脊柱侧凸治疗进展中的有限元分析

背景：脊柱侧凸是一种包括椎体水平面旋转的复杂病理特点的三维脊柱畸形。有限元分析法可取代传统的生物力学实验法进行重复实验分析以及数字化仿真模拟,在脊柱侧凸的生物力学研究中的运用日益深入。 目的：旨在强调运用有限元分析法对脊柱侧凸的支具和手术治疗方面进行简要的阐述。 方法：以＂脊柱侧凸;有限元＂为检索词,检索PubMed数据库以及万方数据库1986年1月至2013年5月文献。选择文章主要内容与脊柱侧凸治疗的有限元分析直接相关的、代表性好、相关领域权威杂志的文章共38篇进行讨论。 结果与结论：如何设计出更加符合脊柱侧凸生物力学特征的个体化支具已成为研究热点。利用多重影像学技术将肋骨、胸骨以及骨盆等引入有限元模型中,分析研究脊柱侧凸施加三维矫形力的最佳方式。研究发现施加载荷最佳的方式是在脊柱侧凸的凸侧区域。有限元分析法可预测和评估患者的矫形过程及效果,进而制定出合理的矫形治疗方案。有限元分析法模拟分析内固定器械与脊柱之间的应力分布情况,更有效的预防治疗后并发症的发生。     

有限元分析在腰椎生物力学研究中的应用

三维有限元分析方法作为脊柱生物力学研究方法之一,随着人们对脊柱力学特性的认识,有限元分析软件在国内外不断开发与应用,不但促进了有限元技术的发展,而且推动着脊柱生物力学研究更深入发展.文章介绍了有限元的概念及其原理,总结了有限元分析法在腰椎生理和病理情况下生物力学分析中的应用,概述了不同术式、内固定器械对脊柱生物力学的影响,系统的概述了有限元法在腰椎融合方面的研究,包括不同术式对椎间融合器cage的生物力学特点及其置入后对融合节段生物力学的影响,动力性融合、人工椎间盘置入对脊柱生物力学的影响,探讨了应用有限元法分析骨质疏松性腰椎椎体的应力分布、骨折发生机制,分析了肌肉在有限元分析中的作用及意义,展望了有限元法在脊柱生物力学研究中的应用前景.     

脊柱手法为主治疗腰椎间盘突出症：受累椎体X射线量化分析

背景：腰椎功能性侧凸是腰椎间盘突出症的重要体征之一,其发生原因除外神经根性刺激,还与病变节段结构生物力学紊乱密切相关。 目的：分析脊柱手法等保守治疗对腰椎间盘突出症引发脊柱功能性侧凸畸形的力学影响。 方法：选择腰椎间盘突出症伴功能性侧凸患者56例,使用冯氏脊柱关节手法配合常规方法治疗,1个疗程结束后,通过美国Logan脊柱X射线软件系统量化分析椎体的旋转值和侧弯角,同时记录采用日本骨科协会腰痛疾患评分及腰腿痛目测类比评分变化。 结果与结论：Logan 测量中发现,受累椎体恰为力学耦合反常的椎体,即“失代偿椎体”或“椎体位移”,且与脊柱手法触诊定位发现的问题移位椎体一致性很高;经手法治疗后“失代偿椎体”旋转值发生明显逆向改变,转化为力学耦合正常的“代偿椎体”,全腰椎侧弯角亦出现明显的改善,这两个指标的变化情况与日本骨科协会腰痛疾患评分评分、目测类比评分改善程度均显著相关。结果表明腰椎间盘突出症患者受累椎体的力学代偿恢复与症状学改变显著相关。提示脊柱手法以纠正“失代偿椎体”（所谓“椎体位移”征象）为原则、以恢复脊柱代偿平衡为目的的基本认识具有重要的临床意义。     

