根据临床CT断层扫描数据，利用医学三维重构软件MIMICS，建立了正常腰45的三维有限模型，包括椎弓根螺钉固定+Ti椎间融合器、椎弓根螺钉固定+Peek椎间融合器模型

在腰椎前后伸、左右侧屈及左右旋转六种工况下计算腰椎活动范围（用L4一L5节段角位移或水平位移表示）

建立正常高原地区腰椎运动的有限元模型
选择男性腰椎案例，依据X光图片重构高原地区正常腰椎运动的三维模型，结合实际受力条件，并考虑其约束条件，采用有限元分析软件建立正常腰椎L4～5节段的有限元模型，并添加必要的韧带和关节囊

分析比较腰椎经椎弓根螺钉固定后不同融合材料的生物力学特性
在建立正常腰椎有限元模型的基础上，针对腰椎滑脱治疗中的椎弓根螺钉固定技术，分析其螺钉承受的应力应变关系，研究Ti(钛)和Peek(聚醚醚酮)两种融合材料的椎间融合器的生物力学特性
研究目的
本课题针对腰椎滑脱临床手术中应用到的椎弓根螺钉固定结合椎间融合器技术，采用计算机模拟方法，分析器械和腰椎的生物力学特性，验证手术的有效性及合理性，为该手术方法的应用和发展提供生物力学方面的科学依据。

正常腰椎三维模型重建
选取高原地区男性正常腰椎的断层CT影像，经预处理后，利用医学图像重构软件MIMICS建立腰椎L4～L5节段的三维模型
腰椎有限元模型建立与分析、

利用有限元分析软件对上述三维模型进行网格划分，并添加合适的单元类型和材料属性，参考现有的解剖文献和手术实际情况，模拟其韧带载荷和约束条件
不同固定系统生物力学比较与对照

比较Ti和Peek两种不同材料椎间融合器的生物力学特性；分析器械在不同状态下的应力应变改变的规律，探讨生物力学对器械设计的影响，从而降低手术翻修率，减少患者痛苦

MIMICS软件界面

有限元建模

三维重构几何模型                                         三维有限元模型

Ti模型计算结果—整体位移云图

Ti模型计算结果—整体应力云图

Ti模型计算结果—Ti融合器应力云图

Ti模型计算结果—钉棒应力云图

Ti模型计算结果—螺钉应力云图

Peek模型计算结果—整体位移云图

Peek模型计算结果—整体应力云图

Peek模型计算结果—Peek融合器应力云图

Peek模型计算结果—钉棒应力云图

Peek模型计算结果—螺钉应力云图

计算结果汇总