Simulation of Progressive Deformities in Adolescent Idiopathic Scoliosis Using a Biomechanical Model Integrating Vertebral Growth Modulation
Notice bibliographique
Résumé
While the etiology and pathogenesis of adolescent idiopathic scoliosis are still not well understood, it is generally recognized that it progresses within a biomechanical process involving asymmetrical loading of the spine and vertebral growth modulation. This study intends to develop a finite element model incorporating vertebral growth and growth modulation in order to represent the progression of scoliotic deformities. The biomechanical model was based on experimental and clinical observations, and was formulated with variables integrating a biomechanical stimulus of growth modulation along directions perpendicular (x) and parallel (y, z) to the growth plates, a sensitivity factor beta to that stimulus and time. It was integrated into a finite element model of the thoracic and lumbar spine, which was personalized to the geometry of a female subject without spinal deformity. An imbalance of 2 mm in the right direction at the 8th thoracic vertebra was imposed and two simulations were performed: one with only growth modulation perpendicular to growth plates (Sim1), and the other one with additional components in the transverse plane (Sim2). Semi-quantitative characterization of the scoliotic deformities at each growth cycle was made using regional scoliotic descriptors (thoracic Cobb angle and kyphosis) and local scoliotic descriptors (wedging angle and axial rotation of the thoracic apical vertebra). In all simulations, spinal profiles corresponded to clinically observable configurations. The Cobb angle increased non-linearly from 0.3 degree to 34 degrees (Sim1) and 20 degrees (Sim2) from the first to last growth cycle, adequately reproducing the amplifying thoracic scoliotic curve. The sagittal thoracic profile (kyphosis) remained quite constant. Similarly to clinical and experimental observations, vertebral wedging angle of the thoracic apex progressed from 2.6 degrees to 10.7 degrees (Sim1) and 7.8 degrees (Sim2) with curve progression. Concomitantly, vertebral rotation of the thoracic apex increased of 10 degrees (Sim1) and 6 degrees (Sim2) clockwise, adequately reproducing the evolution of axial rotation reported in several studies. Similar trends but of lesser magnitude (Sim2) suggests that growth modulation parallel to growth plates tend to counteract the growth modulation effects in longitudinal direction. Overall, the developed model adequately represents the self-sustaining progression of vertebral and spinal scoliotic deformities. This study demonstrates the feasibility of the modeling approach, and compared to other biomechanical studies of scoliosis it achieves a more complete representation of the scoliotic spine.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».