腰椎是人体椎体活动最为频繁的脊椎,这样就导致腰椎极高的发病率。为了方便医生清楚的了解有病脊椎和无病脊椎在不同运动工况下腰椎的受力和位移情况的具体差异,减少脊柱矫正手术给有脊椎病患者带来的风险,提高医生手术的成功率。本文对正常腰椎和有病(侧凸)腰椎的全腰椎分别进行生物力学的有限元分析并进行比较。前人一直都在分析腰椎的有线性和非线性模型、单节段和多节段模型预测整个腰椎引起的临床生物力学参数,这就以偏概全。本文选取腰椎的L1-L5节段的CT图像导入Mimics中对图像阈值分割并进行3D运算建立腰椎模型,模型包括椎体、软骨终板和突关节等部分。然后在逆向工程软件里进行修复、光化处理、修补、网格的划分得到较完美的腰椎模型,接着在逆向工程软件里建立椎间盘。此方法建立的椎间盘真实有效而且操作简单。然后对模型进行再划分生成体网格、材料的赋予。将建立好的两种腰椎模型导入有限元分析软件(Ansys)中。对预处理好的模型施加500N左右的载荷,分别模拟仿真两种状态下的模型在进行前倾、后仰、左屈三种工况下的受力和位移云图,分析并进行比较。正常和非正常腰椎L1-L5有限元模型在相同工况和相同载荷下的受力、位移分布是不同的。正常腰椎的仿真结果在前人研究的误差范围内。有病腰椎的研究结果超出前人研究最大受力和位移范围内。因此,本文所建立的正常和非正常腰椎L1-L5节段有限元模型不但能有效地模拟和预测整个腰椎的生物力学特性,而且提高了模型建立的速度和精确度,使得模型分析结果具有真实性和可靠性。