路三维矫形手术操作，记录脊柱侧凸矫正的临床指标变化，采用Von Mises应力峰值分析椎弓根钉-棒系统应力分布。结果成功建立了PUMCⅡd1型AIS三维有限元模型，模型包括523 617个单元，159 008个节点。模拟后路三维矫形手术后，AIS有限元模型的胸弯和腰弯矫形率分别达到55.7%和71.4%；顶椎区L1和L2椎体去旋转角度分别为22.77°和23.42°，其椎体质心偏移中线距离分别为6.72 mm和8.91 mm。L1椎体凸侧(左侧)螺钉应力峰值为257.82 MPa，远小于其屈服强度。顶椎区各椎体(T12～L3)凸侧螺钉应力大于凹侧，且应力集中于钉尾与钉身交界处以及钉尾与矫形棒联接处。结论AIS有限元模型的建立及手术模拟能为AIS生物力学研究提供量化指标，并为PUMCⅡd1型AIS手术方案的制定以及治疗效果的预测提供一定的理论基础。……