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近年來，隨著計算機技術的發展，使得有限元分析方法在生物力學研究領域得到了廣泛的應用，也得到臨床工作者的廣泛關注，并日益成為研究熱點。有限元方法臨床應用的范圍也更加廣泛，涉及脊柱、肘關節顱底、骨盆、膝關節、肌腱、假肢等領域。脊柱腰段的解剖結構復雜，生理功能重要，臨床的病變及損傷非常多見。骨質疏松是一種常見的老年性退性病變，發病率高達6.6%，它是導致老年人脊柱骨折的重要原因。利用患者的影像數據建立有限元數字模型，進而進行生物力學分析，對脊柱病變的預防、診斷及治療都有重要意義。
實驗建立的正常脊柱腰段及骨質疏松的三維有限元數字模型，可以旋轉，方便從多角度進行觀察；具有良好的幾何相似性，適合用來進行生物力學研究。該模型的特點：①腰椎影像數據的采集，采用德國西門子公司Somatom64型全身CT機掃描，具有圖像質量好，成像速度快，不遺漏病變等優點。實驗采用薄層螺旋CT掃描技術，保證了三維重建數據的精度來源。②MIMICS10.0結合Geomagic9.0軟件聯合建立腰椎及椎間盤三維模型方便快速，最終生成的實體模型三維可視效果好，空間結構的測量精度高，單元劃分精細，更加接近解剖特點和臨床要求。
所得到的圖像格式可以導入大型工程力學軟件Ansys，使對脊柱腰段各結構進行生物力學研究成為可能。③骨質疏松模型是根據CT值減量賦值，這樣比較符合骨質疏松患者骨量減少的實際情況，模型的可信度較高。實驗建立了腰椎及椎間盤及骨質疏松的可視化三維模型，建成的模型可以任意旋轉觀察，隨意選擇感興趣的部位，并對其余部位進行隱藏，這是CT機載軟件所無法達到的。準確地反映了腰椎及椎間盤復雜的解剖結構和骨質疏松各結構之間的關系，為教學和臨床診斷提供了可靠的資料，也為今后的有限元力學分析及模擬手術奠定了良好的基礎。
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