脊椎疾病是一种常见的老年疾病,在我国的发病率高达百分之九十七。目前,对于脊椎病治疗一般先采用非手术的方法。如果病情比较严重且非手术方法效果不,则采用手术方法。但由于人体脊椎结构的复杂性,在手术实施之前很难对手术过程有准确的评估,这样就容易导致手术效果不理想。另外,手术之后对于手术的效果评估也很难进行。为了能够更好地解决现在存在的各类问题,此项目拟在用MRI(Magnetic Resonance Imaging)和CT图像进行三维重建之后,再采用有限元方法进行脊椎模型的应力和位移分析。其中,三维重建使用的是逐层扫描的脊椎图片,对图片进行重采样、逐层划分、填充、过滤、光滑处理之后,各层图片组合在一起建立脊椎的三维模型。项目中,分别对青年正常脊椎、青年病变脊椎、老年正常脊椎进行建模,不同的模型在材料属性和物理形态方面都存在差异,建模之后对模型进行有限元分析,建模主要使用的软件是Simpleware,分析求解使用的软件是ANSYS。建模之后要对不同的模型施加相同的载荷模拟脊椎的各种运动,并对得到的结果进行分析。主要分析过程涉及了青年正常脊椎模型和青年病变脊椎模型在受相同的载荷作用时所承受应力和发生位移的对比结果,以及老年正常脊椎模型和青年正常脊椎模型在受相同载荷作用的情况下所受应力和发生位移的对比结果。通过对比应力数据和位移数据,可以分析出不同的脊椎模型之间存在的差异,这对脊椎的研究和脊椎疾病的治疗具有重要意义。通过对比应力数据和位移数据,可以分析出不同的脊椎模型之间存在的差异,这对脊椎的研究和脊椎疾病的治疗具有重要指导意义。这样可以在手术之前模拟手术过程,达到帮助医生制定合理手术方案的目的。在手术之后,也可以分析手术的效果,并且给出病人适当的建议。本课题来源于国家自然基金项目“脊椎腰骶段的生物力学建模及手术评价体系研究”。项目中还存在一些不足:脊椎只添加了三条主要韧带,病变模型只考虑了腰椎间盘突出一种情况,没有考虑肌肉等其它组织。接下来计划完善模型,增添其它韧带和肌肉组织,另外,还考虑分析其病变模型。