经皮椎体成形及后凸成形椎体注入材料的生物力学分析

背景:经皮椎体成形与后凸成形是脊柱外科近来发展的一项新型微创外科技术,通过经皮向压缩骨折椎体内直接注入或者先通过球囊扩张再注入骨水泥等填充物,从而增强病变椎体的力学稳定性,其治疗效果满意且并发症少,但成形后脊柱生物力学的研究也发现了一些问题.目的:探讨经皮椎体成形与后凸成形后填充材料的效应及生物力学分析.方法:应用计算机检索CNKI和PubMed数据库中1999-01/2012-08关于经皮椎体成形术/经皮椎体后凸成形术填充材料及治疗后生物力学的文章,在标题和中以“经皮椎体成形术;经皮椎体后凸成形术;聚甲基丙烯酸甲酯;骨水泥;玻璃陶瓷;生物力学;生物相容性;并发症”或“percutaneous vertebroplasty,percutaneous kyphoplasty;PMMA;cement;biomechanics;Biocompatibility;treatment”为检索词进行检索.选择文章内容与经皮椎体成形术/经皮椎体后凸成形术填充材料有关者,同一领域文献则选择近期发表或发表在权威杂志文章.初检得到132篇文献,根据纳入标准选择19篇文献进行分析.结果与结论:椎体成形的目的为最大程度上的恢复压缩椎体的刚度和抗压强度.不同的充填材料对椎体生物力学性质的影响也有不同.填充材料的发展可以有效增强骨折椎体的抗压能力和维持良好的形态学特征,并可能使骨折椎体的生物力学性质恢复到最佳的状态.     

椎体后凸成形对邻近节段力学影响的有限元分析

背景:椎体后凸成形术自应用临床以来取得了令人鼓舞的临床效果,但是术后邻近椎体发生骨折时有报道.从生物力学角度来分析邻近椎体发生骨折的可能原因具有重要价值.目的:以有限元方法观察椎体后凸成形术对相邻椎体生物力学的影响,分析相邻椎体继发骨折的原因.方法:利用MIMICS软件对1例T12压缩骨折椎体后凸成形术前后的CT图片进行预处理,后导入ABAQUS软件中建立T10～L2的三维有限元模型,设置0.3,1.0,4.0 MPa三种轴向载荷进行生物力学分析,观察不同载荷下模型整体及各部分的Von Mises应力,重点评价椎体后凸成形术对骨折相邻椎体生物力学的影响.结果与结论:成功建立了椎体后凸成形术前后的三维有限元模型,当轴向压力以0.3,1.0,4.0 MPa增加后,椎间盘、软骨终板和椎体整体的应力也成比例增加.椎体后凸成形术后脊柱胸腰段各部位的应力开始重新分布,增强椎体(T12)的相邻椎间盘(T11～12、T12～L1)及相邻终板(T11下终板、L1上终板)的应力增强区域增加;T12相邻椎体(T11,L1)所受最大应力明显增加,但远端椎体(T10,L2)的最大应力明显减少.提示椎体后凸成形术后引起上下相邻椎体继发骨折可能与术后生物力学行为的改变有关.     

有限元法分析举重运动员预备提铃动作过程中腰椎节段的受力变化

背景:多年来,国内外学者对腰椎的生物力学特性进行了大量的研究,但是由于腰椎生理结构的复杂性以及研究手段的局限性,很多问题有待于进一步探索,特别是对举重运动员腰部损伤的防治是目前亟待解决的问题.目的:建立人体完整腰段脊柱三维有限元模型,分析举重运动员预备提铃动作时腰椎节段的受力特点.方法:引入"组装搭配式"思想,利用Dicom数据,建立人体脊柱腰椎节段(L1～5)完整的、真实的三维有限元模型.并模拟举重运动员预备提铃动作时,各椎体及椎间盘所受应力情况.结果与结论:举重运动员预备提铃动作时,各椎体应力分布在椎体前下方,此处应力水平明显高于其他部位,椎体后部结构中椎弓根处出现应力集中现象,应力也处于较高水平.椎间盘应力分布在纤维环的中部和前部,但是前部更为明显.此时,不同椎体、腰椎间盘所承受的应力不同,其应力表现为自上向下呈逐渐增大趋势.各椎体的应力值大于其下方椎间盘的应力值,各椎体应力值是其下方椎间盘的四五倍.证实实验所建腰椎节段三维有限元模型可以用于模拟脊柱腰椎节段的生物力学特性研究.     

