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目的利用三维有限元分析法(Three-dimensional Finite Element Analysis,3D FEA)观察脊柱手法床模拟南少林倒盖金被手法在不同顶推高度时对正常腰椎L1-L5各节段的生物力学影响,为临床应用脊柱手法床模拟南少林倒盖金被手法提供客观依据。方法1.获取顶推高度参数:利用DR机(东芝,日本)获取腰椎中立位及最大过伸位的腰椎侧位片,测量得出L3约发生了 10cm位移变化。2.模型构建:采用16排螺旋CT机(西门子,德国)获取1名健康自愿者T12-S1节段 CT 图像,利用 Mimics 16.0(Materialise 公司,比利时)、Geomagic Studio 2014(Raindrop 公司,美国)、Hypermesh 13.0(Altair公司,美国)、MSC.Patran 2012(MSC.Software公司,美国)等软件建立正常腰椎三维有限元模型。3.模型验证:取模型L1椎体上表面施加400N垂直载荷,10 N·m扭矩,模拟前屈、后伸、左右侧弯、左右旋转等工况,测量不同工况下腰椎活动度,将计算结果与已发表文献结果对比,验证腰椎有限元模型的准确性、有效性。4.生物力学分析:根据脊柱手法床模拟南少林倒盖金被手法操作特点,在已验证的腰椎三维有限元模型上垂直于L3棘突施加100N载荷,模拟11种顶推高度(Ocm、1cm、2cm、3cm...10cm),采用 MSC.Nastran2012 软件(MSC.Software 公司,美国)计算不同顶推高度下正常腰椎各节段椎体、椎间关节、椎间盘、前纵韧带的应力值及分布情况的变化。结果1.本研究所构建的正常腰椎有限元模型共计59172个节点,275652个单元;椎体、椎间关节、纤维环和髓核模型采用四面体单元;韧带采用弹簧单元,全腰椎各结构之间保持网格节点协调对应。模型仿真度高,并通过有效性验证,可反映正常全腰椎结构形态及生物力学特性。2.脊柱手法床模拟南少林倒盖金被手法在0-10cm顶推高度下各结构应力范围如下:(1)椎体:L1椎体为6.79～42.60MPa,L2椎体为14.70～90.10MPa,L3椎体为25.90～117.00MPa,L4 椎体为 16.50～88.60MPa,L5 椎体为 15.70～100.00MPa;应力大小比较为L3>L5>L2>L4>L1(2)椎间关节:L1-L2椎间关节为1.36～11.40MPa,L2-L3椎间关节为3.92～24.30MPa,L3-L4椎间关节 5.17～31.30MPa,L4-L5椎间关节 4.41～29.50MPa;应力大小比较为 L3-L4>L4-L5>L2-L3>L1-L2。(3)椎间盘:L1-L2椎间盘约1.36～7.36MPa,L2-L3椎间盘约1.64～7.82MPa,L3-L4椎间盘约1.52～9.20MPa,L4-L5椎间盘1.25～8.71MPa。应力大小比较为L3-L4>L4-L5>L2-L3>L1-L2。(4)前纵韧带:应力最值基本保持在2.47～21.20MPa之间。3.脊柱手法床模拟南少林倒盖金被手法作用下腰椎各结构应力—顶推高度折线图显示随着顶推高度的升高,各椎体、椎间关节、椎间盘、前纵韧带的应力呈近似线性递增趋势。结论1.在脊柱手法床模拟南少林倒盖金被手法过程中,顶推高度是影响正常腰椎椎体、椎间关节、椎间盘、前纵韧带应力的因素。2.应力最大值主要分布在椎弓根、椎板、椎间关节等腰椎后部结构,以腰椎下节段最明显,因而临床应用注意控制顶推高度防止后部结构受损。