近年来,因日常活动、剧烈的体育运动及创伤等导致的肘关节内外侧副韧带、关节囊等损伤所引起的肘关节不稳定的发生明显增加。根据一些临床实验结果发现,大多数人在肘关节损伤恢复之后屈曲运动影响不大,但伸直运动却受到严重阻碍,极大地影响了日常生活和工作。目前对于肘关节韧带及关节囊的损伤机理和修复尚不清楚,因此构建具有高仿真度的成人肘关节有限元模型,研究其在屈伸过程中相关结构的生物力学特性,对减少和防护上肢损伤、维护肘关节功能的稳定有重要的理论意义和实际应用价值。本课题基于正常成人上肢CT扫描数据,应用医学影像处理软件和逆向工程软件,提取上肢几何轮廓,构建具有高仿真度的肘关节有限元模型(包括肱骨、尺骨和桡骨,肱骨远端和尺、桡骨近端关节面软骨,尺侧副韧带前束、后束和斜束以及桡侧副韧带)。对构建的肘关节有限元模型进行有效性验证。并对肘关节进行从中立90°位到0°位的屈伸仿真模拟运算,其分析基于以下两种情况,正常情况:有尺侧副韧带前束、后束和斜束以及桡侧副韧带;损伤情况(韧带部分缺失):(1)有尺侧副韧带后束、斜束以及桡侧副韧带,无前束;(2)有尺侧副韧带前束、斜束以及桡侧副韧带,无后束;(3)有尺侧副韧带前束、后束以及桡侧副韧带,无斜束;(4)有尺侧副韧带前束、后束以及斜束,无桡侧副韧带。将结果与以往的文献资料进行对比分析,验证模型的有效性;研究肘关节从中立90°位到0°位伸直运动的过程中,关节面软骨和相关韧带的应力分布及大小变化情况。对正常肘关节关节面软骨、尺侧副韧带和桡侧副韧带的应力情况进行分析,结果表明:本文构建的肘关节三维有限元模型具有较高的有效性;肘关节从中立90°位到0°位伸直运动的过程中,接触应力最大的部位大都集中在尺骨滑车切迹突处,这与临床上观测大致相符;尺侧副韧带和桡侧副韧带所受应力大都集中于起、止侧部位,且在肘关节伸肘15°之前,桡侧副韧带起主要作用,伸肘角度超过15°之后起主要作用的是尺侧副韧带前束,其次是尺侧副韧带后束,最后是尺侧副韧带斜束。本研究对临床上由关节面软骨磨损严重而导致的关节炎疾病以及韧带的损伤机理、修复和重建有一定的指导意义,为运动医学、临床医学、康复医学等提供理论依据,同时为深入揭示人体肘关节运动规律、运动创伤的预防和康复、人工关节的优化设计以及肘关节稳定性的维持提供理论支持。