基于CT图像和逆向工程方法建立正常人体腰椎三维有限元模型

背景：利用有限元法可以分析静止及活动时正常脊柱的生物力学,并预测应力时的风险。目的：建立腰椎L3~L5三维有限元模型。方法：选取一名健康30岁男性志愿者L3~L5薄层CT扫描图像,使用工具软件Geomagic和Ansys,应用逆向工程原理构建三维有限元模型,设定边界条件进行加载,记录角位移及应力集中部位,计算模型的平均刚度。结果与结论：建立L3~L5椎体三维有限元模型,包括椎体、韧带、椎间盘、纤维环和小关节,模型总单元数51905个,通过定量和定性两方面验证模型有效。说明所建立的L3~L5椎体三维有限元模型符合脊柱生物力学特征,可用于进一步脊柱生物力学研究。     

基于CT图像和逆向工程方法建立正常人体腰椎三维有限元模型

背景:利用有限元法可以分析静止及活动时正常脊柱的生物力学,并预测应力时的风险。目的:建立腰椎L3~L5三维有限元模型。方法:选取一名健康30岁男性志愿者L3~L5薄层CT扫描图像,使用工具软件Geomagic和Ansys,应用逆向工程原理构建三维有限元模型,设定边界条件进行加载,记录角位移及应力集中部位,计算模型的平均刚度。结果与结论:建立L3~L5椎体三维有限元模型,包括椎体、韧带、椎间盘、纤维环和小关节,模型总单元数51905个,通过定量和定性两方面验证模型有效。说明所建立的L3~L5椎体三维有限元模型符合脊柱生物力学特征,可用于进一步脊柱生物力学研究。     

生物陶瓷人工椎体以及脊柱前路解剖型钢板重建椎体的生物力学评介

目的:基于胸腰椎解剖学的研究,设计制作了胸腰椎脊柱前路解剖型固定钢板以及生物陶瓷人工椎体,并对应用脊柱前路解剖型固定钢板,Kaneda装置以及牛物陶瓷人工椎体等技术重建椎体的动物脊柱标本进行了生物力学测试比较.方法:实验于2001-10/2002-06在华中科技大学力学系国家重点试验室完成.选取正常成年新鲜牛脊柱标本40具,由华中科技大学力学系试验室提供,分为正常组,生物陶瓷人工椎体组,脊柱前路解剖型固定钢板加植骨组,Kaneda装置加植骨组,单纯植骨不加任何外固定组.应用与华中科技大学力学系联合研制的生物力学测试系统,采用动态加载,应用传感器动态记录方式,对各组牛脊柱标本进行三维六度的测试分析.结果:①单纯植骨不加任何外固定组在各个方向均最不稳定.②脊柱前路解剖型同定钢板在前屈,后伸方向明显较Kaneda装置稳定.⑨在Kaneda装置的对侧即右侧:脊柱前路解剖型固定钢板在右旋,右弯方向与Kaneda装置固定效果相当,甚至稍强.④在Kaneda装置的固定侧即左侧,脊柱解剖型固定钢板的稳定性稍弱于Kaneda装置.⑤生物陶瓷人工椎体的固定效果各个方向均较为理想,明显地高于Kaneda装置固定、脊柱前路解剖型钢板的固定,与正常脊柱相当.结论:应用生物陶瓷人工椎体以及脊柱前路解剖型钢板重建椎体具有良好的生物力学稳定性.     

三维有限元法构建青少年特发性脊柱侧弯模型

背景：目前国外有很多脊柱侧凸方面的有限元研究，均是在建立良好的有限元脊柱侧凸模型基础上进行的，但是国内尚未有建立脊柱侧凸有限元模型的报道。 目的：利用有限元分析软件abaqus建立青少年特发性脊柱侧弯三维实体有限元模型。 设计、时间及地点：三维有限元建模，于2007—08／2008—05在北京协和医院生物力学实验室完成。 对象：经北京协和医院选取女性志愿者1名，17岁，发现脊柱侧凸4年，为双弯畸形。上弯为胸弯，下弯为腰弯，Risser征Ⅳ度。 方法：获得青少年特发性脊柱侧弯患者的CT资料，导入医学建模软件mimicsll．11，获得医学仿真模型。利用获得青少年特发性脊柱侧弯患者医学仿真模型，导入有限元分析软件abaqus6．7，通过表面网格体网格化、定义材质属性、定义接触、定义连接、模拟韧带等建立PUMCⅡdⅡ型青少年特发性脊柱侧弯患者有限元分析模型。 主要观察指标：建立模型的节点和单元数、韧带的弹簧单元模拟数目、表面接触数目。 结果：建立的特发性脊柱侧弯有限元模型，共包含节点数：648034，单元数：3074881，单元类型为C3D4，为一阶单兀，共计定义表面224个，表面问接触34对，表面间绑定78对（tie接触），定义弹簧单元162个。 结论：利用计算机软件abaqus成功地建立特发性脊柱侧弯的有限元模型，具有良好的仿生效果及生物逼真度。     

