目的:本课题是中医正骨仿真训练系统研究的子课题,主要研究将医学图像三维重建技术和有限元方法结合应用于正骨手法研究。首先建立正常肱骨三维有限元模型,验证模型的有效性,再建立A3型肱骨骨干骨折三维有限元模型,并分析中医正骨手法作用下骨折模型的生物力学改变,将手法操作过程中的力学特征进行数值化提取和分析,推测手法的作用机制。方法:选择一位健康的青年男性志愿者,对其上肢自尺桡骨上端至肱骨头进行连续断层扫描,层厚设为2mm,共得到193张二维CT图像。将CT数据导入MIMICS软件中,通过图像分割、三维重建、划分网格和材料属性赋值,构建正常肱骨有限元模型,利用ANSYS软件进行力学分析,与文献中肱骨的生物力学数据相比较,以此验证模型的有效性。在正常肱骨模型上划定骨折线,构建的A3型肱骨干骨折模型,结合ANSYS软件对骨折模型进行手法模拟的应力应变分析。结果:利用MIMICS软件实现了肱骨CT图像的精确分割,建立了正常肱骨和A3型肱骨干骨折三维模型,对几何模型划分网格,并按均匀赋值法赋予骨骼材料属性,转化成有限元模型。利用ANSYS软件,对模型加载载荷,模拟生物力学实验和中医正骨手法,验证了模型的有效性,并分析了手法的力学特征。结论:将医学图像三维重建技术和有限元分析方法应用于中医正骨手法的力学研究是可行的。课题建立的正常肱骨和肱骨干骨折模型,不仅外形细腻逼真,而且经验证其物理特性与真实人体骨骼相接近,能够很好地反映骨骼的力学变化,实现手法的定量分析,有利于推测作用机制。后续研究中,将增加肌肉组织的模拟和实体生物力学实验做对比分析,增加结果的可靠性。