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目的建立小关节增生的、坚强固定融合的及棘突间动力固定的腰椎三维有限元模型,比较分析三种模型在各种载荷下的力学特点,并对DIAM棘突间动态稳定系统进行前瞻性的临床研究,通过分析有限元模型的力学特点及临床试验结果之间的关系,从而在生物力学理论和临床效果方面明确DIAM棘突间动态稳定系统的临床应用价值及其可行性。方法以健康中国男性志愿者为建模样本,采用计算机断层扫描(CT)获得腰椎DICOM格式的图像数据、采用激光扫描机获得DIAM棘突间动态稳定系统的图像数据并分别导入Mimics软件,在Mimics软件中绘制椎弓根螺钉,通过Mimics软件建立小关节增生的、坚强固定融合的及棘突间动力固定的腰椎L4-L5运动节段的医学仿真模型,然后将三种模型分别导入有限元分析软件Abaqus,建立三维有限元模型,分析三种模型在轴向压力和屈伸扭矩下的应力分布特点；制定DIAM棘突间动态稳定系统的临床试验方案并经伦理委员会批准后,于2006年6月至2008年1月采用DIAM棘突间动态稳定系统对8例下腰痛患者进行了前瞻性治疗研究；术前行站立腰椎正侧位+动力位X线、CTM检查,术后拍摄站立腰椎正侧位X线片,随访时拍摄站立腰椎正侧位+动力位X线片,测量棘突间隙高度、手术节段及其上下相邻节段活动度、椎间盘指数、腰前凸度数作为研究参数,选用ODI (Oswestry Disability Index)评分和VAS (Visual Analogue Scale)评分对手术效果进行评价,并分析手术疗效与各种参数的相关性；分析有限元模型的应力分布特点和DIAM系统临床研究结果之间的关系,探索DIAM系统临床有效性的生物力学理论依据。结果有限元分析发现当存在小关节增生时,各种载荷条件下上位椎体的小关节、峡部以及下位椎体小关节应力较为集中,其中上位椎体的小关节应力最高,其次为峡部,而椎间盘应力明显小于骨质结构,椎间盘纤维环后外侧应力最高；当进行坚强固定融合后,椎体小关节、峡部及纤维环后部应力明显减小,但椎弓根螺钉骨质钉道和椎弓根螺钉支架出现明显应力集中；而植入DIAM系统后,虽然应力最集中的部位仍然为上位椎体的小关节、峡部以及下位椎体小关节,但应力峰值有所减小,椎间盘纤维环后部受到的应力也明显减小,并且DIAM系统不会引起内植物本身和接触部位骨质结构的应力集中；DIAM系统前瞻性临床发现采用DIAM系统治疗后,随访时间内可获得良好的临床效果,其ODI评分、VAS评分术前与术后各时间点之间的差异有明显统计学意义(P＜0.05),术后各时间点之间的差异无统计学意义(P＞0.05)；手术节段(L4／5)活动度术前与术后各时间点之间的差异有统计学意义(P＜0.05),术后各时间点之间的差异无统计学意义(P＞0.05)；手术节段棘突间隙高度术前与术后即刻、术后3个月之间的差异有统计学意义(P＜0.05),其余各时间点之间的差异无统计学意义(P＞0.05)；手术上方邻近节段(L3／4)活动度、手术下方邻近节段(L5／S1)活动度、椎间盘指数、腰前凸度数术前、术后各时间点之间的差异无统计学意义(P＞0.05)；ODI评分、VAS评分的改善与手术节段活动度存在负相关性。结论DIAM棘突间动态稳定系统可以通过撑开棘突间隙来增大小关节间隙,从而减小上位椎体小关节、峡部以及下位椎体小关节的应力,而且不会造成内植物本身及接触部位骨质结构的应力集中,这一点明显优于椎弓根螺钉内固定+小关节融合手术；DIAM系统通过撑开棘突间隙来增大椎间隙后缘高度,从而减小纤维环后部应力,理论上可以减缓手术节段椎间盘退变；通过绑定棘突及增加周围韧带张力来减小手术节段活动度,增加手术节段稳定性,但却不会影响相邻节段活动度,理论上不会增加邻近节段退变；在病例选择合适的情况下,DIAM系统可以缓解因腰椎不稳引起的下腰痛,获得良好的短期临床疗效,其长期疗效还有待进一步临床随访观察。