背景:国内外已有学者将有限元分析用于脊柱的生物力学模拟,但对人工椎间盘置换前后腰椎生物力学系统的有限元模拟报道较少。目的:实验建立腰椎运动节段SB-ChaiteIII型人工椎间盘置换的新型三维有限元模型,并在此基础上进行有限元分析。设计、时间及地点:观察性实验于2003-12/2004-08在中南大学湘雅医院骨科研究室完成。对象:选择1名健康成年男性志愿者作为模拟对象,对脊柱T12~S1节段进行层厚2mm的连续扫描,共获得CT断层图像264幅,并对CT图像每隔15°进行三维重建,获取用于建立三维模型的相关数据。方法:将CT扫描的腰椎图像结合人体解剖学数据通过3DSMAX软件建模形成正常中国男性L4~5运动节段的三维模型。主要观察指标:结合SB-ChaiteⅢ型人工椎间盘的三维模型,用有限元分析软件SAP2000转换成有限元模型。结果:成功建立了腰椎运动节段的三维模型和有限元模型。L4~5节段SB-ChaiteⅢ型人工椎间盘置换的有限元模型总节点数为2542个,包括1924个Solid单元,592个Area单元,50个Link单元。结论:通过CT断层扫描、图像数字化处理及计算机辅助设计等方法,可以建立腰椎人工椎间盘置换的有限元模型。