本期专题：有限元分析在脊柱外科生物力学研究中的应用（本刊中文部）

1体外生物力学评价上胸椎前路钛板内固定装置的三维运动稳定性,见2011年15卷17期3119—3123页。 2椎体后凸成形后相邻椎体生物力学的有限元分析,见2010年14卷4期598—602页。 3椎体后凸成形对邻近节段力学影响的有限元分析,见2010年14卷35期6461—6465页。4有限元法分析举重运动员预备提铃动作过程中腰椎节段的受力变化,见2010年14卷35期6517—6519页。     

骨质疏松腰椎三维有限元数字化模型的建立

目的:探讨利用螺旋CT建立骨质疏松腰椎三维有限元模型的高度数字化方法,以为腰椎骨质疏松的生物力学实验提供标准模型。方法:实验于2004-06/10在南方医科大学生物力学实验室完成。选取老年男性正常人体脊柱标本1具,范围从L4～L5,先行X线检查以排除可见的脊椎病变及损害。经螺旋CT沿横断面1mm层厚扫描,以jpg格式输出其断面图像并转入微机保存。利用三维重建软件Mimics建立L4～L5段正常脊柱骨性结构的三维模型,再经过自由造型系统进行表面光滑化处理及对1mm层厚引起的数据丢失予以修补。利用有限元软件Ansys的前处理功能,在脊柱模型骨性结构的基础上,补充建立终板、椎间盘、髓核、前纵韧带、后纵韧带、黄韧带、棘间韧带、棘上韧带等结构。采用合适的材料性质和实体单元类型对模型进行智能有限元网格划分。结果:①正常腰段脊柱三维模型有限元网格划分结果:利用三维重建软件Mimics和有限元软件Ansys成功进行正常腰段脊柱三维模型有限元网格划分。共有82563个单元,131204个节点,建成后的三维有限元模型与实体组织具有良好的几何相似性。②骨质疏松腰椎三维有限元模型的建立:利用有限元软件Ansys的前处理功能,对不同组织的物理特性进行定义,椎体和后部结构的弹性模量均减少30%左右,符合真实的生物力学要求,真实模拟了骨质疏松椎体的材料特性,成功建立骨质疏松腰椎三维有限元模型。结论:建立的骨质疏松腰椎三维有限元模型接近真实的生物力学标本,是理想的研究骨质疏松腰椎生物力学的数字化模型,可应用于骨质疏松腰椎损伤程度的评估。     

骨质疏松腰椎三维有限元数字化模型的建立

目的：探讨利用螺旋CT建立骨质疏松腰椎三维有限元模型的高度数字化方法，以为腰椎骨质疏松的生物力学实验提供标准模型。方法：实验于2004-06／10在南方医科大学生物力学实验室完成。选取老年男性正常人体脊柱标本1具，范围从L4-L5,先行X线检查以排除可见的脊椎病变及损害。经螺旋CT沿横断面1mm层厚扫描，以jpg格式输出其断面图像并转人微机保存。利用三维重建软件Mimics建立L4-L5段正常脊柱骨性结构的三维模型，再经过自由造型系统进行表面光滑化处理及对1mm层厚引起的数据丢失予以修补。利用有限元软件Ansys的前处理功能，在脊柱模型骨性结构的基础上，补充建立终板、椎间盘、髓核、前纵韧带、后纵韧带、黄韧带、棘间韧带、棘上韧带等结构。采用合适的材料性质和实体单元类型对模型进行智能有限元网格划分。结果：①正常腰段脊柱三维模型有限元网格划分结果：利用三维重建软件Mimics和有限元软件Ansys成功进行正常腰段脊柱三维模型有限元网格划分。共有82563个单元，131204个节点，建成后的三维有限元模型与实体组织具有良好的几何相似性。②骨质疏松腰椎三维有限元模型的建立：利用有限元软件Ansys的前处理功能，对不同组织的物理特性进行定义，椎体和后部结构的弹性模量均减少30％左右，符合真实的生物力学要求，真实模拟了骨质疏松椎体的材料特性，成功建立骨质疏松腰椎三维有限元模型。结论：建立的骨质疏松腰椎三维有限元模型接近真实的生物力学标本，是理想的研究骨质疏松腰椎生物力学的数字化模型，可应用于骨质疏松腰椎损伤程度的评估。     

