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含精细寰枢关节的颈椎肌骨系统动力学个性化建模
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作者 孙成彦 刘杉杉 +4 位作者 士炟 于璐 陶君妍 许南方 郭建峤 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期337-337,共1页
目的全麻后颅骨牵引是难复性寰枢椎脱位的诊疗决策核心,但其治疗效果仍依靠医生经验推测。肌骨动力学模型能够对寰枢关节运动功能进行量化分析,为实现难复性AAD的精准化诊疗决策提供理论依据。方法招募1名健康受试者,其颈椎骨性结构简... 目的全麻后颅骨牵引是难复性寰枢椎脱位的诊疗决策核心,但其治疗效果仍依靠医生经验推测。肌骨动力学模型能够对寰枢关节运动功能进行量化分析,为实现难复性AAD的精准化诊疗决策提供理论依据。方法招募1名健康受试者,其颈椎骨性结构简化为刚体,几何由高精度CT图像重建得到。骨骼肌通过包含Hill本构的非线性ALE索单元进行建模,肌肉附着点基于个性化椎体几何与Vasavada标准人颈椎模型配准得到,基于MCU测定的颈椎等长力矩并调整肌肉最大主动肌力。寰枢关节抽象成简单几何与关节表面网格间的接触,关节间韧带采用大变形非线性索单元建模。基于双平面荧光透视,获取颈椎各关节的转角分配,将其作为运动协同约束。基于红外动作捕捉驱动逆动力学分析,获得关节力矩与肌肉发力模式信息。获得的肌肉发力模式作为正向动力学分析输入,得到寰枢椎关节时变接触力。结果基于上述方法,构建了一名健康受试者的寰枢椎肌骨系统动力学模型,可求得寰枢关节接触力、韧带内力等生物力学量,求得的浅表肌肉发力模式与实测EMG具有一致性。结论本文构建的寰枢椎肌骨系统动力学实验与分析方法,为明晰寰枢椎运动与稳定的生物动力学机制,预测难复性AAD不同手术松解技术的复位效果提供了定量分析工具。 展开更多
关键词 寰枢关节 健康受试者 寰枢椎 颅骨牵引 医生经验 难复性 骨性结构 双平面
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