目的:通过有限元分析技术作为桥梁,建立生理压力载荷下腰椎椎体发生脆性压缩性骨折的实体力学模型。通过改变参数模拟骨质疏松患者受力情况,对骨质疏松性椎体骨折机制进行分析,对绝经后女性椎体骨质疏松性骨折的风险进行预测,为椎体低骨量者何时进行临床干预,预防脆性骨折发生提供客观可靠骨强度参数,为真实患者骨质疏松性骨折的预防及治疗提供准确指导。材料与方法:选择绝经后女性胸11、12,腰1,2,3椎体新鲜标本,去除肌肉和韧带组织,制作实体标本。双能X线吸收法测定椎体骨密度,行椎体实体的形态测量,测量椎体椎体高度,椎体体积。制作胸11、12,腰1,2,3椎体的力学实验试件。超微CT扫描测量终板皮质骨厚度,松质骨小梁数量,空间构象,密度,评价其质量。建立生理压力载荷下椎体发生压缩性骨折的实体模型,检测在胸11、12,腰1,2,3椎体试件高度被压缩30%情况下,不同T值发生椎体脆性骨折时的载荷变化。对骨折后试件进行超微CT扫描,测量终板皮质骨微骨折,松质骨小梁断裂情况、空间构象变化情况。随机选取绝经后女性骨质疏松症志愿者,排除已发生骨折及服用激素者,进行胸腰椎CT检查,将扫描获得的CT图像导入Mimics软件,选取胸11、12,腰1,2,3椎体三维图像,建立出三维数字模型。使用Hypermesh软件将三维数字模型进行网格划分后,导入Mimics软件进行赋值,得到有限元模型。对实体椎体模型超微CT数据进行分析,使用相同方式制作骨质疏松性骨折实体模型的有限元模型。将该有限元模型导入Abaqus软件进行有限元分析。将有限元分析数据与实体模型生物力学分析结果进行比较,得到一致结果即证明骨质疏松性骨折三维数字模型具有准确性。将绝经后女性椎体骨质疏松性骨折的有限元模型导入Abaqus软件进行有限元分析,行数据处理明确应力集中部位以及位移峰值部位,该部位即骨折易发生处。对质疏松性椎体骨折机制进行分析。结论:有限元模型可靠性良好,通过建立数字模型可以预测绝经后女性骨质疏松性骨折椎体发生骨折的风险。正常人通过改变参数模拟骨质疏松患者受力情况可行,所得结果与真实骨质疏松患者改变基本一致,为今后进一步研究骨质疏松椎体生物力学提供数字化参考。从有限元分析角度,通过对绝经后女性骨质疏松性骨折椎体三维数字模型的建立及分析,可以为真实患者骨折疏松性骨折的预防及治疗提供准确指导。利用有限元分析方法可以模拟不同应力条件下椎体发生形态变化的过程,尤其是内部应力的变化规律。