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摘要：背景:青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸導(dǎo)致脊柱結(jié)構(gòu)和應(yīng)力發(fā)生改變,腰椎在脊柱中承受的載荷最大,骨盆也起著傳導(dǎo)重力的作用,故青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸腰主彎患者腰椎骨盆的生物力學(xué)分析尤為重要。目的:建立青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸腰主彎腰椎-骨盆三維數(shù)字化模型并進行有限元分析。方法:根據(jù)1例13歲女性特發(fā)性脊柱側(cè)凸腰主彎患者的腰椎-骨盆CT薄層數(shù)據(jù),應(yīng)用Mimics 15.0軟件重建三維數(shù)字化模型,以Pro/E 5.0軟件建立初步幾何模型并導(dǎo)入Hypermesh 13.0進行網(wǎng)格劃分,最終通過Abaqus 6.14軟件對該模型進行有限元分析。分析有限元模型在6種載荷條件下的位移、應(yīng)力變化及該模型各椎體及椎間盤的應(yīng)力變化。患者家屬對試驗方案知情同意,且得到醫(yī)院倫理委員會批準。結(jié)果與結(jié)論:①建立了青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸腰主彎患者的腰椎-骨盆的三維有限元模型;②模型在6種載荷條件下,L 1椎體上部在左、右側(cè)屈時位移變化最大,骶骨下端在前屈時位移最大;③椎間盤右緣在右側(cè)屈運動條件下所受應(yīng)力最大;前屈位時,腰椎間盤所受應(yīng)力為前緣最大,左緣所受應(yīng)力最小;后伸位時后緣所受應(yīng)力最大,而右緣所受應(yīng)力最小;側(cè)屈位及旋轉(zhuǎn)位時,右緣所受應(yīng)力最大,前緣所受應(yīng)力最小;④L 5在6種運動中應(yīng)力均最大,其中應(yīng)力集中于上下關(guān)節(jié)突及椎弓根,尤其以右側(cè)最為集中;⑤提示青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸不同載荷會引起椎體或椎間盤不同位置受力及位移有相應(yīng)變化,研究結(jié)果對脊柱側(cè)凸的治療和預(yù)防具有重要意義。

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