漏斗胸合并脊柱側(cè)彎人工胸廓模型的電測實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、漏斗胸在青少年中的發(fā)病率呈逐年上升趨勢(shì)，而微創(chuàng)矯形手術(shù)已經(jīng)成為重要的治療方法，因?yàn)槿鄙賹?duì)漏斗胸合并脊柱側(cè)彎病例矯形機(jī)理的研究，微創(chuàng)矯形手術(shù)面臨加重脊柱側(cè)彎變形的風(fēng)險(xiǎn)，此外也缺少在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方面的研究工作。本文綜合采用數(shù)值模擬和人工胸廓模型電測實(shí)驗(yàn)兩種方法對(duì)一例漏斗胸合并脊柱側(cè)彎癥狀的矯形過程進(jìn)行了研究，獲得了胸廓變形的規(guī)律。
　　受倫理限制，目前無法通過在體的電測試驗(yàn)獲得患者的胸廓骨骼在矯形過程中的應(yīng)變分布規(guī)律，同時(shí)因?yàn)闊o法獲得具有

2、漏斗胸合并脊柱側(cè)彎患者的尸體標(biāo)本，也無法對(duì)漏斗胸合并脊柱側(cè)彎患者的尸體胸廓進(jìn)行電測試驗(yàn)。但是，隨著數(shù)字化醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展，可以通過掃描患者的胸廓CT，采用Mimics、Geomagic studio、Pro/E、SolidWorks軟件重建和制備漏斗胸合并脊柱側(cè)彎患者的有限元模型并人工胸廓模型，對(duì)漏斗胸合并脊柱側(cè)彎患者的有限元模型進(jìn)行矯形過程的數(shù)值模擬，并根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果指導(dǎo)和設(shè)計(jì)漏斗胸合并脊柱側(cè)彎人工胸廓模型的電測實(shí)驗(yàn)。
　　數(shù)值

3、模擬仿真的有限元模型包括了胸骨、肋骨及胸椎，采用ANSYS軟件模擬了漏斗胸合并脊柱側(cè)彎微創(chuàng)矯形的過程，模擬中考慮了幾何非線性的影響。數(shù)值模擬結(jié)果顯示患者經(jīng)矯形后胸骨被抬高，漏斗胸癥狀得到明顯恢復(fù)，同時(shí)脊柱彎曲程度有所減輕，證實(shí)胸腔凹陷畸形與脊柱側(cè)彎的弓形畸形在同一側(cè)時(shí)，對(duì)漏斗胸矯形有助于改善脊柱側(cè)彎癥狀。
　　作者設(shè)計(jì)制造了漏斗胸微創(chuàng)矯形手術(shù)器械，包括矯形板及其支架、穿通器、彎板器和翻轉(zhuǎn)器。用基于快速成型技術(shù)的3D打印機(jī)制備挑選病

4、例的肋骨，胸骨，椎體，制備成用于電測實(shí)驗(yàn)的漏斗胸合并脊柱側(cè)彎人工胸廓模型。
　　在電測實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果設(shè)計(jì)了電測實(shí)驗(yàn)方案，布置了測點(diǎn)，在相應(yīng)的漏斗胸合并脊柱側(cè)彎人工胸廓模型對(duì)應(yīng)位置粘貼應(yīng)變片，進(jìn)行了電測實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)設(shè)備包括WDW-10型微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)和DH3818-10靜動(dòng)態(tài)多通道電阻應(yīng)變測試儀。通過電測實(shí)驗(yàn)，獲得了胸廓模型在矯形過程中的應(yīng)變分布規(guī)律，作者也將數(shù)值計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較。
　　數(shù)值模擬與電