踝关节作为人体最末端的主要承重关节,其复杂的解剖结构和运动机制,使得踝关节运动损伤较为常见。生物力学作为生物与力学的交叉,能够帮助医生更好地了解人体的力学传递机制以及损伤机理。有限元方法应用于踝关节生物力学模拟分析,可以有效地模拟拉伸、扭转等力学实验,从而解决踝关节力学模拟问题,帮助医生进行快速诊断和治疗。但是,由于踝关节模型的复杂性,难以获得韧带等组织的真实模型,导致模型精确度降低。本文提出使用双源CT数据集进行踝关节力学模拟分析。首先使用该数据集进行韧带分割,提取各个韧带三维模型,然后对提取后的骨和韧带模型进行踝关节三维模型重建得到有限元模型,最后对踝关节有限元模型进行有效性验证。在相同加载条件下,相较于以往的踝关节有限元分析,本文提出方法的计算结果与以往文献实际数据吻合程度更高,验证了本文提出方法的有效性。此外,有限元方法存在分析与几何模型脱节、单元间连续性低以及网格划分耗费时间长等问题。因此,针对上述问题,本文提出将等几何方法引入到踝关节生物力学分析中,通过采用体参数法构建踝关节的体参数化模型,将构建的踝关节各个曲面片作为一个单元组装到全局刚度矩阵,最后通过进行等几何分析得到踝关节受力传递情况。通过实验对比,验证了等几何分析方法进行踝关节力学模拟的有效性。最后,结合实际需求设计并实现踝关节力学模拟分析系统。系统调用等几何分析方法,使用该系统对踝关节基于等几何方法进行力学模拟分析,最终输出各种受力情况下踝关节各个部位的变化情况。临床医生可以通过该系统,研究韧带对踝关节稳定性的影响以及模拟分析其它生物力学特性问题。