【摘 要】
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椎体成形术是一种在放射线影像导引下将骨水泥注射到结构弱化的椎体来提供附加的力学稳定性的微创手术过程，是治疗骨质疏松性椎体骨折的一种有效临床方法，也可用来稳固面临病态
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椎体成形术是一种在放射线影像导引下将骨水泥注射到结构弱化的椎体来提供附加的力学稳定性的微创手术过程，是治疗骨质疏松性椎体骨折的一种有效临床方法，也可用来稳固面临病态破裂骨折危险的椎体来缓解疼痛。已有的研究证实，椎体成形术(PVP)是向椎体内注入骨水泥来增加椎体的硬度，是一种治疗骨质疏松椎体压缩骨折的新方法。
随着医学影像技术的不断发展，从各种影像设备中(如CT，MRI，PET)提取的解剖和功能信息将更加真实的反映其解剖器官组织的构建情况。目前，计算机辅助诊断系统日益发展，各种三维图象处理和重建技术更多的应用于各种医学研究领域，为其研究提供精确的解剖和功能信息。因此，基于影像特征的几何建模将使脊椎有限元模型的建立更加精确。与实验研究相比，基于影像特征的脊柱组织建模分析与仿真计算有潜在的优势，尤其有限元方法可模拟复杂载荷、确定试样的三维应力应变情况，为椎体成形术的术前、术后的应力分布和形变特征的对比研究分析提供了一种分析评估手段。
本课题提出了一种基于影像特征的椎体成形术的前弯状态下力学形态可视化方法。通过多排CT扫描获取椎体成形术实施前后的临床影像数据。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的L1—L2的腰椎段三维有限元模型。应用模型对术前术后腰椎受到前弯力矩作用下的力学形态参数进行了可视化计算分析。该模型和算法为椎体成形术的术前计划和术后评估提供了一种新的检测分析手段。
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