背景:椎体成形术是通过椎弓根向椎体内注入骨水泥以增加椎体的抗压性,预防椎体进一步塌陷和再骨折发生.目的:比较椎体成形术前后,L1～2在前弯力矩作用下的力学特征改变.设计,时间及地点:基于影像特征的椎体成形术的二维有限元分析,于2005-10/2006-06在北京市神经外科研究所完成.对象:1例54岁女性患者,经CT确诊为骨质疏松且伴有L1～2压缩性骨折,患者对实验项目知情同意.实施术前术后的CT扫描,获取L1～2节段断层图像各90张,层厚0.75 mm.方法:应用图像分割及三维重建算法提取腰椎组织CT图像中的解剖结构特征,建立了Ll.腰椎组织三维几何模型.在几何模型的基础上,分别建立椎体成形术术前和术后L1-2的腰椎段三维有限元模型.主要观察指标:在椎体的上表面分别施加10 N·m的前弯力矩,观察有限元模型L1～L2段的应力、应变的分布变化.结果:①前弯力矩下,椎体成形术术后椎体的最大应力应变值较术前无明显变化,但应力应变分布都有了明显的改变,骨水泥附近明显增高.②最人的应力值出现在椎间盘卜表面,与其相邻的L2椎体应力明显增高,产生应力转移的现象,容易增加L2椎体压扁变形的破坏性.高应力值出现在腰椎前部,表示前部受到较大的应力导致变形.结论:建立了椎体成形手术前后L1～2段椎体三维有限元模型,证实骨水泥能在一定程度上恢复椎体单元的硬度和强度.