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近年來，隨著計算機技術的發(fā)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(jié)顱底、骨盆、膝關節(jié)、肌腱、假肢等領域。脊柱腰段的解剖結(jié)構復雜，生理功能重要，臨床的病變及損傷非常多見。骨質(zhì)疏松是一種常見的老年性退性病變，發(fā)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(shù)據(jù)建立有限元數(shù)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(zhì)疏松的三維有限元數(shù)字模型，可以旋轉(zhuǎn)，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(shù)據(jù)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(zhì)量好，成像速度快，不遺漏病變等優(yōu)點。實驗采用薄層螺旋CT掃描技術，保證了三維重建數(shù)據(jù)的精度來源。②MIMICS10.0結(jié)合Geomagic9.0軟件聯(lián)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(jié)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(jié)構進行生物力學研究成為可能。③骨質(zhì)疏松模型是根據(jù)CT值減量賦值，這樣比較符合骨質(zhì)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(zhì)疏松的可視化三維模型，建成的模型可以任意旋轉(zhuǎn)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(jié)構和骨質(zhì)疏松各結(jié)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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