近年来,因人口老龄化、日常活动及创伤等导致的肘关节功能障碍在临床上较为常见。根据一些临床实验结果发现,肘关节出现功能障碍时常常伴有韧带损伤,从而导致肘关节不稳定。肘关节内外侧韧带是维持肘关节稳定的基础结构,也是最容易损伤的结构,因此,进一步了解内外侧韧带各部分在肘关节稳定性中的作用显得尤为重要。目前国内文献对肘关节内外侧副韧带方面的研究相对较少,且大部分集中于关节脱位、外翻、内翻、骨折等对肘关节稳定性的影响,而忽略了相关韧带在维持肘关节稳定中所起的作用,导致肘关节相关韧带损伤的漏诊率较高,以致于相当部分患者得不到有效和及时的治疗,进而出现肘关节失稳现象。为从组织层次对肘关节及其周围韧带进行生物力学分析,本文构建了具有高仿真度的健康成人肘关节有限元模型,利用有限元生物力学仿真,研究内外侧韧带各组成部分在维持肘关节稳定性中所起的作用,为韧带损伤造成的肘关节屈曲不稳定的临床诊断和治疗提供生物力学理论基础。本文基于正常人体肘关节CT图像数据,运用逆向工程方法建立肘关节三维几何模型,在有限元前处理软件中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,前关节囊,桡侧副韧带,尺侧副韧带前束、后束和斜束,肱三头肌)。通过处于中立0°位的肘关节仿真与实验数据对比,验证模型的有效性。进而利用验证后的模型开展肘关节从中立0°位到135°位屈曲过程的仿真分析,其分析基于以下两种情况,正常情况:存在关节面软骨、前部关节囊、桡侧副韧带、尺侧副韧带前束、后束和斜束以及肱三头肌;创伤情况(个别韧带单独缺失):(1)单独缺失前束;(2)单独缺失后束;(3)单独缺失斜束;(4)单独缺失桡侧副韧带。分析肘关节从中立0°位到135°位屈曲运动的过程中,关节面软骨与相关主要韧带的应力大小及分布变化情况。通过处于中立0°位的肘关节仿真与实验数据对比,结果发现:本文所构建的肘关节三维有限元模型能较好的模拟人体组织的力学响应,且具有较高的有效性;肘关节从中立0°位到135°位屈曲运动的过程中,峰值应力大多数分布在尺骨滑车切迹突处和喙突部位,此结果与临床上观测大致吻合;尺侧副韧带和桡侧副韧带所承担的峰值应力在其起、止侧部位出现频率最高。在整个屈曲过程,肘关节内侧副韧带在维持肘关节稳定性方面,前束所起作用最大,后束所起作用其次,桡侧副韧带所起作用再次,斜束所起作用很小。本研究为临床上因关节面软骨损耗严重而引起的关节炎疾病以及韧带的损伤机理、修复或重建提供可靠的理论依据,为健康人肘关节损伤的预防以及临床上为患者制定最佳的康复方案和人工肘关节假肢的优化设计都具有一定的指导意义。