Optimization of traction parameters for lumbar scoliosis
- 1. Beijing Jishuitan Hospital
- 2. Peking University
- 3. Hunan University
- 4. Second Xiangya Hospital of Central South University
- 5. Central South University
Description
Abstract Background Scoliosis is a high incidence disease that endangers the physical and mental health of adolescents. Traction therapy, as a conservative treatment plan, is helpful to improve the recovery speed of patients by studying the influence of different traction factors on the therapeutic effect. Methods Based on the thin layer CT data of the lumbar spine of a 16-year-old patient with scoliosis, Mimics21.0 was used to extract the 3D digital model, and Geomagic Wrap2021 was used to perform the smooth surface. After that, SolidWorks was used to manually construct the structures, such as the intervertebral disc, and Ansys17.0 was used to add constraints, ligaments, and other features. Three-factor ANOVA was carried out after an orthogonal experiment that considered traction mode, traction angle, and traction force was finished. Results ① A three-dimensional biomechanical model of lumbar scoliosis was created.② The model's correctness was confirmed by comparing it to the corpse and other finite element models, as well as by verifying it under a range of working settings.③Traction force (P=0.000), traction angle (P=0.000), the interaction between traction force and traction angle (P=0.000), and the interaction between traction mode and traction angle (P=0.045) were all significant.④The interaction between traction force and traction angle has the most significant effect on Cobb, and traction with a certain angle is better than traditional axial traction.⑤ Traction mode is not significant, but the interaction between traction mode and traction angle is significant. Conclusions A certain angle of traction can aid in improving outcomes and the traction force can be suitably decreased in the clinical formulation of the traction plan. The uniformity of correcting effect is more favorable when higher fixation techniques like positive suspension or traction bed traction are used, as opposed to overhanging traction.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
الجنف التجريدي هو مرض مرتفع الانتشار يعرض الصحة البدنية والعقلية للمراهقين للخطر. العلاج بالجر، كخطة علاج محافظة، مفيد لتحسين سرعة تعافي المرضى من خلال دراسة تأثير عوامل الجر المختلفة على التأثير العلاجي. استنادًا إلى بيانات التصوير المقطعي المحوسب للطبقة الرقيقة للعمود الفقري القطني لمريض يبلغ من العمر 16 عامًا يعاني من الجنف، تم استخدام Mimics21.0 لاستخراج النموذج الرقمي ثلاثي الأبعاد، وتم استخدام Geomagic Wrap2021 لأداء السطح الأملس. بعد ذلك، تم استخدام SolidWorks لبناء الهياكل يدويًا، مثل القرص الفقري، وتم استخدام Ansys17.0 لإضافة قيود وأربطة وميزات أخرى. تم تنفيذ ANOVA ثلاثي العوامل بعد الانتهاء من تجربة متعامدة أخذت في الاعتبار وضع الجر وزاوية الجر وقوة الجر. النتائج ① تم إنشاء نموذج ميكانيكي حيوي ثلاثي الأبعاد للجنف القطني.② تم تأكيد صحة النموذج من خلال مقارنته بالجثة ونماذج العناصر المحدودة الأخرى، وكذلك من خلال التحقق منه في إطار مجموعة من إعدادات العمل.③ قوة الجر (P=0.000)، وزاوية الجر (P=0.000)، والتفاعل بين قوة الجر وزاوية الجر (P=0.000)، والتفاعل بين وضع الجر وزاوية الجر (P=0.045) كانت كلها كبيرة.④ التفاعل بين قوة الجر وزاوية الجر له التأثير الأكثر أهمية على كوب، والجر بزاوية معينة أفضل من الجر المحوري التقليدي.وضع الجر ليس مهمًا، ولكن التفاعل بين وضع الجر وزاوية الجر مهم. الاستنتاجات يمكن أن تساعد زاوية معينة من الجر في تحسين النتائج ويمكن تقليل قوة الجر بشكل مناسب في الصياغة السريرية لخطة الجر. يكون اتساق تأثير التصحيح أكثر ملاءمة عند استخدام تقنيات التثبيت الأعلى مثل التعليق الإيجابي أو الجر في قاع الجر، بدلاً من الجر المتدلي.Translated Description (French)
