目的:通过比较不同等级阴道后壁脱垂女性的静息态与最大Valsalva状态下的磁共振图像,探讨力学因素在阴道后壁及相关支持结构的运动变化中的作用机制;借助不同计算机软件,探讨阴道后壁及相关支持结构的有限元模型的构建方法;利用构建的有限元模型模拟阴道后壁支持结构不同状态的损伤,探讨阴道后壁各部分支持结构对最大应力的影响,从力学角度探讨阴道后壁脱垂的发病机制。方法:1.根据阴道后壁脱垂的磁共振图像分级标准,选择我院就诊的62例不同等级阴道后壁脱垂患者及12例无盆腔脏器脱垂的健康未产女性志愿者的静息态和最大Valsalva状态下的盆腔磁共振图像,分别测量阴道后壁顶端、宫颈最远端、阴道后壁末端、会阴体中点、沿阴道后壁分布的9个平均点、阴道后壁总长度、阴道后壁直线距离、肛提肌参数(包括肛提肌裂隙前后径、肛提肌裂隙横径、肛管直肠角、提肌板角、肛管直肠连接部至SCIPP的垂直距离、泌尿生殖裂隙等的变化值。采用单因素方差分析联合随后多重比较法检验各测量值在不同脱垂组间的差异,Spearman秩相关检验脱垂级别与测量值及各测量值之间的相关性。2.以健康未孕女性的磁共振图像为原始数据,选择医学图像重建软件3D Slicer、逆向工程软件Geomagic studio、有限元前处理软件ANSA及有限元分析软件ANSYS,通过各种不同格式的转换,构建阴道后壁及相关支持结构的有限元模型。3.模拟腹内压的作用,对构建的阴道后壁及相关支持结构的有限元模型进行受力分析,得到的最大应力的部位及趋势与其他相同条件下建立的模型进行对比,来验证模型的有效性。4.结合正交试验设计表,模拟阴道后壁支持结构不同部位及不同程度的损伤,观察阴道后壁支持系统在腹内压作用下最大应力出现的部位。结果:1.5组不同等级阴道后壁脱垂女性的临床妇科检查的POP-Q评分中,D点和Bp点的平均值差异有统计学意义。在阴道后壁脱垂Ⅲ级组中,阴道顶端、宫颈末端、阴道末端、会阴体中点、肛提肌参数、泌尿生殖裂隙及沿阴道后壁分布的9个平均点(除外点2和4)的位移变化与其他等级组之间的差异有统计学意义。虽然点2和点4的位移变化值与其他组的差异无统计学意义,但其实际测量值也是最大的。2.5组不同等级阴道后壁脱垂女性磁共振图像上的测量变化值:从0级到Ⅲ级,阴道顶端、宫颈末端、肛提肌参数及脱垂径线的变化值逐渐增加;从Ⅲ级到Ⅳ级,除提肌板角、直肠肛管角及脱垂径线的变化值继续增加外,阴道顶端、宫颈末端、肛提肌裂隙前后径、肛提肌裂隙横径及肛管直肠连接部至耻骨尾骨线的垂直距离的变化值则减少。而阴道中段、阴道末端及会阴体中点的变化值从0到Ⅱ级逐渐减少,从Ⅱ到Ⅲ级反而增加,从Ⅲ级到Ⅳ级再次下降。3.在“隐性”脱垂阶段,肛提肌参数、第2水平支持结构的变化值与泌尿生殖裂隙的变化值相关,且相关系数逐渐下降,而第3水平支持结构的变化值与泌尿生殖裂隙的变化值无相关关系。在“显性”脱垂阶段,第1水平支持结构、肛提肌参数、第2水平支持结构、第3支持水平及泌尿生殖裂隙的变化值之间均存在相关关系,且第1水平支持结构的变化值与其他结构的变化值的相关系数最大。阴道后壁脱垂等级与LPA、直肠肛管角及脱垂径线及阴道后壁全长的变化值呈相关关系,与阴道后壁直线距离的变化值无相关关系。4.选择健康未孕女性的DICOM格式的磁共振图像,导入3D Slicer软件中构建成*.stl格式的三维几何模型,经Geomagic Studio软件优化为*.iges格式的曲面模型,在ANSA软件中进行网格划分并保存为CAD格式,生成有限元模型。5.本研究构建的阴道后壁及相关支持系统的有限元模型,在支持结构无损伤情况下进行受力分析,发现最大应力位于阴道后壁中下段,与其他相同条件下建立的模型进行比对,二者具有相同的应力趋势,因此证明了该模型的有效性,可用于后续的数值模拟。6.当子宫主骶韧带约束为零时,最大应力出现在肛提肌前端;随着肛提肌损伤程度的增加,最大应力的位置由上向下从主骶韧带与子宫-阴道交界处转移至会阴体两旁。7.选择5因素3水平正交表安排试验,对阴道后壁相关支持结构进行不同程度损伤及不同部位损伤的受力模拟,发现子宫主骶韧带、会阴体、肛提肌、直肠阴道筋膜及阴道旁支持结构对阴道后壁支持系统最大应力的影响逐渐减小。结论:1.通过对比不同等级阴道后壁脱垂患者静息态和最大Valsalva状态下磁共振图像中的变化,发现阴道后壁及相关解剖结构的运动规律,并反向推测形成该变化的力学因素及阴道后壁脱垂的力学机制。2.在阴道后壁脱垂发生过程中,阴道后壁支持结构及阴道后壁本身均发生改变。肛提肌损伤是阴道后壁脱垂发生的基础,第1水平支持结构在阴道后壁支持系统中的作用最强,第3水平及第2水平依次减弱。3.通过多种软件之间进行阴道后壁及支持系统的有限元模型的重建,可为其他复杂不规则的人体模型所借鉴。4.结合有限元受力分析和正交试验设计,发现第1水平、第3水平及第2水平支持结构对支持系统的影响逐渐减小,且肛提肌结构和功能的完整性是承受压力差的重要部分。