强直性脊柱后凸截骨手术治疗中截骨节段选择的有限元分析
发布时间：2021-03-21 05:46
目的:利用计算机辅助软件探讨强直性脊柱炎截骨节段选择对于脊柱稳定性的作用,并计算出生物力学的分布特点,综合分析后得出结论,为临床手术提供理论依据。方法:从我院住院患者中筛选出1例强直性脊柱炎患者作为研究对象,对患者的脊柱进行CT扫描,范围从颈1椎体扫描到骶尾骨,将扫描数据以DICOM格式保存,打开Mimics 17.0软件,进行导入图像、转换、设置阈值、区域增长以及最后计算等一系列操作后,建立一个脊柱后凸三维模型。利用Geomagic Studio软件对模型进行填充、消除噪点、优化,生成修复后的脊柱后凸几何曲面模型。使用NX 8.5软件加入椎间盘和韧带等组织结构,并去除骶尾骨组织,使用肺门-髋轴法计算单节段和双节段截骨角度,模拟2种不同截骨手术方式进行截骨,并在NX 8.5软件上对模型进行操作、安装内固定,最后使用有限元分析软件ANSYS 15.0,查阅相关文献,对模型的骨组织和韧带等结构设置材料参数,加载载荷,计算数据,统计分析矫形后生物力学。结果:建立了两个完全不同截骨模式的有限元模型,分别为腰3去松质骨截骨术式和腰3加腰1双节段去松质骨化截骨术。其中双节段去松质骨截骨术式内固定应...
【文章来源】：新疆医科大学新疆维吾尔自治区
【文章页数】：40 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
侧位脊柱后凸X线片
它是由美国 Ansys 公司研发的，早期在航空、工程建造、以及大型的机械造应用广泛，目前是使用最多的有限元分析软件，首先接入前期手术后的模型，模型设置材料参数，加载载荷，网格划分，最后分析计算数据。2.3 强直性脊柱炎后凸三维模型的建立2.3.1 CT 数据的获取使用西门子双源 CT 对脊柱进行薄层扫描，扫面层厚 1mm，重建厚度 0.5mm共获得分辨率为 512×512，每像素 0.873 mm 的 CT 断面二维平面图像 2434 张，DICOM 的文件形式存储在硬盘中。2.3.2 CT 二维平面图像转换为三维空间立体模型打开 Mimics17 软件中的导入图像按键，选择保存好的 DICOM 文件，完成转后，软件会自动设置冠状面及矢状面，设置二维平面的坐标轴，由于不同组织的度是不相同的，选择骨组织的灰度阈值，具体阈值为最小：1250，最大：8525（图 提取阈值，点击区域增长，对图像进行分割，构建每个椎体的 Mask 层，利用编辑能的去除与模型无关的数据，从而获得所需的各个椎体图像，使用 3D 计算功能初建立脊柱三维模型（图 4）。以 stl 文件形式储存在电脑中。
选择最佳阈值
【参考文献】：
期刊论文
[1]分析现代机械工程中有限元法的应用[J]. 谢仁杰. 科技与创新. 2016(22)
[2]强直性脊柱炎胸腰段后凸矫形手术近端固定椎的选择[J]. 赵志明,姚子明,郑国权,王征,王岩. 中国脊柱脊髓杂志. 2016(10)
[3]腰椎棘突间撑开装置生物力学及有限元分析的研究与进展[J]. 熊洋,俞兴. 中国组织工程研究. 2016(39)
[4]脊柱后路去松质骨截骨术用于脊柱畸形翻修手术的安全性和有效性[J]. 杨全中,张雪松,杨晓清,张智发,胡帆琦,张少甫. 中国脊柱脊髓杂志. 2016(08)
[5]激素诱导去势后绵羊骨质疏松动物模型的椎体微观结构观察及力学性能研究[J]. 崔轶,李军,陆声,王毅,何晓清,徐永清. 中国骨质疏松杂志. 2016(07)
[6]强直性脊柱炎后凸畸形手术相关研究进展[J]. 姚子明,郑国权,王征,王岩. 中国脊柱脊髓杂志. 2016(02)
[7]后路脊柱去松质骨截骨治疗Pott′s角状后凸畸形的安全性及有效性[J]. 郑国权,王岩,王景明,王征,张雪松,陆宁,毛克亚,崔赓. 中国脊柱脊髓杂志. 2016(01)
[8]单节段脊柱去松质骨截骨与双节段经椎弓根截骨矫正强直性脊柱炎后凸畸形的临床效果比较[J]. 齐鹏,宋凯,张永刚,王岩,崔赓. 中国脊柱脊髓杂志. 2015(09)
[9]强直性脊柱炎后凸畸形个性化矫形对术后生活质量影响的相关分析[J]. 齐鹏,宋凯,张永刚,王岩,崔赓. 中国骨与关节杂志. 2015(08)
[10]脊柱关节炎动物模型的研究现状[J]. 赵金柱,袁伟,徐卫东. 中华骨与关节外科杂志. 2015(02)
博士论文
[1]强直性脊柱炎诊疗现状的临床研究[D]. 管明强.南方医科大学 2014
[2]Lenke 2型特发性脊柱侧凸有限元建模及三维矫形手术的有限元模拟研究[D]. 刘祥胜.第二军医大学 2012
