Lenke3型成人特发性脊柱侧凸有限元模型的参数修正及有效性验证
辛大奇1
胡侦明2
汉迪3
杨学军1
肖宇龙1
邢文华1
赵岩1
付裕1
祝勇1
1.内蒙古医科大学第二附属医院,内蒙古自治区呼和浩特市,0100302.重庆医科大学附属第一医院骨科,重庆市,4000163.内蒙古医科大学附属医院,内蒙古自治区呼和浩特市,010030
摘要：背景:作者利用Mimics等有限元软件成功建立了Lenke3型成人特发性脊柱有限元模型,但模型是否最大程度的符合个体化患者的真实情况,需要进一步进行模型修正及有效性验证.目的:利用有限元分析软件对Lenke3型成人特发性脊柱有限元模型进行修正及有效性验证.方法:根据Lenke3型成人特发性脊柱侧凸模型的特点,利用三因素三水平正交试验优化有限元模型,使模型特点最大程度的接近真实,通过模拟左右侧屈实验,分段加载选取T1-T4、T5-T8、L6-S1(骶椎腰化)节段分别模拟左右侧屈、前屈后伸,左右旋转活动度与体外Busscher、Yamamoto实验进行对比研究,多方位验证模型有效性.结果与结论:①根据正交实验计算各因素各水平的平均差异和极差R,最后计算出A1B2C3的最佳组合可使模拟实验结果最符合个体的真实情况,使得有限元模拟实验结果与患者临床真实情况的差异最小.临床侧屈试验和参数修正前模型模拟的Cobb角度的变化差异值为54.44°,经过参数修正后模型的差异值减小为2.11°.修正后模型各侧凸Cobb角的最大差异为4.29°;②修正后的模型与仰卧左右侧屈位X射线片对比,2组配对数据均服从正态分布,故利用配对t检验进行计算,左侧屈时,P=0.082,P>0.05;右侧屈时,P=0.421,P>0.05;仰卧位P=0.160,P>0.05;③修正后的模型T1-T4节段各个方向的ROM:左屈3.25°,右屈3.32°,前屈2.52°,后伸2.89°,左侧旋转3.73°,右侧旋转3.76°,T5-T8节段各个方向的ROM:左屈1.39°,右屈1.43°,前屈1.35°,后伸1.34°,左旋2.09°,右旋2.11°;L6/S1节段各个方向的ROM:左屈5.17°,右屈5.19°,前屈8.92°,后伸7.35°,左旋1.41°,右旋1.42°,获得的结果与Busscher及Yamamoto等的实验结果进行比较,结果基本吻合;④结果提示,通过对初始模型进行参数修正处理,使得模型与患者真实的材料属性基本符合.修正后的模型具有较好的可靠性和有效性,为下一步模拟临床手术操作提供了有效的数据平台.
关键词：骨科植入物数字化骨科成人特发性脊柱侧凸有限元有效性验证试验内蒙古自治区自然科学基金
分类号：R318(医用一般科学)
论文发表日期：2017-01-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 4975-4982 )
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