青少年特發(fā)性脊柱側(cè)彎（AIS）是發(fā)生于青春期病因未明的復(fù)雜三維脊柱畸形，在青少年中的發(fā)病率可達2%-3%。據(jù)統(tǒng)計，我國約有至少300萬AIS患者，并且每年有幾十萬新發(fā)病例出現(xiàn)，導(dǎo)致脊柱側(cè)彎已成為繼肥胖、近視后，危害我國兒童青少年健康的第三大疾病。

日前，新苗脊柱側(cè)彎首席醫(yī)學(xué)專家楊軍林教授及其團隊在國際期刊《Medical & Biological Engineering & Computing》（IF=3.07，Q2分區(qū)）上發(fā)表了題為《Finite element analysis in brace treatment on adolescent idiopathic scoliosis》（支具治療青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸的有限元分析）的綜述論文。該研究聚焦于應(yīng)用有限元分析（FEA）技術(shù)輔助青少年特發(fā)性脊柱側(cè)彎的支具治療。

青少年特發(fā)性脊柱側(cè)彎（AIS）是一種以三維畸形為特征的肌肉骨骼疾病，其致病機理尚不完全明確。從生物力學(xué)的角度來看，學(xué)者們普遍認為Hueter-Volkmann定律（骨骺壓力法則）可以解釋AIS持續(xù)加重的機制。除了生物力學(xué)因素外，AIS的潛在病因可能涉及激素與內(nèi)分泌、基因與遺傳學(xué)、神經(jīng)系統(tǒng)等相互作用。因此，在闡明AIS致病機理和預(yù)防方法之前，對其治療的優(yōu)化至關(guān)重要。

矯形器即支具被廣泛證實是一種有效的保守治療方式，可阻止AIS的進展并糾正脊柱側(cè)彎。然而，矯形器治療周期長，其效果受個體差異和矯形器設(shè)計的影響，患者的依從性和矯形器設(shè)計師的經(jīng)驗對治療效果有直接影響。因此，需要嚴格掌握矯形器使用時間及矯形器的設(shè)計至關(guān)重要以確保治療效果的最大化。

有限元分析（FEA）是一種在工程和數(shù)學(xué)建模中用于數(shù)值解決微分方程的技術(shù)，利用簡單而又相互作用的元素（即單元），就可以用有限數(shù)量的未知量去逼近無限未知量的真實系統(tǒng)，也因此在生物力學(xué)研究中得到廣泛應(yīng)用。近年來，F(xiàn)EA在改善支具治療的臨床效果方面?zhèn)涫荜P(guān)注。

圖1：FEM脊柱的發(fā)展史。(a) 簡單梁單元脊柱模型 (b) 復(fù)合梁單元脊柱模型 (c) 脊柱節(jié)段的實體模型 (d) 全脊柱的實體模型

該綜述的重點是總結(jié)FEA技術(shù)在AIS矯形器治療中的應(yīng)用，并介紹了在構(gòu)建有限元模型（FEM）過程中可能遇到的技術(shù)選擇與優(yōu)劣。文章總結(jié)了幾何模型的構(gòu)建、材料參數(shù)、單元類型、邊界條件等方面的技術(shù)要點，并討論了FEA在矯形器治療中的不同應(yīng)用領(lǐng)域和限制。除了介紹臨床研究中的生物力學(xué)參數(shù)外，還收集了基于FEA的觀測指征。文章提供了改進支具治療的指導(dǎo)和方向，為提高矯形器的治療效果提出了初步的設(shè)想。

圖2：幾何模型的構(gòu)建方法。(a) X光掃描儀(EOS雙平面成像系統(tǒng)) (b) CT掃描儀 (c) 三維數(shù)字掃描儀 (d) CAD-CAM軟件(Rodin 4D) (e) 骨組織結(jié)構(gòu)模型 (f) 器官模型 (g) 軀干模型 (h) 矯形器模型

楊軍林教授帶領(lǐng)新苗脊柱側(cè)彎醫(yī)療團隊開展了這項研究，首次將FEA技術(shù)引入支具治療領(lǐng)域。該研究的成果為脊柱側(cè)彎的治療帶來了新的希望和進展，為臨床實踐提供了更準確、有效的治療方法。這一研究的發(fā)表標志著一個專業(yè)、科學(xué)、規(guī)范的矯形器治療體系的建立，將極大地提高支具治療的成功率。對于40度以上的大角度AIS患者以及所有輕中度脊柱側(cè)彎患者，這一研究也具有重要意義。

新苗醫(yī)療團隊在支具治療領(lǐng)域擁有深厚的理論基礎(chǔ)和數(shù)萬例支具設(shè)計適配經(jīng)驗，一直以來都以高標準的支具矯形率設(shè)計支具，以高品質(zhì)的質(zhì)量管理生產(chǎn)加工，以高舒適度的佩戴體驗完成適配，以高滿意度的服務(wù)標準接待患者。

新苗醫(yī)療團隊的努力和創(chuàng)新為青少年特發(fā)性脊柱側(cè)彎的治療開辟了新的道路，展示了中國在脊柱側(cè)彎領(lǐng)域的研究實力。我們期待這項研究的進一步發(fā)展，為更多患者帶來健康和福祉。

十多年來，新苗醫(yī)療團隊一直秉承“讓未來的孩子不用再做高風(fēng)險的脊柱側(cè)彎手術(shù)”的初心，在新苗XTS綜合防控體系指導(dǎo)下，推動開展了全國最大規(guī)模累計280+萬人次的脊柱側(cè)彎學(xué)校篩查和科普宣教；成功完成了17000+例脊柱側(cè)彎保守治療，其中1000+例按國際治療原則需要手術(shù)的40°-60°側(cè)彎患者通過保守治療，免于手術(shù)。

如今，新苗脊柱側(cè)彎醫(yī)療團隊已在上海、廣州、中山等城市建立了?？浦委熤行?，為廣大患者提供“陪伴式”、“長期跟蹤”的診療服務(wù)。同時，針對各類不便線下就診的患者，通過“視頻問醫(yī)生”提供一對一的視頻咨詢服務(wù)，患者可以足不出戶擁有自己專屬的在線醫(yī)生。

“做好一臺手術(shù)是我們的責任，減少一臺手術(shù)是我們的使命?！毙旅玑t(yī)療團隊將繼續(xù)砥礪前行，堅持提升專業(yè)水平，創(chuàng)新診療產(chǎn)品，提高服務(wù)質(zhì)量，為大家的脊柱健康保駕護航！