秦计生    王昱     彭雄奇     蒋钰钢

摘要： 目的 建立全腰椎及骶椎的有限元模型，为分析L4~5之间纤维环易破裂的病理提供可靠的模型。方法 利用健康成人椎骨的CT影像，采用Mimics医学图像处理软件和Geomagic逆向工程软件建立L1~S1椎骨和椎间盘三维模型，再导入有限元软件Hypermesh中划分网格，并附加腰椎相关韧带，赋予材料属性，建立边界条件，构建腰椎加骶椎有限元模型；模拟腰椎受轴向压力、前弯、侧弯和后伸4种载荷下的生物力学反应。结果 模型在受到10 N·m载荷作用分别发生前屈、侧弯和后伸运动下的整体刚度分别为0.61、0.7和0.75 N·m/（°），与实验结果较为吻合；轴向施加力和弯矩时L4~5之间的纤维环应变较大；纤维环在各种载荷下均出现较明显的应力集中。结论 L4~5之间纤维环局部应力集中和应变较大是导致其易破裂的原因之一；所建立的L1~S1椎体三维有限元模型符合脊柱生物力学特性，可用于脊柱生物力学的进一步研究。