人体骨肌系统个体间的差异性、多样性以及活体实验的局限性,使得关于人体力学特性的研究工作开展十分困难。与此同时,随着医疗条件的改善,各种临床手术方法不断的涌现,如何有效的选择手术方案及评价术后效果,成为当前相关领域生物医学学者的重要研究工作。国家自然科学基金重点项目“中国力学虚拟人”将围绕人体骨肌系统生物力学性能研究而展开。该项目将最终形成一个大型的人体生物力学分析软件,其中包含人体几何建模、运动学分析、动力学分析、有限元分析等功能模块,并拥有自己的数据库。另可通过二次开发应用于各个专业领域,应用范围不仅仅局限于临床医学研究,还可涉及到创伤事故、康复工程等领域。本文作为“中国力学虚拟人”项目的一部分,主要的研究内容为颅颌复合体骨肌系统平台的建立及临床应用。该平台将提供一系列标准的、解剖相似性高的人体头部几何、动力学和有限元模型,及相关的基础生物力学研究结果。并利用该模块化平台进行临床口腔修复分析,为更好的研究人体头部相关力学问题提供理论依据。在模型构建方面,本文选取了基于CT医学图像的几何仿真模型最为平台的主要模型,该模型解剖相似性高,可精确模拟出头部各骨块、肌肉及骨缝信息,另还加入了基于CT断层影像和层切法的下颌骨及牙列模型作为平台模型信息的补充,该模型更细化了下颌骨及牙列结构。另外,上述2种模型均已进行了模块化,以适应于不同应用需求。在运动学、动力学分析上,本文利用三维运动捕捉系统对正常人群进行下颌咀嚼运动轨迹测试,并建立相关仿真模型,进行仿真计算,得到相关肌肉力大小及分布情况。应用肌肉力优化算法和肌电激活信号测试结果对仿真结果进行验证。仿真结果作为生物力学分析的边界条件,这里主要对颅颌复合体整体在正中牙合位相下,及下颌骨在咀嚼运动周期6个典型运动相下的应力分布情况进行研究。在临床应用方面,通过对前述模块化的下颌骨及牙列模型进行改建,得到四单位种植固定桥的不同排列方案及三角形与直线排列方案的不同模型,并进行生物力学分析比较,选出理论上最为合理的设计方案,为临床实际应用提供相应理论依据。中国力学虚拟人颅颌复合体骨肌系统平台的构建,使我们对人体头部骨肌系统的力学特性基础有了全面的了解,为头部骨骼肌肉方面的生物力学研究提供了重要的工具。