在髋关节受力分析方面,以往医生大多根据患者提供的信息在Matlab等类似仿真软件上进行受力分析,不能提供形象结果。医生真正需要的是在患者真实环境下的术前规划,由此来确定一个最佳的髋关节结构形状。本文设计了一种术前虚拟环境,在虚拟环境中进行髋关节受力分析,以此来选择恰当的髋关节,保证手术的适应性及准确性。本文首先介绍了虚拟现实技术的特点及国内外的发展现状。重点介绍了虚拟现实技术在医学领域的应用。其应用包括虚拟手术模拟,远程手术,体积图像中的3D导航,虚拟内窥镜等。三维重建是医学图像可视化的基础,也是虚拟现实技术在髋关节手术中应用的前提。三维重建发展至今已经有很多算法,包括轮廓重建表面法、Cuberille方法、移动立方体法、光线投射法、足迹表法。根据本文对髋关节三维模型精度的要求,选取体绘制算法中的足迹表法。并通过VC++6.0与VTK来实现髋关节的三维重建。通过分析髋关节生理解剖结构,根据生物力学原理,选取髋臼及股骨头做为研究对象,并将其设定为物理上常见的刚体模型,应用刚体的物理特性,对两个三维物体进行力的加载与分析。在虚拟现实技术方面,采用了基于OpenGL的Quest3D软件,将髋臼及股骨头的三维模型放入到虚拟环境当中,并利用该软件的特点,将刚体的受力公式加载其上。通过鼠标操作完成旋转、移动及其它的人机交互操作。通过旋转时股骨头受力面积的改变,实时计算出股骨头受到压强的变化,并显示在虚拟环境当中。最后通过一例患者的真实数据验证了本方法的可行性。通过本方法提供的压强数据,医生可以形像的对髋关节进行受力分析,选择合适的髋关节。从而可以减少患者的痛苦和增加手术的成功率。