[3]Lenke1BN型特发性脊柱侧凸有限元模型的建立及后路三维矫形生物力学研究[D]. 郭超峰.中南大学 2009
硕士论文
[1]基于逆向工程的空间曲面重构及数控仿真[D]. 林欢.陕西科技大学 2013
[2]探讨强直性脊柱炎早期临床特点、早期诊断、治疗及预后[D]. 王景丰.天津医科大学 2012
[3]人体颌面部软硬组织三维建模及其有限元分析[D]. 尹璐璐.第四军医大学 2010
[4]脊柱后路单侧融合固定对不同月龄幼兔脊柱生长发育影响的实验研究[D]. 杨永焱.河北医科大学 2007
本文编号：3092444
【文章来源】：新疆医科大学新疆维吾尔自治区
【文章页数】：40 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
侧位脊柱后凸X线片
它是由美国 Ansys 公司研发的，早期在航空、工程建造、以及大型的机械造应用广泛，目前是使用最多的有限元分析软件，首先接入前期手术后的模型，模型设置材料参数，加载载荷，网格划分，最后分析计算数据。2.3 强直性脊柱炎后凸三维模型的建立2.3.1 CT 数据的获取使用西门子双源 CT 对脊柱进行薄层扫描，扫面层厚 1mm，重建厚度 0.5mm共获得分辨率为 512×512，每像素 0.873 mm 的 CT 断面二维平面图像 2434 张，DICOM 的文件形式存储在硬盘中。2.3.2 CT 二维平面图像转换为三维空间立体模型打开 Mimics17 软件中的导入图像按键，选择保存好的 DICOM 文件，完成转后，软件会自动设置冠状面及矢状面，设置二维平面的坐标轴，由于不同组织的度是不相同的，选择骨组织的灰度阈值，具体阈值为最小：1250，最大：8525（图 提取阈值，点击区域增长，对图像进行分割，构建每个椎体的 Mask 层，利用编辑能的去除与模型无关的数据，从而获得所需的各个椎体图像，使用 3D 计算功能初建立脊柱三维模型（图 4）。以 stl 文件形式储存在电脑中。
选择最佳阈值
【参考文献】：
期刊论文
[1]分析现代机械工程中有限元法的应用[J]. 谢仁杰. 科技与创新. 2016(22)
[2]强直性脊柱炎胸腰段后凸矫形手术近端固定椎的选择[J]. 赵志明,姚子明,郑国权,王征,王岩. 中国脊柱脊髓杂志. 2016(10)
[3]腰椎棘突间撑开装置生物力学及有限元分析的研究与进展[J]. 熊洋,俞兴. 中国组织工程研究. 2016(39)
[4]脊柱后路去松质骨截骨术用于脊柱畸形翻修手术的安全性和有效性[J]. 杨全中,张雪松,杨晓清,张智发,胡帆琦,张少甫. 中国脊柱脊髓杂志. 2016(08)
[5]激素诱导去势后绵羊骨质疏松动物模型的椎体微观结构观察及力学性能研究[J]. 崔轶,李军,陆声,王毅,何晓清,徐永清. 中国骨质疏松杂志. 2016(07)
[6]强直性脊柱炎后凸畸形手术相关研究进展[J]. 姚子明,郑国权,王征,王岩. 中国脊柱脊髓杂志. 2016(02)
[7]后路脊柱去松质骨截骨治疗Pott′s角状后凸畸形的安全性及有效性[J]. 郑国权,王岩,王景明,王征,张雪松,陆宁,毛克亚,崔赓. 中国脊柱脊髓杂志. 2016(01)
[8]单节段脊柱去松质骨截骨与双节段经椎弓根截骨矫正强直性脊柱炎后凸畸形的临床效果比较[J]. 齐鹏,宋凯,张永刚,王岩,崔赓. 中国脊柱脊髓杂志. 2015(09)
[9]强直性脊柱炎后凸畸形个性化矫形对术后生活质量影响的相关分析[J]. 齐鹏,宋凯,张永刚,王岩,崔赓. 中国骨与关节杂志. 2015(08)
[10]脊柱关节炎动物模型的研究现状[J]. 赵金柱,袁伟,徐卫东. 中华骨与关节外科杂志. 2015(02)
博士论文
[1]强直性脊柱炎诊疗现状的临床研究[D]. 管明强.南方医科大学 2014
[2]Lenke 2型特发性脊柱侧凸有限元建模及三维矫形手术的有限元模拟研究[D]. 刘祥胜.第二军医大学 2012
[3]Lenke1BN型特发性脊柱侧凸有限元模型的建立及后路三维矫形生物力学研究[D]. 郭超峰.中南大学 2009
硕士论文
[1]基于逆向工程的空间曲面重构及数控仿真[D]. 林欢.陕西科技大学 2013
[2]探讨强直性脊柱炎早期临床特点、早期诊断、治疗及预后[D]. 王景丰.天津医科大学 2012
[3]人体颌面部软硬组织三维建模及其有限元分析[D]. 尹璐璐.第四军医大学 2010
[4]脊柱后路单侧融合固定对不同月龄幼兔脊柱生长发育影响的实验研究[D]. 杨永焱.河北医科大学 2007
本文编号：3092444
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