青少年特发性脊柱侧凸的生物力学研究
【摘要】：
脊柱侧凸是指脊柱的一个或数个节段侧向弯曲伴有椎体旋转的三维脊柱畸形。青少年特发性脊柱侧凸(adolescent idiopathic scoliosis,AIS)在脊柱侧凸发病中所占比例最高,严重危害青少年的身心健康。发病与矫形治疗的生物力学机理及矫形治疗方案一直以来为医工界专家、学者研究的热点问题之一。
本论文正是在这样的前提下提出,课题结合国家自然基金重点项目“中国力学虚拟人”和上海市卫生局科技发展基金资助项目“青少年特发性脊柱侧凸的生物力学研究”,通过建立侧凸脊柱的几何模型和有限元模型来分析研究青少年特发性脊柱侧凸的生物力学特性,为脊柱侧凸的力学矫正提供可靠的数值分析平台,为矫形支具设计提供理论研究支撑,并为医患交流提供数字窗口。
本研究拟通过CT扫描获得Dicom格式的CT数据,基于CT数据获得脊柱组织的轮廓曲线,利用CAD/CAE软件进行三维几何建模,构建AIS患者的胸椎T1-T12、腰椎L1-L5及骶骨的三维有限元模型,并利用本模型与参考文献进行对比计算,证明模型的有效性。本文的主要工作可以归纳为以下几点:
1)对侧凸脊柱进行三维仿真,基于患者脊柱CT图像,参照对应冷冻切片图像信息,采用医学图像处理手段,获取其轮廓曲线,建立一个包括胸椎T1-T12、腰椎L1-L5及骶骨整体三维几何模型,为后
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