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目的:建立青少年骶椎腰化患者下腰椎三维有限元模型,分析骶椎腰化患者在模拟正常运动条件下腰椎力学特性,探索骶椎腰化青少年下腰椎峡部应力变化规律。 材料与方法:基于一例骶椎腰化青少年的CT影像,利用MIMICS、Geomagic studio和ANASYS WorkBench软件采用三维数字医学建模方法,建立包括椎间盘的下腰段和骶段有限元模型。通过模拟加载正常人体载荷后前屈、后伸、左侧弯、右侧弯运动对模型进行生物力学测试,统计各工况条件下腰椎力学变化特性,与文献相关数据对比分析,得出骶椎腰化青少年各椎椎弓峡部力学变化特性。 结果:成功建立包括椎间盘的骶椎腰化青少年患者下腰段三维有限元模型,通过施加2N.mm的力矩,分别模拟人体在前屈、后伸、左侧弯、右侧弯条件下模型的应力及位移变化,得到该例骶椎腰化青少年患者腰椎活动力学变化规律,在伸屈活动时L5及S1椎弓根承受应力显著大于侧弯活动,移行的S1椎弓根应力变化方向与正常成人L5椎弓根峡部应力变化方向相同。 结论:彻底型骶椎腰化患者,移行椎在腰椎活动中,其椎弓根峡部所承受的应力明显大于腰5椎弓根峡部,更易造成疲劳骨折及峡部裂,其小关节突及椎间盘承受应力更大,故更易出现退变。