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目的：收集正常人膝关节CT及MRI扫描图像,利用三维重建及ANSYS等三维有限元软件,建立正常人膝关节三维有限元模型。在此基础上,模拟后交叉韧带(posterior cruciate ligament, PCL)完全断裂(Ⅲ损伤)的三维有限元模型,计算并分析正常膝关节模型和PCL完全断裂模型中内侧副韧带(Medial collateral ligament, MCL)、外侧副韧带(lateral collateral ligament, LCL)和前交叉韧带(Anterior cruciate ligament, ACL)的应力分布及变化情况,从而全面了解PCL断裂后对其他韧带产生的影响,为PCL断裂后恢复膝关节动态稳定的重要性进一步提供理论依据。方法：1.利用螺旋CT机及Siemensl.5T超导磁共振仪对正常男性志愿者的膝关节分别采集经SCT扫描获取的计算机断层扫描图像及膝关节的横断面、冠状面及矢状面质子密度加权(PDWI)图像及脂肪抑制的T2加权(T2WI)图像,并将其以Dicom格式保存到工作电脑中,再导入E-feature Biomedical Modeler软件中获取骨骼、韧带、半月板、关节软骨层的边界。将取得数据转换为DIP文件,从而获得每个层面边界的三维空间坐标,再对该模型进行有限元网格划分,定义材料属性,最终生成膝关节三维有限元模型,再将其导入ANSYS有限元分析软件中,对模型进行生物力学分析。2.在已建立的正常人膝关节三维有限元模型上模拟正常膝关节屈曲0°、30°、60°时施加内外翻及内外旋力矩,计算并记录四条主要韧带(PCL、LCL、ACL、MCL)的平均应力值及等效应力分布图。3.将已建立的正常人膝关节三维有限元模型去除PCL,模拟PCL完全断裂(Ⅲ度损伤),对PCL完全断裂有限元模型按上述步骤进行力学分析,计算并记录三条主要韧带(LCL、ACL、 MCL)的平均应力值及等效应力分布图,再将其与正常人膝关节模型进行比较。结果：成功建立正常人膝关节三维有限元模型及PCL完全断裂膝关节有限元模型并进行了生物力学分析,结果显示：1.在20N·m的内翻力矩作用下,PCL完全断裂模型LCL在不同屈曲角度时的等效应力值平均值(3.39MPa、12.41MPa、14.56MPa)较正常组(2.30MPa、11.22MPa.12.84MPa)明显增大；2.在8N·m外旋力矩作用下,PCL完全断裂模型中LCL在不同屈曲角度时的等效应力值平均值(1.34MPa、12.24Mpa、12.56MPa)较正常组(0.22MPa、10.1OMPa、10.42MPa)明显增大；3.在20N·m的内外翻力矩和8N·m内外旋力矩作用下,PCL断裂模型中ACL及MCL的等效应力平均值与正常膝关节模型比较,差别很小。结论：1.根据正常膝关节CT及MRI的图像,运用E-feature Biomedical Modeler等三维有限元软件成功建立了正常人膝关节三维有限元模型及PCL完全断裂膝关节三维有限元模型,并进行膝关节主要韧带的生物力学分析。2.三维有限元生物力学分析数据显示PCL断裂后LCL在膝关节内翻及外旋运动时应力明显增大,ACL及MCL在膝关节运动时应力变化较小,进一步提示PCL断裂后应尽早重建,以免造成LCL的慢性损伤。