脊柱相关疾病研究是一门新兴的边缘学科，是指脊柱由于力平衡失调或其周围软组织炎症而改变，引起其他系统相应出现病症的一类疾病，属于临床常见疾病，其中腰椎病与颈椎病因发病率较高而成为研究热点。本课题研究的目的是为了充分了解脊柱的生物力学特性，特别是椎间盘的生物力学特性，从而辅助医生进行分析，使其对各类脊柱相关疾病做出更加具体、正确、高效的回应，解决脊柱相关疾病给人们带来的困扰。根据整个生物力学特性分析实验的完整步骤，本文的主要内容分为四个阶段：图像预处理、几何建模、几何模型数据文件格式转换以及有限元模型分析。　　 图像预处理阶段：首先根据腰椎图像的医学影像特性，采用阈值法分割腰椎CT图像序列，得到质量较高、效率较好的椎体和椎间盘分割结果；其次综合考虑重采样后椎体和椎间盘的信息保留量以及几何建模的模型质量，选择适当比率对图像序列进行重采样操作，得到较好的采样结果。　　 几何建模阶段：首先运用vtkContourFilter和vtkMarchingCubes两种建模方法对不同大小的断层序列图像进行建模，详细比较各种情况下所建模型的模型质量和模型数据，从而确定了8:1的重采样比例以及采用面绘制方法为轮廓连接法；其次对模型进行了网格简化和平滑处理，成功获得完好的腰椎建模结果。　　 几何模型数据文件格式转换阶段：用vtkSTLWriter以及GeomagicStudio8，成功地将VTK格式的腰椎模型数据文件转换成IGES格式的腰椎模型数据文件。　　 有限元模型分析阶段：为了建立实体模型进行有限元分析，同时考虑到网格划分的质量，需要对模型进行修减，即删除较小的面片，填补较大的面片，尽量使得每个面片的大小差不多。因为三角面片数较多，考虑到修减全腰椎模型工作量太大，而计算机的计算能力有限，所以选取了L4-L5节段模型，详细分析了其不同方向、不同载荷情况下的模型位移、模型应力分布、椎间盘位移以及椎间盘应力分布。　　 最后，对整篇论文的工作和研究成果进行了总结，并提出了进一步的研究设想和目标。