目前,多学科跨领域研究已经成为科学技术发展的趋势之一。采用机械工程手段,借助计算机技术突飞猛进的发展,将医学和生物力学等传统学科相结合,用多种方法来研究人体,从而形成了一个新的有价值的研究领域。该领域对人体结构和生理活动进行大胆的模拟与计算,揭示生命现象中的运动及损伤机制、致病机理等,同样也为传统的机械工程领域注入了新鲜的血液,为疾病的治疗和医疗设备的研发提供了重要的依据。本文正是在这样的前提下,建立了人体脊柱三维几何模型和有限元模型。利用有限元模型,对人体脊柱常见运动和受力特性进行了分析与探讨,对比在不同外力作用下脊柱的变形和应力,为脊柱生物力学的进一步的研究提供了依据。本文的主要研究内容如下：1.构建了人体脊柱胸腰骶段三维几何模型。采用实际模型测量和医学数据记载相结合的方法,通过三维设计软件SolidEdge,构建了解剖结构相对完整的人体脊柱胸腰骶段三维几何模型,为后续的研究工作奠定了基础。2.建立了人体脊柱胸腰骶段有限元模型。参照相关文献数据,采用workbench软件定义了脊柱有限元模型的材料属性,并定义接触关系,划分有限元网格。建立了椎体强度分析的理论模型和有限元接触分析的理论模型。3.参照文献中的实验加载条件、实验结果和现有有限元模型实验进行对比验证,从而证明模型的有效性。在此基础上,对脊柱有限元模型中涉及的基本力学问题进行了讨论。4.对人体脊柱胸腰骶段有限元模型施加外力仿真分析,模拟人体正常运动状态下脊柱的变形和应力情况,得到不同外力作用下人体脊柱的变形情况和应力情况,并对各种情况做出分析比较。5.根据特发性脊柱侧凸患者CT数据及病例资料,通过实验加载的方法找到一组使有限元模型发生与该患者相同脊柱畸形的外力。希望通过施加反力的方法矫正脊柱畸形,对牵引治疗或者支具治疗提供一定的参考。本文建立的人体脊柱三维几何模型和有限元模型具有较为完整的解剖学特征,可以用来模拟人体脊柱生物力学实验。本文用到的建模方法和研究手段可能会对脊柱生物力学的研究提供一个新的参考方向。