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有限元分析法這一概念最早出現(xiàn)于20世紀40年代，是根據(jù)變分原理求解數(shù)學物理問題的一種數(shù)值和用于結(jié)構(gòu)分析的矩陣分析方法。1972 年 Belytschko 等首次將有限元分析法用于脊柱生物力學研究。近40年來，有限元方法已成為腰椎生物力學研究中的一種重要工具，已由二維線性模型擴展至三維非線性模型。
在脊柱生物力學研究及臨床疾病治療中的應用日益廣泛與深入。由于中醫(yī)正骨手法是治療腰椎疾病的主要方法之一，且療效好、費用低、損傷輕等優(yōu)點，臨床應用相當廣泛。但常因臨床操作力度、角度及如何使手法具有公認的規(guī)范和客觀的定量標準，對治療手法缺乏科學解釋和闡述等問題一直是目前部分學者批評或質(zhì)疑傳統(tǒng)手法的原因。這必然要求在手法操作中動作要統(tǒng)一規(guī)范并且有一個量化標準作為參考。特別是在循證醫(yī)學不斷得到重視的今天，如何應用先進的方法研究傳統(tǒng)手法的作用機制顯得非常重要，尤其是對其生物力學原理的研究意義更為突出。
現(xiàn)在很多研究者已將計算機技術(shù)、有限元分析法與傳統(tǒng)的中醫(yī)手法相結(jié)合，利用有限元分析法模擬手法作用時，觀察作用部位應力-應變以及生物力學特性的改變情況，并且可以使用圖像、圖形等手段對計算數(shù)據(jù)和結(jié)果進行直觀地數(shù)字化的表達，特別是將所建模型內(nèi)部應力-應變及生物力學特性的變化過程通過數(shù)字化的方式更加直觀的展示出來，這也是其他傳統(tǒng)實驗方法無法得到的，這比使用普通生物力學方法來測量外在的應力-應變變化情況更具臨床意義。通過利用有限元分析法模擬手法作用的應力分布的科學計算，并將其結(jié)果進行分析作為正骨手法治療腰部疾病力學依據(jù)和量化標準。
許多研究者已經(jīng)通過脊柱尸骨進行了大量的實驗研究、數(shù)學建模及有限元建模分析等手段，分析了人體脊柱的各種力學特性，以便尋找獲得人體脊柱類疾病的治療方法和預防措施。腰段脊柱不僅承受著相當大的載荷，而且具有較大范圍的生理活動度，是生物力學研究的重點。腰椎是一個非均質(zhì)結(jié)構(gòu)，腰椎復雜的結(jié)構(gòu)決定了其內(nèi)各成分間復雜的力學關(guān)系，且力學特征也非常復雜。體質(zhì)量、周圍的肌肉、韌帶、腹壓及雙下肢的姿勢等均會對其產(chǎn)生影響，因此，注重對腰椎節(jié)段合理地生理仿真，深入了解腰椎運動節(jié)段不同部位的作用關(guān)系以及各種損傷時的載荷作用尤為重要。Seidel 等用平面板單元建立了一個二維線性對稱的腰椎有限元模型，并分別用靜態(tài)和動態(tài)的垂直壓力和前后剪切力分析了腰椎模型的生物力學特性。利用計算機技術(shù)建立腰椎的三維有限元模型并對腰椎間盤膨隆的力學機制與腰椎疲勞骨折分別進行了探討。
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