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生长期脊柱侧凸非融合矫形有限元分析模拟及生物力学研究

生长期脊柱侧凸非融合矫形有限元分析模拟及生物力学研究
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  • 批准号:81372008
  • 批准年度: 2013年
  • 学科分类:运动系统畸形与矫正(H0611) |
  • 项目负责人:海涌
  • 负责人职称:教授
  • 依托单位:首都医科大学
  • 资助金额:70万元
  • 项目类别:面上项目
  • 研究期限:2014年01月01日 至 2017年12月31日
  • 中文关键词: 生长期;脊柱侧凸;有限元分析;模拟;生物力学
  • 英文关键词:scoliosis;biomechanics;digital analogy;adolescent idiopathic

项目摘要

中文摘要

青少年特发性脊柱侧凸(AIS)是一类严重影响人类生活质量的脊柱畸形,其生物力学改变情况复杂,但尚无公认合理的模型加以模拟,是临床上仍待解决的问题。目前常规的后路三维矫形内固定融合技术,对于部分仍具强生长潜能的AIS患者既限制了脊柱的进一步生长,又存在着"曲轴现象"而导致矫形失败的可能。非融合的矫形内固定技术以其保留脊柱继续生长、减少因融合而导致失败的特点,成为近年来国际上关注的热点。本课题应用螺旋CT对AIS患者进行连续超薄扫描重建脊柱侧凸三维形态,并通过有限元分析的方法建立数字模型加以模拟,分析研究椎体间应力、位移和形变等力学参数改变,获得较完整的AIS脊柱侧凸生物力学数据库;进一步应用于一种具有原创知识产权的可自动向远端滑动的新型非融合矫形内固定系统的力学测试和初步验证。在阐明AIS生物力学和运动学变化规律的同时,也将为上述非融合内固定技术的应用及器械研制提供重要的生物力学依据。

英文摘要

Adolescent idiopathic scoliosis (AIS) is a kind of spinal deformity which seriously influences the quality of life. Its biomechanical change is complex, but there is no recognized reasonable model to be simulated, so it is a very difficult clinical problem. At present the conventional posterior 3-d orthopedic internal fixation fusion technology, for some AIS patients who still has strong growth potential, not only limits the further growth of the spine, but also makes the failed orthopedics possible as the "crank phenomenon". The non-fusion internal fixation technology which is characterized by keeping the spine growing and reducing failure caused by fusion, has recently been paid close international attention.The study reconstruct the scoliosis 3-d form using spiral CT in patients with AIS continuous ultrathin scanning , establish a digital model to simulate with the finite element analysis method , analysis and study intervertebral bodies stress, displacement, deformation and mechanical parameters' changes, and get a complete AIS biomechanics database; Furthermore, apply to a kind of new non fusion in orthopedic fixed system mechanical test and preliminary validation which has original intellectual property , can automatically slide to the distal end. We clarify the AIS biological mechanics and kinematics change rule, meanwhile it will provide important biomechanical basis of application of fixed and equipment development of the internal fixation nonfusion technology.

结题摘要

青少年特发性脊柱侧凸(AIS)是一类严重影响人类生活质量的脊柱畸形,其生物力学改变情况复杂,但尚无公认合理的模型加以模拟,是临床上仍待解决的问题。目前常规的后路三维矫形内固定融合技术,对于部分仍具强生长潜能的AIS患者既限制了脊柱的进一步生长,又存在着"曲轴现象"而导致矫形失败的可能。非融合的矫形内固定技术以其保留脊柱继续生长、减少因融合而导致失败的特点,成为近年来国际上关注的热点。本课题应用螺旋CT对AIS患者进行连续超薄扫描重建脊柱侧凸三维形态,并通过有限元分析的方法建立数字模型加以模拟,分析研究椎体间应力、位移和形变等力学参数改变,获得较完整的AIS脊柱侧凸生物力学数据库;进一步应用于一种具有原创知识产权的可自动向远端滑动的新型非融合矫形内固定系统的力学测试和初步验证。在阐明AIS生物力学和运动学变化规律的同时,也将为上述非融合内固定技术的应用及器械研制提供重要的生物力学依据。

评估说明

    国家自然科学基金项目“生长期脊柱侧凸非融合矫形有限元分析模拟及生物力学研究”发布于爱科学iikx,并永久归类于相关科学基金导航中,仅供广大科研工作者查询、学习、选题参考。国科金是根据国家发展科学技术的方针、政策和规划,以及科学技术发展方向,面向全国资助基础研究和应用研究,发挥着促进我国基础研究源头创新的作用。国科金的真正价值在于它能否为科学进步和社会发展带来积极的影响。

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