CT扫描结合逆向工程软件建立下胸椎三维有限元模型

背景:脊柱生物力学的研究有赖于三维有限元模型的建立,对于下胸椎的生物力学研究,由于其结构特点,使其对有限元模型的准确性和精确性要求更高.目前脊柱有限元研究通常以颈、腰段为多见,对于下胸段方面的研究,目前文献报道不多.目的:通过CT扫描结合逆向工程软件建立下胸椎三维有限元模型,为其进一步生物力学研究奠定基础.方法:选择内蒙古医学院附属医院影像科标本1例,志愿者无脊柱疾患和骨质疏松,对试验方案知情同意.利用非脊柱疾患病例CT资料,利用医学图像处理软件Mimics实现直接从CT图像中提取数据,再利用逆向工程技术平台Geomagic,在可视化的界面下对模型进行修改,建立人完整下胸椎、椎间盘及韧带的有限元模型.结果及结论:利用Mimics,Geomagic等逆向工程软件,结合CT技术对人下胸椎进行了三维重建,精确再现了下胸椎外形解剖特征,实现了对椎体组织内部不同结构的精细区分,下胸椎共具有112 540个四面体单元.提示此方法可以提高建模的效率和可操作性,能够成功的建立符合实验要求的下胸椎有限元模型.     

腰椎运动节段新型有限元模型建立及其生物力学意义

背景腰椎力学性质较常见的研究方法有动物模型、物理模型和尸体模型,但每种都存在一定局限性.目的建立腰椎运动节段的有限元模型,为腰椎生物力学研究提供理论依据.设计以健康志愿者为研究对象的单一样本研究.单位一所大学医院的骨科.对象实验于2003-12/2004-08在中南大学湘雅医院骨科研究室完成.选择1名健康男性志愿者作为模拟对象.方法对1名健康志愿者脊柱T12～S1节段进行层厚2 mm的连续扫描,共获得CT断层图像264幅,将CT扫描的腰椎图像结合人体解剖学数据通过3DSMAX软件建模形成正常中国男性L4-5运动节段的三维模型,用有限元分析软件SAP2000转换成有限元模型.主要观察指标①3DSMAX软件中椎体、椎间盘模型.②SAP2000软件中运动节段有限元模型.结果建立了腰椎L4～5节段的有限元模型,模型总节点数为2 120个,包括1728个Solid单元,592个Area单元,50个Link单元.结论通过CT断层扫描、图像数字化处理及计算机辅助设计等方法,可以建立腰椎运动节段的有限元模型,用于脊柱生物力学的进一步研究.     

腰椎运动节段新型有限元模型建立及其生物力学意义

背景:腰椎力学性质较常见的研究方法有动物模型、物理模型和尸体模型,但每种都存在一定局限性.目的:建立腰椎运动节段的有限元模型,为腰椎生物力学研究提供理论依据.设计:以健康志愿者为研究对象的单一样本研究.单位:一所大学医院的骨科.对象:实验于2003-12/2004-08在中南大学湘雅医院骨科研究室完成.选择1名健康男性志愿者作为模拟对象.方法:对1名健康志愿者脊柱T12～S1节段进行层厚2 mm的连续扫描,共获得CT断层图像264幅,将CT扫描的腰椎图像结合人体解剖学数据通过3DSMAX软件建模形成正常中国男性L4-5运动节段的三维模型,用有限元分析软件SAP2000转换成有限元模型.主要观察指标:①3DSMAX软件中椎体、椎间盘模型.②SAP2000软件中运动节段有限元模型.结果:建立了腰椎L4～5节段的有限元模型,模型总节点数为2 120个,包括1728个Solid单元,592个Area单元,50个Link单元.结论:通过CT断层扫描、图像数字化处理及计算机辅助设计等方法,可以建立腰椎运动节段的有限元模型,用于脊柱生物力学的进一步研究.     

