随着人们生活节奏的加快，腰椎间盘突出症发病率越来越高而且趋于年轻化。在诸多治疗方法中，牵引疗法以其独有的优点而被广泛采用。由于人体脊柱的腰椎节段呈现出向前凸起的生理弯曲，传统的牵引疗法只能对患者施加水平方向的牵引力，牵引力不能完全有效的作用于病变椎间盘；因此，研究各节段腰椎间盘的最优牵引角度具有重要的临床意义。在生物力学研究领域，有限元分析方法日趋成熟，相对传统的实验生物力学方法，具有更好的可重复性和可控性等优点。利用有限元方法可以建立人体腰椎有限元模型，并可求解不同实验条件下模型各部位的应力和应变。本研究基于CT扫描数据利用医学图像处理软件Mimics重建出人体腰椎骨面网格模型，将其导入逆向工程软件Geomagic Studio中，逆向生成与相邻椎骨完好贴合的腰椎间盘几何模型，并对模型表面网格进行修整完善，再将所有椎骨和椎间盘面网格模型进行实体化，构建成CAD模型，然后将实体模型导入有限元分析软件Ansys中，对模型赋予材料属性和单元类型、划分网格、定义接触，建立起全腰椎有限元模型；对模型进行轴向拉伸和压缩条件下的仿真分析，将仿真结果与相同实验条件下得到的结果对比验证了所建有限元模型的正确性；对模型施加与牵引治疗相同条件下的约束和载荷模拟人体腰椎牵引过程，最后用优化设计的方法确定了各段椎间盘的最优牵引角度。本研究提出一种快速精准建立腰椎三维有限元模型的方法，该方法所建模型能够方便地根据生物力学实验要求施加约束和载荷并进行有限元分析。结果表明，由于人体脊柱的生理弯曲，各段腰椎间盘都有与之相对的最优牵引角度，临床上可以通过调整牵引力的方向使牵引力最大程度上作用于病变椎间盘，从而达到较好的牵引效果。