建立宫骶韧带和主韧带的有限元模型,分析不同工况下宫骶韧带和主韧带的应力分布及变形情况。
方法2013年11月至2014年2月在北京大学人民医院选择Ⅲ~Ⅳ度盆腔器官脱垂(POP)患者及健康女性志愿者为观察对象,分为前位子宫组和后位子宫组,选择两例POP患者及两例志愿者分别入组前位子宫组和后位子宫组。对两组妇女进行盆腔MRI扫描,基于MRI原始数据集,应用Mimics、ANSYS等软件构建宫骶韧带和主韧带的有限元模型,仿真计算不同工况下宫骶韧带和主韧带的应力分布及变形情况。
结果在各组织弹性模量一定,最大Valsalva动作产生的腹压分别为60、99、168 cmH2O (1 cmH2O=0.098 kPa)的3种不同工况下,根据目前条件及仿真推理,分析得出的趋势为:POP患者和志愿者的子宫、阴道前壁、宫骶韧带和主韧带的应力和变形主要分布于阴道前壁中下段,或者韧带与子宫颈-阴道的连接处,其中最大应力及最大位移均主要集中于阴道前壁下部区域。随最大Valsalva动作所产生腹压的增加,前位子宫组POP患者在3种不同工况下的最大应力值分别为0.027 9、0.046 0、0.078 0 MPa,最大位移值分别为9.145 5、15.090 0、25.607 0 mm,前位子宫组志愿者的最大应力值分别为0.012 6、0.020 8、0.035 3 MPa,最大位移值分别为1.816 7、2.997 5、5.086 7 mm;后位子宫组POP患者在3种不同工况下的最大应力值分别为0.069 4、0.114 6、0.194 5 MPa,最大位移值分别为11.658 0、19.236 0、32.643 0 mm,后位子宫组志愿者最大应力值分别为0.009 1、0.015 1、0.025 6 MPa,最大位移值分别为2.581 6、4.259 6、7.228 4 mm;两组的最大应力值及最大位移值均随腹压的增加而增加,POP患者的最大应力值及最大位移值均大于志愿者;在不同工况下,后位子宫组POP患者的最大应力值及最大位移值均大于前位子宫组POP患者。
结论宫骶韧带和主韧带的有限元模型完全基于MRI技术且模型真实可靠。腹压的增高会对宫骶韧带和主韧带产生较大的应力及变形,是造成韧带损伤的原因之一。