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目的：1、建立一有效的C3-C7颈椎三维有限元模型。2、在已建立的颈椎三维有限元模型基础上，应用三维有限元法分析颈椎前路融合和人工椎间盘置换术的生物力学性能。方法：1、对一健康成年男性进行颈椎的CT扫描获得DICOM格式断层图像，导入Mimics软件生成IGS格式点云模型，将IGS格式的点云模型导入Geomagic软件生成精度较高的几何模型，再将IGS格式的几何模型导入Hypermesh软件中进行网格划分，赋予颈椎各部分材料特性，生成三维有限元模型，再设定边界条件和加载方式，在LS-DYNA软件中进行计算。通过对所建三维有限元模型施加与以往文献研究相同的边界条件和载荷，及予以单个或多个前屈、后伸、侧屈、轴向旋转力矩载荷，计算各节段间运动范围，计算结果与以往研究比较，以验证模型的有效性。2、所建立的C3-7颈椎有限元模型中，取两种不同术式植入内固定物，一组行C5、C6椎体次全切，髂骨块植于C4-C7椎体之间，再行C3/4椎间盘摘除Cage椎间融合器植入术，颈椎钛板固定于C3-C7；另外一组行C5、C6椎体次全切，髂骨块植骨钛板固定术， C3/4椎间盘摘除人工颈椎间盘植入术。分别于两种模型上施加相同边界条件和载荷，比较人工椎间盘置换和Cage植入两种内置物的生物力学特点。结果：1、2、C3-7融合与非融合术式的三维有限元模型在各个加载方向中，人工颈椎间盘置换组节段较正常组颈椎对应节段运动范围明显增加，尤其在前屈后伸加载中更加明显；Cage组与人工颈椎间盘置换组相比，颈椎的运动范围明显减少。Cage组与人工椎间盘组比较中，以C3椎体应力集中明显，人工椎间盘组较正常组应力集中明显，而Cage组在前屈、旋转、侧屈工况下较人工椎间盘组应力分布增高，人工椎间盘术后椎体的应力改变较Cage组小，仅在后伸状态下增加幅度略大。结论：1、建立了正常人中C3-C7三维有限元模型，并可用于生物力学研究评估。2、颈前路手术治疗长节段脊髓型颈椎病，椎体次全切节段融合联合人工颈椎间盘置换组较Cage组具有更良好的生物力学性能，更好的保留了运动范围，有可能延缓临近关节退变。