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骨质疏松容易诱发脊柱胸、腰段骨折，相关研究人员花费了大量时间及精力研发能监测人体脊柱中骨矿物质含量的影像设备。二维双能X射线骨密度仪（dual-energy X-ray absorptiometry，DXA）是应用于骨质疏松症的诊断及监测骨矿物质含量最常用的工具[1-2]。但因为标准DXA应用的是二维影像技术，其不能分析骨质的三维空间结构和区分在骨皮质与骨小梁之间矿物质密度变化，三维定量计算机断层扫描（quantitative computed tomography，QCT）提供了骨质结构的三维影像及骨矿物质的空间分布情况，因此，也被应用于分析骨皮质与骨小梁各自的矿物质密度[3]。一种源于在机械及土木工程领域的计算机技术--有限元分析法能采用从QCT中获得的骨质图像创建使用者所感兴趣的脊柱有限元模型，然后，进行有限元分析，评估在不同影响因素情况下骨骼的强度变化[4-6]。