随着人民生活水平的提高和老年人口数量的增加,心血管疾病的发生率有所增大,其中心脏瓣膜疾病属于心血管疾病的一种。瓣膜发生病变后危及患者生命安全、降低生活质量,还给其家人及社会造成沉重的压力和负担。通常造成心脏瓣膜发生病变的原因有结构组织功能性退化、应力应变引起疲劳损坏和外界原因造成瓣叶钙化。对病情较重的患者而言,有效的治疗手段是及时更换心脏瓣膜。生物瓣膜与人体心脏瓣膜极其接近,具有相似的血液动力学性能,置换后患者无需终生抗凝治疗,而且引起的并发症较少。但是生物瓣膜有其自身材料特性,在不断受到血流冲击的影响下,会发生瓣叶钙化、退化和撕裂,这明显缩短了生物瓣膜的使用寿命。因此,致力于提高生物瓣膜的耐久性,找出瓣叶的破损原因,设计出具有优良性能的生物瓣膜是当前的重要任务。本论文通过提取医学影像扫描数据,将得到的心脏扫描二维图像利用三维建模软件打开,并通过阀值提取、编辑修改、区域增长以及二次网格划分等工具完成心脏瓣膜和动脉壁的重建。配合逆向软件对模型做点云处理、多边形处理和曲面分析对模型做进一步优化,使之最终能够导入有限元分析软件。所建模型不但可以真实地表达人体心脏瓣膜结构的外型特征,还能利用有限元分析软件进行模拟仿真得到相应的应力、应变数据,对体外试验是有力补充。利用有限元分析软件ANSYS Workbench,对瓣叶施加动态压力来模拟血液冲击瓣叶的过程,其中瓣叶的材料设置来源于临床数据。通过有限元应力应变分析结果表明：瓣叶撕裂与瓣叶所受的最大应力和应力集中程度有关,最大应力和应力集中的区域一般容易发生瓣叶损坏和破裂,其发生部位主要在瓣叶受力最大的缝合边。心脏瓣膜厚度一般是0.25-0.5mm,通过改变瓣叶的厚度对瓣膜进行动态力学性能分析,发现：当瓣叶厚度为0.4mm时,瓣叶各项动态力学性能最优,所以在对瓣叶的厚度选择时应考虑0.4mm为最佳参考值。通过提取临床CT数据对动脉壁和心脏瓣膜进行三维重建以及动态场分析,可知：最大等效应力、最大主应力和最大剪切应力随在瓣叶厚度方向的变化较明显,这与心脏瓣膜的真实情况相符合。