胸廓對(duì)側(cè)凸脊柱動(dòng)態(tài)響應(yīng)穩(wěn)定性的影響

摘要：本研究通過(guò)比較胸廓對(duì)正常脊柱和Lenke1型側(cè)凸脊柱穩(wěn)定性影響的差異,以期揭示胸廓對(duì)側(cè)凸脊柱的保護(hù)作用。首先,根據(jù)X射線計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)圖像數(shù)據(jù),建立了正常脊柱無(wú)胸廓(N1)、正常脊柱正常胸廓(N2)、側(cè)凸脊柱無(wú)胸廓(S1)和側(cè)凸脊柱變形胸廓(S2)共4個(gè)脊柱有限元模型(SFEMs),模型均是從第一胸椎至骶椎(T1~S)。然后,通過(guò)模態(tài)分析獲得了4個(gè)SFEMs的固有振動(dòng)特性。最后,通過(guò)穩(wěn)態(tài)分析得到4個(gè)SFEMs在外界激勵(lì)下的最大振動(dòng)幅度。最終研究結(jié)果顯示,與N1相比,N2的T4~T6節(jié)段在X軸(冠狀軸)方向、Y軸(矢狀軸)方向、Z軸(垂直軸)方向的最大形變分別減少了38.44%、53.80%、33.72%;與S1相比,S2的側(cè)凸節(jié)段T4~T6在X、Y、Z軸方向的最大形變分別減少了44.26%、增加了32.80%、減少了49.23%。由此可見(jiàn),對(duì)于正常脊柱來(lái)說(shuō),胸廓在3個(gè)方向都可以提升整個(gè)脊柱的穩(wěn)定性;對(duì)于所研究的Lenke1型側(cè)凸脊柱,胸廓減弱了側(cè)凸脊柱在X軸和Z軸方向上的振動(dòng),并提高了這兩個(gè)方向的穩(wěn)定性,而在Y軸方向上,由于側(cè)凸前傾嚴(yán)重,變形的胸廓加劇側(cè)凸脊柱此方向的振動(dòng)并破壞此脊柱Y軸方向穩(wěn)定性。本研究揭示了胸廓對(duì)側(cè)凸脊柱穩(wěn)定性影響的生物力學(xué)特性,對(duì)側(cè)凸脊柱患者的日常保護(hù)方式和防護(hù)工具的研究具有指導(dǎo)性意義。