应用三维有限元法评估聚甲基丙烯酸甲酯和磷酸钙骨水泥铸件的力学特征

目的:聚甲基丙烯酸甲酯和磷酸钙骨水泥作为经皮椎体后凸成形术填充物,应用三维有限元分析法比较两种材料治疗骨质疏松性椎体压缩骨折的生物学效应。方法:实验于2003-03/09在南通医学院第一附属医院骨科和上海大学上海生物力学工程研究所合作完成。①利用WD-5型万能材料机测量聚甲基丙烯酸甲酯和磷酸钙骨水泥铸件力学性质。②选取骨质疏松患者1例(患者知情同意),排除其他疾患,应用CT扫描技术、图形数字化方法获取胸腰段的三维坐标,利用ANSYS5.0有限元分析软件等工具建立骨质疏松患者胸腰段的三维有限元模型。③模拟L1经皮椎体后凸成形术,对其和相邻椎体及椎间盘的负荷传递、应力、位移等进行分析。结果:①获取了精确的T11￣L3的多排螺旋CT扫描断层影像数据,经ANSYS5.0软件处理后得到4718个节点,1642个薄极单元,4495个八节点等参单元的骨质疏松患者胸腰段三维有限元力学模型。②采用聚甲基丙烯酸甲酯作为经皮椎体后凸成形术的填充物,比骨质疏松椎体应力增加了近15%。后部结构的应力平均增加13.2%,其中椎弓根增加5.9%,峡部增加6.25%,关节点增加27.6%。聚甲基丙烯酸甲酯在稳定椎体、恢复强度和刚度的同时,可能使其后部结构及相邻腰椎出现应力集中现象。③采用磷酸钙骨水泥作为椎体成形术填充物,比骨质疏松椎体应力平均增加了7%,应力集中现象明显小于聚甲基丙烯酸甲酯。结论:三维有限元力学分析表明两种材料均提高了椎体的抗变形能力,有利于椎体功能的重建。与聚甲基丙烯酸甲酯相比,磷酸钙骨水泥能减少成形椎体和相邻椎体之间的应力梯度,从长远看,能减少椎体退变和相邻椎体骨折的机会。     

有限元法在脊柱结构和腰椎融合生物力学评价中的应用

有限元分析法可对形态、结构、材料和载荷情况极其复杂的构件进行应力、应变分析,而且具有力学性能测试全面,可重复性,可控性等优点,目前已广泛地应用于脊柱的复杂结构生物力学研究中。文章简单介绍了几种常用的有限元分析软件的特点,概括了椎体、椎间盘、附件结构和韧带组织和肌肉的生物力学特点,并且较细致地总结了有限元法在腰椎融合方面的研究成果,其中包括对椎间融合器cage的生物力学特点及其置入后对融合节段生物力学的影响,及相关的术式选择,动力性融合,人工椎间盘置入对脊柱生物力学的影响,脊柱肿瘤切除术不同融合方式的生物力学比较。认为有限元法能帮助理解脊柱复杂结构的生物力学,进而为腰椎融合手术方法选择提供生物力学上的参考。     

青少年脊柱侧凸的生物力学因素相关性研究

目的研究青少年脊柱侧凸与各种生物力学因素的关系。方法 2016年12月,对昭通市昭阳区沙坝小学的637例4~6年级学生进行脊柱侧凸筛查,最终对经拍摄脊柱全长X线确诊的脊柱侧凸患者(病例组,n=19)进行病例对照研究,依据匹配标准纳入42例学生作为对照组,对两组进行11个生物力学因素的分析评估,包括高低肩、颈侧屈、颈旋转、胸侧屈、胸旋转、腰侧屈、腰旋转、骨盆侧倾、骨盆前后倾、长短腿和足弓类型。采用二分类Logistic回归分析进行相关性分析。结果与结论高低肩、胸旋转不对称、骨盆侧倾、长短腿、扁平足是脊柱侧凸的危险因素(P0.05)。临床上对有脊柱不对称的患者,应进行详细的姿势评估,发现导致异常姿势的生物力学因素,从而进行更有针对性的医疗干预。     

三维有限元在正常与后凸畸形胸腰椎体力学性能比较中的应用

目的:比较分析T12、L1脊柱椎体下表面在纵向压缩载荷下的应力分布及变化趋势,为胸腰段脊柱后凸畸形患者的治疗及康复提供生物力学依据。方法:通过新鲜脊柱标本CT扫描影像建立正常的T10-L2段脊柱三维计算机模型,再通过自由造型系统重建脊柱后凸畸形15°模型。对两种模型均施加纵向800N压缩载荷,比较分析T12、L1椎体下表面的应力分布及变化趋势。结果:正常T12、L1椎体在承受纵向压缩载荷时,主要载荷集中在椎体后部以及脊柱的后部结构;后凸畸形T12、L1脊柱主要靠椎体承受纵向压缩载荷,且载荷主要集中于椎体前部。结论:在纵向压缩载荷下,正常脊柱T12-L1段椎体后部容易损伤和骨折,后凸脊柱T12-L1段椎体前部容易损伤和骨折。