髋关节人工假体的置换是一种常见的治疗髋部疾病的方法，而个性化人工髋关节可以提高假体与髋臼之间的匹配程度，延长假体寿命，并且可满足特殊病例需要。 精确获得股骨的几何参数，通过生物力学分析优化假体设计，一直是该领域的前沿课题。鉴于此，本文利用图像处理和计算机辅助设计技术，将股骨的螺旋CT 二维图像进行三维重建研究，并采用有限元方法，进行人工髋关节的有限元分析，并进行了运动学研究。 针对人体骨骼造型中复杂曲面的造型问题，系统地研究了复杂曲面反求工程CAD建模技术，提出了人体股骨模型的三维重建方法。这种方法依据病人患处的CT（Computer Topography）或MRI（Magnetic Resonance Imaging）的断层数据，结合现代图像处理技术，根据临床实际需要，利用反求工程技术，采用快速成型的方法，实现了人工骨骼的个体化模型创建。 采用三维有限元分析方法，进行置换前后股骨及假体应力分析。结果表明，完整股骨中上部内侧受压应力，外侧受张应力，而中下部，外侧受压应力，内侧受张应力，股骨应力峰值位于中下部，置换后股骨受力模式基本不变。 对人体正常行走的过程中髋关节的运动学模型进行了初步探讨。髋关节运动学模型的建立是运动生物力学人体建模中最重要的任务之一，本文实现了人体肌肉力学模型的创建，髋关节周围肌肉的简化，并建立了髋关节简单运动模型。