背景镍钛记忆合金具有形状记忆和超弹性特点,在医学上已得到广泛的使用,但在脊柱外科矫形领域报导不多,主要集中在特发性脊柱侧凸前路U型记忆合金钉的应用方面,解放军总医院自80年代开始应用记忆合金棒治疗脊柱侧弯,经历了第一代及第二代形状记忆合金矫形系统,但基于对镍毒性的考虑未在临床广泛应用。国外学者也进行了记忆合金棒矫形的动物实验研究,但未见临床报导。近年来,解放军总医院在原来研究基础上发明了作为矫形工具使用的记忆合金棒,在脊柱侧凸矫形过程中作为一种工具使用,并在脊柱侧凸畸形矫正应用中得到了临床验证。在应用中记忆合金棒在侧凸凹侧作为矫形工具使用,在侧凸凸侧及双侧同时矫形效果未知；为了增加脊柱侧凸横断面矫形效果设计了矩形横截面的记忆合金棒,效果尚未得到验证。有限元分析法作为一种新兴的研究方法因其无创、简便及可重复性在脊柱畸形的研究中有越来越重要的地位。本研究借助有限元分析的方法试图解决以上问题。目的一、建立记忆合金棒矫正特发性脊柱侧凸的有限元模型并进行验证。二、在脊柱侧凸有限元模型上进行圆形记忆合金棒在脊柱侧凸凹侧、凸侧及双侧同时矫形模拟并对矫形结果进行比较分析。三、新型矩形记忆合金棒的设计及进行脊柱侧凸矫形有限元模拟并与圆形记忆合金棒矫形效果进行比较分析。方法一、临床收集青少年特发性脊柱侧凸(LENKE1型)患者1例,排除其他疾病,患者行西门子螺旋CT检查,收集椎体数据资料。应用MIMICS,Rapidform,ABAQUS软件建立脊柱三维有限元模型,在模型上行记忆合金棒矫形模拟并与临床结果比对,验证模型的有效性。二、在脊柱侧凸有限元模型上分别模拟圆形记忆合金棒凸侧、凹侧矫形和双侧圆形记忆合金棒矫形过程,对矫形结果进行测量,比较Cobb角的变化角度,椎体观测点的各方向距离及角度位移,分析三种不同矫形方式的优劣。三、根据圆形记忆棒设计经验和椎弓根钉尾帽尺寸,设计新型矩形合金棒,其横截面为5.5×7.5毫米的矩形。然后在有限元模型上模拟圆棒、矩形棒结合万向椎弓根螺钉、矩形记忆合金棒结合单向椎弓根螺钉的矫形效果,并对矫形结果进行比较分析。结果一、成功建立了特发性脊柱侧凸有限元模型,模拟了单侧记忆合金棒矫形并与实际临床结果进行了比较,二者结果相近,说明模型具有有效性。二、成功模拟了三种矫形方式,其中凹侧和凸侧单侧矫形在冠状面无明显差异,凹侧记忆合金棒在矢状位序列的保持上具有优势,双侧矫形相对于单侧矫形在冠状面具有更强的矫形作用。三、成功模拟了矩形记忆合金棒的矫形方式,相对于圆形记忆合金棒,矩形记忆合金棒结合万向椎弓根螺钉,矫形结果相差不大,矩形记忆合金棒结合单向椎弓根螺钉在冠状面矫形无明显区别,但在横断面畸形矫正上矫正作用更强。结论有限元分析法能成功应用于特发性脊柱侧凸矫形的研究,与临床实际情况有较高的相似性,可作为一种模拟和结果分析的工具。在有限元模拟的记忆合金棒矫形结果中双侧记忆合金棒相对于单侧记忆合金棒在冠状面的矫形作用较强。新型矩形记忆合金棒配合单向椎弓根螺钉在横断面旋转畸形的矫正中可能更具有优势。