漏斗胸与脊柱侧弯同时矫形对胸廓变形影响的数值模拟

漏斗胸与脊柱侧弯同时矫形对胸廓变形影响的数值模拟 路光普1，叶金铎1，冯晶晶1，耿立阳1，刘吉福2，钟伟弘1，董黎敏1 (1天津理工大学机械 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 学院，天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室，天津市  300384；2解放军北京军区总医院胸外科，北京市  100700) 引用本文：路光普，叶金铎，冯晶晶，耿立阳，刘吉福，钟伟弘，董黎敏. 漏斗胸与脊柱侧弯同时矫形对胸廓变形影响的数值模拟[J].中国组织工程研究，2017，21(19):3017-3022. DOI:10.3969/j.issn.2095-4344.2017.19.011    ORCID: 0000-0003-4575-5469(路光普) 文章快速阅读： 路光普，男，1990年生，河南省鹤壁市人，汉族，天津理工大学在读硕士，主要从事机械设计及理论研究。 通讯作者：叶金铎，教授，硕士生导师，天津理工大学机械工程学院，天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室，天津市 300384 中图分类号:R318 文献标识码:B 文章编号:2095-4344 (2017)19-03017-06 稿件接受：2017-05-10 Lu Guang-pu, Studying for master’s degree, School of Mechanical Engineering of Tianjin University of Technology, Tianjin Key Laboratory of Advanced Electromechanical System Design and Intelligent Control, Tianjin 300384, China Corresponding author: Ye Jin-duo, Professor, Master’s supervisor, School of Mechanical Engineering of Tianjin University of Technology, Tianjin Key Laboratory of Advanced Electromechanical System Design and Intelligent Control, Tianjin 300384, China 文 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 释义：NUSS微创矫形手术：目前临床上对于漏斗胸常用的治疗方法为NUSS微创矫形手术，它是在胸廓保持完整的前提下通过植入矫形板抬举凹陷的胸骨，以达到矫形的目的，NUSS手术替代了传统的Wada胸骨翻转术和Ravitch胸骨抬举术，具有无需截骨，切口小且隐蔽，手术时间短，出血少，恢复快等优点。NUSS手术的缺点是改变了前胸廓原有的力学环境，对脊柱也有牵拉作用，会造成脊柱的侧弯变形，是患者术后疼痛的主要原因。由于不同患者的个体差异较大，手术 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 的制定尚缺少依据，多数依赖医生的经验。脊柱侧弯：是指脊柱的一段或几个节段偏离中线向侧方弯曲，形成一个弧度。临床上常用Cobb角判断脊柱侧弯的弯曲程度，Cobb角大于10°，即可诊断为脊柱侧凸。轻度的脊柱侧凸通常没有明显的不适，外观上也看不到明显的躯体畸形。较重的脊柱侧凸则会影响婴幼儿及青少年的生长发育，使身体变形，严重者可以影响心肺功能、甚至累及脊髓，造成瘫痪。轻度的脊柱侧凸可以观察，严重者需要手术治疗。摘要背景：目前对于漏斗胸微创矫形在生物力学方面的研究已经取得了一些进展，但还缺少脊柱侧弯矫形对漏斗胸胸廓变形的影响，没有脊柱侧弯与漏斗胸同时矫形方面的研究工作。目的：探索漏斗胸与脊柱侧弯同时矫形对畸形胸廓变形的影响，为临床矫形手术方案设计提供参考。方法：采用三维重建方法，利用漏斗胸合并脊柱侧弯病例的CT图片，重建漏斗胸合并脊柱侧弯的胸廓实体模型，采用数值模拟方法模拟对漏斗胸微创矫形和脊柱侧弯拉伸矫形同时矫形的过程。结果与结论：①从漏斗胸和脊柱侧弯同时矫形后再卸载的数值结果来看，T3-T5节胸椎两侧的横突有向左(X方向)移动1 mm左右，这说明漏斗胸和脊柱侧弯同时矫形对脊柱侧弯有一定的帮助；②通过对比漏斗胸和脊柱侧弯同时矫形与单纯漏斗胸矫形的数值结果可以看出，胸骨柄的最小位移差别明显，同时矫形再卸载脊柱拉伸矫形胸在Y方向上比单纯进行漏斗胸矫形的位移大13.358 mm，说明采用同时矫形再卸载脊柱拉伸矫形对漏斗胸畸形改善有利；③在等效应力分布上，同时矫形后胸骨受到的最大应力比单纯进行漏斗胸矫形应力降低    24.6 MPa，说明同时矫形后再卸载脊柱拉伸矫形载荷能够显著降低胸廓的等效应力，有助于减轻患者的术后胸廓疼痛问题；④结果提示，漏斗形和脊柱侧弯同时矫形不仅对脊柱侧弯改善有利，对漏斗胸病症也有改善作用。 关键词：骨科植入物；脊柱植入物；漏斗胸合并脊柱侧弯；三维重建；微创矫形；拉伸矫形；数值模拟；国家自然科学基金主题词：漏斗胸；脊柱侧凸；矫形外科手术；组织工程 基金资助：国家自然科学基金(11372221)Effect of the simultaneous correction of pectus excavatum and scoliosis on the thoracic deformity Lu Guang-pu1, Ye Jin-duo1, Feng Jing-jing1, Geng Li-yang1, Liu Ji-fu2, Zhong Wei-hong1, Dong Li-min1 (1School of Mechanical Engineering of Tianjin University of Technology, Tianjin Key Laboratory of Advanced Electromechanical System Design and Intelligent Control, Tianjin 