通過二維圖像進行重建的三維模型，是目前術前規劃、人工關節定制的普遍需求。本文提出一種統計形狀模型與拉普拉斯曲面變形相結合的方法，應用于股骨圖像的三維重建，以優化傳統統計建模重建過程中特征不足和信息損失造成的精度問題。該方法將基于統計形狀模型的重建結果用能夠代表形狀特征的拉普拉斯算子表示，在拉普拉斯坐標系下進行曲面結點坐標變換，建立骨骼新特征，使重建模型與二維圖像充分擬合。最后選取50例股骨模型驗證本方法的有效性。結果表明，引入拉普拉斯曲面變形后的方法較傳統統計形狀模型的精度提升了16.8%～25.9%。該方法能夠以更高精度完成骨三維重建，為術前個性化假體設計及其精準定位與快速生物力學分析等研究提供模型基礎。