目的:因为髋骨在人体环境中处于承担重要的身体性能,且自身的模型结构复杂,因此在髋关节置换手术的诊断中具有一定的局限性。所以本论文是基于CT图像,建立了术前优化的髋关节模型,一种准确,快速的生物骨骼实体模型重建方法。同时研究人体内髋骨的力学性能,建立出术前的优化髋关节模型,以便3D打印和降低手术前的风险。方法:研究对象是一例髋骨肉瘤患者,采取患者术前髋CT图像,通过医学Mimics软件显示人体的光学图像模型,采用“原始CT图像——图像处理——曲面重构——实体化”的设计步骤,判断患者髋骨得而损伤情况以及可修复状态,医生可以从中详细的了解肉瘤的侵蚀大小和范围。首先使用核心医学Mimics软件,从光学图像和噪声点中,找出髋关节CT图像并且获得矢量断层图像,人工分离拟合多层图像,形成3D的图像结构。然后在逆向工程Geomagic Studio软件中,使得模型的完成拟合曲面,同时生成曲面化结构和实体化结构。在Geomagic Studio软件中,通过网格修复命令使骨骼模型表面光滑和曲线流畅,达到模型使用的精度要求,满足后续的有限元分析。期间使用Anybody软件用于模拟人体步态模拟,计算模型中各块骨骼、肌肉和关节的受力、变形和其他对于本论文中的人体有用的数据特性。最后在有限元分析软件Abaqus中完成髋关节的网格划分,模型的材料赋值和有限元模拟分析,于Abaqus进行动力学分析,得出髋部骨骼的受力状态和受力云图,可以直观的了解骨骼的具体受力以及受力大小,降低手术置换中风险。结果:至此论文完成从原始CT到实体的数据转换,完成髋骨和人工骨骼假体模型的有限元分析,得出骨骼模型的适用性分析结果,方便病人手术的准备进行。以上方法给予了骨科医学方面良好的方法指导,使得患者的手术准备时间和功能康复时间大大缩短。