300384, China; 2Departemnt of Thoracic Surgery, General Hospital of Beijing Military Region of Chinese PLA, Beijing 100700, China)Abstract BACKGROUND: Studies on the biomechanical properties in NUSS procedure have obtained some achievements, but the effect of scoliosis surgical correction of scoliosis on thoracic deformity remains unclear. OBJECTIVE: To explore the effect of simultaneous correction of pectus excavatum and scoliosis on thoracic deformity so as to provide reference for designing a rational orthopedic scheme. METHODS: The three-dimensional reconstruction model of the chest was established based on the CT data of the patients with pectus excavatum and scoliosis. The surgical correction of pectus excavatum and scoliosis was simulated by numerical simulation method. RESULTS AND CONCLUSION: (1) Results after correction showed that the bilateral spinous processes at T3-5 segments displaced to the left (X direction) about 1 mm, suggesting that the simultaneous correction is favorable for the correction of scoliosis. (2) Compared with the single NUSS procedure, the displacement at Y direction was increased by 13.358 mm in the simultaneous correction; meanwhile, there was significant difference in the shortest displacement between two methods. (3) In views of Von Mises stress distribution, the stress in the simultaneous correction was decreased by 24.6 MPa compared with the single Nuss procedure, indicating that the simultaneous correction can significantly reduce the Von Mises stress on the chest, which contributes to alleviate the postoperative pain. (4) Our results show that the simultaneous correction cannot only improve scoliosis, but also improve the symptoms of pectus excavatum. Subject headings: Funnel Chest; Scoliosis; Orthopedic Procedures; Tissue Engineering Funding: the National Natural Science Foundation of China, No. 11372221 Cite this article: Lu GP, Ye JD, Feng JJ, Geng LY, Liu JF, Zhong WH, Dong LM. Effect of the simultaneous correction of pectus excavatum and scoliosis on the thoracic deformity. Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu. 2017;21(19):3017-3022. 0  引言  Introduction 漏斗胸是青少年胸壁畸形中较为常见的一种疾病，在新生儿中发病率为1/300-1/1 000，男女患病比例约为4∶1，部分患者会伴有脊柱侧弯[1-2]。漏斗胸典型症状为胸骨凹陷，挤压心肺时可导致呼吸和循环系统的功能异常，出现心慌、活动后气急、容易疲劳、不耐运动等症状 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 现[3-7]。漏斗胸的发病原因尚不明确，自愈的可能性较小，手术矫正漏斗胸被国内外学者普遍认为是惟一有效的方法[8-10]。目前临床上对于漏斗胸常用的治疗方法为NUSS微创矫形手术，它是在胸廓保持完整的前提下通过植入矫形板抬举凹陷的胸骨，以达到矫形的目的，NUSS手术替代了传统的Wada胸骨翻转术和Ravitch胸骨抬举术，具有无需截骨，切口小且隐蔽，手术时间短，出血少，恢复快等优点[11-14]。NUSS手术的缺点是改变了前胸廓原有的力学环境，对脊柱也有牵拉作用，会造成脊柱的侧弯变形，是患者术后疼痛的主要原因。由于不同患者的个体差异较大，手术方案的制定尚缺少依据，多数依赖医生的经验。 脊柱侧弯是指脊柱的一段或几个节段偏离中线向侧方弯曲，形成一个弧度[15]。临床上常用Cobb角判断脊柱侧弯的弯曲程度，当30°