题目：基于个性化有限元分析的椎间融合器生物力学评价

生物力学性能是椎间融合器设计要考虑的重要因素，有限元仿真是进行椎间融合器生物力学评价的重要手段。但目前的有限元模型建模过程复杂，且在优化设计中未充分考虑骨重建的影响以及融合器拓扑结构变化对其生物力学性能的影响。本文将针对椎间融合器个性化设计的需求，研究基于个性化有限元分析的椎间融合器生物力学的评价和优化方法。

为了快速有效地建立椎体-融合器结构的有限元模型，本文以现有有限元建模过程中可能影响仿真精度的因素与水平为依据，采用Taguchi方法，系统比较和分析了各因素对计算结果的影响，得到了仿真精度在临床可接受的条件下，简化模型、提高建模仿真效率的方法。

为了更好地模拟椎体和融合器的相互作用，本文研究了基于骨重建来仿真椎间融合器植入后远期效果的方法，并通过实例比较了融合器植入后即刻效果和远期效果之间的差异，发现为了更好地进行个性化椎间融合器的优化设计，在生物力学评价中考虑远期效果是必要的。

为了使椎间融合器个性化设计的结构更加优化，而不仅仅是简单地进行外形尺寸的调整，本文研究了在给定几何约束和载荷条件下，对个性化椎间融合器进行拓扑结构优化的方法，并对优化后的结构进行了生物力学的评价。

在此基础上，针对颈、胸、腰三个部位的个性化椎间融合器进行了生物力学评价，结果表明采用本文建立的方法可以快速有效的进行椎间融合器的个性化设计和生物力学评价及优化。同时，本文所建立的方法，也可用于其它植介入体的生物力学评价和优化。