目的通过螺旋CT连续扫描,获得退变性腰椎侧凸患者的CT影像学资料,导入计算机辅助工程软件进行图像处理分析,建立三维有限元模型,依据有限元模型材料添加材料属性,在模型上行不同的手术方案。测量退变性腰椎侧凸患者各个节段的椎体、椎间盘、钉棒系统等的应力分布,为相邻节段退变的研究提供依据。方法收集1例退变性腰椎侧凸的患者,成功获取其完整Dicom格式的CT图像。将CT扫描的影像资料输入mimics软件,得到清晰的骨骼轮廓,对其进行Mask蒙皮处理之后,以STL格式文件导出。将STL文件读入Geomagic,对三维模型进行一系列图像处理,然后对模型进行曲面片分布操作,最后封装曲面实体化,生成三维图形IGES文件格式。将各个骨头轮廓建好之后,利用Solidworks建立纤维环和髓核等结构,然后导入Workbench,结合生理位置将各条韧带用线连接,建立完整T1-S1模型,并选取其中的T9-L5模型作为研究资料。在建立的有限元模型基础上,对T10-T11椎间盘进行切除,植入椎间融合器,建立包含钉棒内固定系统及融合器的脊柱侧凸矫正模型。约束L5下终板全部6个自由度,在T9顶部施加10Nm的力矩,使模型产生前屈后伸、左右侧弯、左右旋转六种工况。研究不同手术方案,对于相邻节段椎体、椎间盘、钉棒系统的应力影响。结果本研究建立了包括椎弓根螺钉内固定系统、椎间融合器、胸腰椎椎体、椎间盘及相应的韧带结构等的退变性腰椎侧凸患者的有限元模型。无椎间融合器组模型:单元数338690个,节点数559489个。有椎间融合器组模型:单元数341868个,节点数566573个。根据两种手术方案,测量出各节段椎弓根螺钉、连接棒、椎体、椎间盘在相同载荷下的应力情况。有融合器组与无融合器组其整体位移比较发现,植入椎间融合器后整体刚度增强,六种方向荷载作用下位移均减小,即实际活动度减小,差异有统计学意义。有融合器组与无融合器组相比,植入椎间融合器后椎体的最大应力值变大,差异有统计学意义,有融合器组的椎体最大应力集中于T11椎体处。有融合器组与无融合器组相比,椎间盘的最大应力值均集中于T9-T10间盘,植入融合器后,邻近节段的椎间盘应力有所改变,左右旋转工况下应力减小,其他荷载方向下有所增加,差异无统计学意义。有融合器组与无融合器组相比,钉棒的最大应力值均集中于T10处,钉棒应力在前屈后伸及左右旋转减小,而左右侧弯相差不大,差异无统计学意义。结论1、长节段内固定融合术后,使整体刚度增加,实际活动度减小,可加速邻近节段的退变;2、长节段内固定融合术后,使相邻节段的椎间盘、钉棒内固定系统应力集中,可加速邻近节段的退变;3、针对退变性腰椎侧凸患者,行长节段内固定融合术即可,无需在最上端固定节段植入椎间融合器;4、有限元法可较准确、直观的研究退变性腰椎侧弯,对于不同患者的个体化治疗有重要的参考价值。