Résumé Contexte La scoliose est une maladie à forte incidence qui met en danger la santé physique et mentale des adolescents. La thérapie de traction, en tant que plan de traitement conservateur, est utile pour améliorer la vitesse de récupération des patients en étudiant l'influence de différents facteurs de traction sur l'effet thérapeutique. Méthodes Sur la base des données de tomodensitométrie en couche mince de la colonne lombaire d'un patient de 16 ans atteint de scoliose, Mimics21.0 a été utilisé pour extraire le modèle numérique 3D, et Geomagic Wrap2021 a été utilisé pour effectuer la surface lisse. Après cela, SolidWorks a été utilisé pour construire manuellement les structures, telles que le disque intervertébral, et Ansys17.0 a été utilisé pour ajouter des contraintes, des ligaments et d'autres caractéristiques. L'ANOVA à trois facteurs a été réalisée après une expérience orthogonale qui a pris en compte le mode de traction, l'angle de traction et la force de traction. Résultats ① Un modèle biomécanique tridimensionnel de la scoliose lombaire a été créé.② L'exactitude du modèle a été confirmée en le comparant au cadavre et à d'autres modèles d'éléments finis, ainsi qu'en le vérifiant dans une gamme de paramètres de travail.La force de traction (P=0,000), l'angle de traction (P=0,000), l'interaction entre la force de traction et l'angle de traction (P=0,000) et l'interaction entre le mode de traction et l'angle de traction (P=0,045) étaient tous significatifs.L'interaction entre la force de traction et l'angle de traction a l'effet le plus significatif sur Cobb, et la traction avec un certain angle est meilleure que la traction axiale traditionnelle.Le mode de traction n'est pas significatif, mais l'interaction entre le mode de traction et l'angle de traction est significative. Conclusions Un certain angle de traction peut aider à améliorer les résultats et la force de traction peut être diminuée de manière appropriée dans la formulation clinique du plan de traction. L'uniformité de l'effet correcteur est plus favorable lorsque des techniques de fixation plus élevées telles que la suspension positive ou la traction sur lit de traction sont utilisées, par opposition à la traction en porte-à-faux.Translated Description (Spanish)
Resumen Antecedentes La escoliosis es una enfermedad de alta incidencia que pone en peligro la salud física y mental de los adolescentes. La terapia de tracción, como plan de tratamiento conservador, es útil para mejorar la velocidad de recuperación de los pacientes mediante el estudio de la influencia de diferentes factores de tracción en el efecto terapéutico. Métodos Con base en los datos de TC de capa delgada de la columna lumbar de un paciente de 16 años con escoliosis, se utilizó Mimics21.0 para extraer el modelo digital 3D y se utilizó Geomagic Wrap2021 para realizar la superficie lisa. Después de eso, se utilizó SolidWorks para construir manualmente las estructuras, como el disco intervertebral, y se utilizó Ansys17.0 para añadir restricciones, ligamentos y otras características. El ANOVA de tres factores se llevó a cabo después de un experimento ortogonal que consideró el modo de tracción, el ángulo de tracción y la fuerza de tracción. Resultados ① Se creó un modelo biomecánico tridimensional de la escoliosis lumbar.② La corrección del modelo se confirmó comparándolo con el cadáver y otros modelos de elementos finitos, así como verificándolo bajo una variedad de configuraciones de trabajo.③La fuerza de tracción (P=0.000), el ángulo de tracción (P=0.000), la interacción entre la fuerza de tracción y el ángulo de tracción (P=0.000) y la interacción entre el modo de tracción y el ángulo de tracción (P=0.045) fueron todos significativos.La interacción entre la fuerza de tracción y el ángulo de tracción tiene el efecto más significativo en Cobb, y la tracción con un cierto ángulo es mejor que la tracción axial tradicional.El modo de tracción no es significativo, pero la interacción entre el modo de tracción y el ángulo de tracción es significativa. Conclusiones Un cierto ángulo de tracción puede ayudar a mejorar los resultados y la fuerza de tracción se puede disminuir adecuadamente en la formulación clínica del plan de tracción. La uniformidad del efecto corrector es más favorable cuando se utilizan técnicas de fijación más altas, como la suspensión positiva o la tracción de la cama de tracción, en lugar de la tracción en voladizo.Files
latest.pdf.pdf
Files
(468.1 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:08f038b6fcb8845236c075fb9892a550
|
468.1 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تحسين معلمات الجر للجنف القطني
- Translated title (French)
- Optimisation des paramètres de traction pour la scoliose lombaire
- Translated title (Spanish)
- Optimización de los parámetros de tracción para la escoliosis lumbar
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4393009968
- DOI
- 10.21203/rs.3.rs-4035407/v1