青少年特发性脊柱侧弯（AIS）是发生于青春期病因未明的复杂三维脊柱畸形，在青少年中的发病率可达2%-3%。据统计，我国约有至少300万AIS患者，并且每年有几十万新发病例出现，导致脊柱侧弯已成为继肥胖、近视后，危害我国儿童青少年健康的第三大疾病。

日前，新苗脊柱侧弯首席医学专家杨军林教授及其团队在国际期刊《Medical & Biological Engineering & Computing》（IF=3.07，Q2分区）上发表了题为《Finite element analysis in brace treatment on adolescent idiopathic scoliosis》（支具治疗青少年特发性脊柱侧凸的有限元分析）的综述论文。该研究聚焦于应用有限元分析（FEA）技术辅助青少年特发性脊柱侧弯的支具治疗。

青少年特发性脊柱侧弯（AIS）是一种以三维畸形为特征的肌肉骨骼疾病，其致病机理尚不完全明确。从生物力学的角度来看，学者们普遍认为Hueter-Volkmann定律（骨骺压力法则）可以解释AIS持续加重的机制。除了生物力学因素外，AIS的潜在病因可能涉及激素与内分泌、基因与遗传学、神经系统等相互作用。因此，在阐明AIS致病机理和预防方法之前，对其治疗的优化至关重要。

矫形器即支具被广泛证实是一种有效的保守治疗方式，可阻止AIS的进展并纠正脊柱侧弯。然而，矫形器治疗周期长，其效果受个体差异和矫形器设计的影响，患者的依从性和矫形器设计师的经验对治疗效果有直接影响。因此，需要严格掌握矫形器使用时间及矫形器的设计至关重要以确保治疗效果的最大化。

有限元分析（FEA）是一种在工程和数学建模中用于数值解决微分方程的技术，利用简单而又相互作用的元素（即单元），就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统，也因此在生物力学研究中得到广泛应用。近年来，FEA在改善支具治疗的临床效果方面备受关注。

图1：FEM脊柱的发展史。(a) 简单梁单元脊柱模型 (b) 复合梁单元脊柱模型 (c) 脊柱节段的实体模型 (d) 全脊柱的实体模型

该综述的重点是总结FEA技术在AIS矫形器治疗中的应用，并介绍了在构建有限元模型（FEM）过程中可能遇到的技术选择与优劣。文章总结了几何模型的构建、材料参数、单元类型、边界条件等方面的技术要点，并讨论了FEA在矫形器治疗中的不同应用领域和限制。除了介绍临床研究中的生物力学参数外，还收集了基于FEA的观测指征。文章提供了改进支具治疗的指导和方向，为提高矫形器的治疗效果提出了初步的设想。

图2：几何模型的构建方法。(a) X光扫描仪(EOS双平面成像系统) (b) CT扫描仪 (c) 三维数字扫描仪 (d) CAD-CAM软件(Rodin 4D) (e) 骨组织结构模型 (f) 器官模型 (g) 躯干模型 (h) 矫形器模型

杨军林教授带领新苗脊柱侧弯医疗团队开展了这项研究，首次将FEA技术引入支具治疗领域。该研究的成果为脊柱侧弯的治疗带来了新的希望和进展，为临床实践提供了更准确、有效的治疗方法。这一研究的发表标志着一个专业、科学、规范的矫形器治疗体系的建立，将极大地提高支具治疗的成功率。对于40度以上的大角度AIS患者以及所有轻中度脊柱侧弯患者，这一研究也具有重要意义。

新苗医疗团队在支具治疗领域拥有深厚的理论基础和数万例支具设计适配经验，一直以来都以高标准的支具矫形率设计支具，以高品质的质量管理生产加工，以高舒适度的佩戴体验完成适配，以高满意度的服务标准接待患者。

新苗医疗团队的努力和创新为青少年特发性脊柱侧弯的治疗开辟了新的道路，展示了中国在脊柱侧弯领域的研究实力。我们期待这项研究的进一步发展，为更多患者带来健康和福祉。

十多年来，新苗医疗团队一直秉承“让未来的孩子不用再做高风险的脊柱侧弯手术”的初心，在新苗XTS综合防控体系指导下，推动开展了全国最大规模累计280+万人次的脊柱侧弯学校筛查和科普宣教；成功完成了17000+例脊柱侧弯保守治疗，其中1000+例按国际治疗原则需要手术的40°-60°侧弯患者通过保守治疗，免于手术。

如今，新苗脊柱侧弯医疗团队已在上海、广州、中山等城市建立了专科治疗中心，为广大患者提供“陪伴式”、“长期跟踪”的诊疗服务。同时，针对各类不便线下就诊的患者，通过“视频问医生”提供一对一的视频咨询服务，患者可以足不出户拥有自己专属的在线医生。

“做好一台手术是我们的责任，减少一台手术是我们的使命。”新苗医疗团队将继续砥砺前行，坚持提升专业水平，创新诊疗产品，提高服务质量，为大家的脊柱健康保驾护航！

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