近年来,由于意外引起盆骨骨折而导致残疾甚至死亡的案例不断增加,传统内固定手术切口大、患者恢复时间长,因此对盆骨修复技术革新有迫切需求。微创内固定是近年逐步得到重视的盆骨手术技术,具有切口小、失血量少的特点。盆骨微创手术植入物的形状、螺钉数量、固定位置等因素直接关系到患者术后固定效果与恢复情况。采用数值模拟的方法对植入物结构、手术固定方案进行生物力学模拟和研究,对不同类型盆骨损伤案例的内固定效果进行方案评价,为医生在面对不同患者选择不同内固定方案时提供理论支持,对优化手术方案、提高手术效果具有很好的理论价值和临床指导意义。本课题主要研究工作如下:（1）开展了盆骨内固定生物力学原理及盆骨模型数字化重建研究。分析盆骨解剖结构,建立盆骨力学模型,并结合盆骨骨折分类确定螺钉植入位置及个数选择原则。其次通过阈值分割与区域生长算法,在Mimics软件中利用图像CT值变化曲线确定阈值,获取盆骨骨骼模型并结合解剖结构建立韧带及软组织,形成盆骨模型。最后,通过T检验验证重建盆骨模型与原盆骨结构的一致性。（2）通过人体生物力学仿真分析,开展了内固定盆骨有限元模型优化研究。首先在盆骨模型基础上优化植入物植入位置,通过最小二乘法确定钉棒的植入位置并通过盆骨CT图计算拍片时人体姿态的倾斜量,对植入角度进行修正;结合手术可操作角度,通过分析髋臼特征面的植入角与可植入长度关系,确定钢板固定的螺钉植入角度。其次基于多刚体动力学原理,在Anybody软件中分析站立、行走过程的人体生物力学,取最大压力与稳定时压力作为不同姿态的极限压力与静态压力,以此对有限元模型的边界条件进行优化。（3）开展了典型盆骨骨折案例下的微创内固定方案优化与临床验证。依据内固定设计原则,基于Tile B2、Tile B3型骨折进行钉棒内固定方案优化,分别设计了三钉钉棒固定、四钉钉棒固定方案。建立左侧耻骨骨折的Tile B2型骨折模型,通过有限元仿真对比不同姿态下二钉钉棒固定、三钉钉棒固定、钢板螺钉固定的固定效果;建立两侧耻骨骨折的Tile B3型盆骨骨折模型,进一步对比三钉钉棒固定、四钉钉棒固定、钢板螺钉固定的固定效果,最终验证了优化方案的合理性。在上海市第一人民医院创伤骨科的支持下,对Tile B2、Tile B3型盆骨骨折患者分别通过微创手术进行三钉钉棒固定、四钉钉棒固定,以患者盆骨的实际恢复效果验证了优化方案的有效性,同时也证明了通过有限元进行盆骨生物力学研究以针对不同骨折案例进行植入方案优化的可行性。