全膝关节置换术是治疗严重骨关节炎患者获得长期、良好疗效的标准方法。其主要流程包括术前规划、截骨、假体安装、软组织平衡等,其中软组织平衡环节目的是确保正确的关节力线,保持关节接触点在正常的生理位置。但是在全膝关节置换术中传统的软组织平衡评估方法是通过关节间隙间接判断软组织的张力情况,但是这种方法依赖医生的经验并带有一定的主观性。为了帮助医生更轻松准确的评估软组织平衡情况,本文设计了一种基于关节植入式假体传感器的软组织张力评估方法。本文在术前规划环节提出了一种膝关节X光影像自动诊断处理的策略,在图像上自动规划出截骨平面。针对手术中病人的关节环境,本文建立了以求解韧带张力为目标的动力学模型,该动力学模型中不用任何材料模型描述侧副韧带,而是通过增加假体传感器的方法来为平衡方程增加求解所需的已知量。随后通过有限元方法分析了屈膝过程中假体和韧带的应力变化情况及关节角度变化。假体传感器系统的设计以标准假体的点云数据为基础,使用柔性压力薄膜作为测量元件并结合有限元分析的应力数据使用遗传算法对感应元件的布局进行了优化,数据采集卡被用于信号采集,在QT软件上设计了相应的软件界面。使用砝码对假体传感器的各个性能指标做了测试,结果表明假体传感器拥有?2.2%的线性度和?4.43%的重复精度,满足使用需求。为了验证本文提出的软组织张力检测方法的可行性,本文设计了简化的下肢模型,在并联平台上使用了一种变导纳参数的力/位混合控制方案模拟下肢的运动和受力,实验结果表明本文的方法能够定性的表明关节力和软组织张力之间的关系,但是由于实验环境和真实膝关节环境的差异,本文检测方法数值上的准确度尚有待验证。