Lenke3型成人特发性脊柱侧凸有限元模拟手术建模:5年2次建模评估

• 作者: 辛大奇 王国强 汉迪 邢文华 付裕 祝勇 周洋 白贤明 贺晨阳 赵岩
• 来源期刊: 中国组织工程研究
• 学科: 医学
• 关键词: 成人特发性脊柱侧凸 远期随访 生物力学 椎弓根螺钉技术 脊柱矫形 骨科内植物 有限元分析 手术时机
• 年，卷（期）: 2022,（36）
• 所属期刊栏目: 骨与关节生物力学|Bone and joint biomechanics
• 页码范围: 5755-5763
• 页数: 9页
• 分类号: R459.9|R318|R445
• 语种: 中文

摘要

背景:成人特发性脊柱侧凸是临床上常见的导致成人脊柱畸形的疾患,手术矫形为治疗该疾病的有效手段,但手术时机以及手术矫形策略的选择却对临床医生提出了挑战.目的:分别于5年前、后对同一位Lenke3型成人特发性脊柱侧凸志愿者进行脊柱有限元建模并模拟矫形手术,以了解该类型成人脊柱侧凸的疾病进展、脊柱和内植物的生物力学变化特点以及不同矫形术式矫形效果的变化,为该类型疾病的治疗提供数据参考.方法:选择典型的Lenke3型成人特发性脊柱侧凸志愿者1例为研究对象,男性,28岁,对该志愿者的脊柱进行连续CT扫描,将得到的原始图像导入至有限元软件中进行建模,对该模型进行进一步清理、优化后建立完整的包括胸廓结构在内的Lenke3型成人特发性脊柱侧凸有限元模型,并在此模型上分别进行有限元手术模拟,Case1:后路上端椎至下端椎双侧置钉、去除相应节段后路关节囊以达到关节松解的目的;Case2:后路关键椎置钉、去除相应节段后路关节囊进行关节松解;Case3:后路关键椎置钉、去除相应节段后路关节囊、松解前路侧凸处的胸椎;Case4:后路关键椎置钉、去除相应节段后路关节囊、松解前路侧凸处的腰椎;Case5:后路关键椎置钉、去除相应节段后路关节囊、松解前路侧凸处的胸、腰椎.5年后再次对该志愿者的脊柱侧凸进行有限元建模、模拟手术,以了解5年后该志愿者的疾病进展、脊柱和内植物的生物力学变化特点以及不同矫形术式矫形效果的变化.结果 与结论:①在5年后建立的脊柱侧凸模型上,顺利完成了Case1-Case5手术矫形方案.各手术方案对胸椎侧凸的矫形率为56.8％,48.9％,49.8％,55.9％,57.0％,腰椎侧凸的矫形率为33.0％,36.9％,29.4％,30.0％,34.3％.Case3、5模拟手术矫形效果均较5年前下降明显,同时最大螺钉应力区域与最小螺钉应力区域均不同.②该Lenke3型成人特发性脊柱侧凸志愿者随着年龄的增长腰椎侧凸畸形发生增加,胸椎侧凸则无明显进展;5年后各手术方案对该志愿者胸、腰椎侧凸的矫形率以及矫形效果均下降明显,同时各术式下的螺钉应力最大区域也发生了变化.