天津理工大学学报

2017, v.33;No.143(04) 51-56

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基于梁单元的漏斗胸合并脊柱侧弯矫形手术过程的数值模拟
Numerical simulation to orthopedic surgery of pectus excavatum combined with scoliosis based on the beam element model

张春月;叶金铎;钟伟弘;刘博伦;张春秋;

摘要(Abstract):

通过对漏斗胸合并脊柱侧弯矫形手术过程的数值模拟了解胸廓的变形规律,对于预测矫形结果,指导临床手术方案的设计具有重要意义.本文以漏斗胸合并脊柱侧弯的病例为例,对用于数值模拟的梁单元计算模型进行了研究,定量分析了梁单元模型对胸骨抬高和脊柱侧弯变形的影响.研究结果显示,基于梁单元计算模型位移场中的胸骨抬高位移与三维实体模型模拟结果以及临床术后结果十分接近,但脊柱的侧向位移与三维实体模型模拟结果以及临床术后结果存在显著差别,且梁单元模型得到的矫形应力也小于三维实体模型的结果。对计算结果的分析表明,导致梁单元计算模型不能准确预测脊柱侧弯变形的主要原因是模拟胸椎的梁单元模型过于简化,不能正确模拟肋骨对椎体的牵拉作用,此外用梁单元模拟胸椎无法考虑椎间盘对脊柱侧弯变形的影响,因此用梁单元模型模拟漏斗胸合并脊柱侧弯的微创矫形过程会引起较大的误差.

关键词(KeyWords): 漏斗胸合并脊柱侧弯;;矫形手术;;数值模拟;;梁单元模型;;胸椎;;椎间盘

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 国家自然科学基金(11372221)

作者(Author): 张春月;叶金铎;钟伟弘;刘博伦;张春秋;

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