目的：对比正常和退变的腰椎间盘在不同体位下对腰椎应力分布的影响，探讨其生物力学背景及临床意义，为腰背痛等疾病的临床诊断及治疗提供理论依据。方法：用三维有限元法建立正常及退变椎间盘的L3-5活动节段的力学模型，并对其在直立、前屈、后伸、侧弯及旋转五种外加载荷下的应力分布进行对比分折。结果：成功建立了椎间盘正常及退变情况下的L3-5活动节段的三维有限元模型，其应力分布特点为：(1)椎间盘正常直立位时应力水平以皮质骨最高、集中在两椎弓根间，终板次之，松质骨高应力区呈三维“工”形集中在椎体偏后方，后部结构应力集中在椎弓根和关节突，其应力水平与松质骨接近，纤维环应力集中在外层后侧和后外侧；(2)椎间盘正常屈、伸和侧弯时皮质骨和松质骨的应力集中在屈侧，后伸、侧弯及旋转时关节突应力明显增高，在后伸及旋转时纤维环应力仍集中在外层后侧和后外侧且旋转位后外侧位移最大：(3)椎间盘退变后应力分布发生明显改变，皮质骨、纤维环和后部结构应力增高，松质骨、髓核应力下降；(4)椎间盘退变后直立位时皮质骨、松质骨和纤维环的应力集中区发生明显转移，体位变化时的应力变化规律与正常时一致，对关节突和纤维环的影响更加明显。结论：建立正常及退变椎间盘的L3-5三维有限元模型并进行应力分析是可行的，且结果是可信的。正常与退变椎间盘对不同体位下腰椎应力分布的影响明显不同，椎间盘退变后载荷的传递方式发生了改变。应用有限元分析法研究腰椎间盘退变以及体位变化对于腰椎应力分布状态的影响，有助于深入认识腰椎伤病的发生机理、诊断和防治。 前言 在脊柱外科研究领域中，脊柱生物力学的研究一直占有极其重要的地位。脊柱的主要功能之一就是承担载荷，许多脊柱疾病，特别是给患者带来极大困扰的腰背痛和某些脊柱骨折的发生都在很大程度上与脊柱应力分布密切相关。椎间盘是人体脊柱承载系统中最关键的部分，而腰椎间盘一方面在整个脊柱中承载最大，远远超过人体自身的重量：另一方面所承受的载荷又相当复杂，故腰椎间盘可代表脊柱各曲段间盘的力学作用。间盘是人体组织中发生退变最早的部位，当它退变后必然导致整个脊柱应力分布及载荷传递方式发生改变，而且这种改变在不同体位下会发生相应的变化，因此有必要全面、深入地认识脊柱在各种生理、病理情况及各种体位下的力学变化规律。 由于脊柱在解剖结构、材料性能及载荷分布等方面的复杂性，在以往脊柱生物力学研究中常用的电测法、光弹法等，均难以获得全域性信息，而有限元法是能提供椎体内详细应变模型的唯一方法。此法可通过改变其中任一参数以观察其对整个结构的影响，从而全面解释