颈椎是人体骨骼和结构的重要组成部分,颈椎承担着人体头部的运动,保护进出颅骨的血管和神经,是人类正常生活的重要保障。随着计算机仿真技术的发展,对有限元分析方法的深入研究,两者更多地在生物力学领域内交叉应用。目前在颈椎生物力学分析方面,可以运用计算机技术和有限元方法相互配合的方法进行研究。本文选用通过计算机进行有限元分析的方法,对颈椎进行生物力学分析。具有较高仿真度的人体颈椎三维模型,是进行颈椎的生物力学分析的基本条件。本文在深入研究颈椎的椎体以及椎间盘的生理结构和力学特性的基础上,运用医学图像分割和三维模型重建的原理,使用Mimics软件从CT医学图像中提取出颈椎的骨组织并生成相对应的椎体三维模型,椎间盘采用布尔运算的方式进行建立。将Mimics软件中生成三维模型导入到逆向工程软件Geomagic Studio软件中,对生成的模型进行优化,生成曲面片去拟合颈椎的结构,随后导入到SolidWorks中对模型进行优化并缝合各个曲面片生成颈椎的实体模型,并将各节椎体和椎间盘进行装配。最后将装配好的模型导入到ANSYS软件中,并根据相关组织的力学特性和力学模型选取相应的材料系数,并对赋好值的模型进行有限元验证,判断模型是否具有高度的仿真性。最后用验证过的有限元三维模型对全颈椎的前倾、侧屈、旋转进行仿真分析,获得相关数据和实际相一致。本文建立的全颈椎三维有限元模型由各个椎体相互装配,保留了椎体的关节结构,这种模型更为接近真实的颈椎的生物特点,具有较高的仿真性能。本文建立的全颈椎三维有限元模型以及相关生物力学分析,为今后进一步的颈椎生物力学分析提供真实可靠的模型以及相关生物力学分析的参考。