### 股骨—假体系统中不同物理参数假体对骨重建的影响分析
#### 摘要概览
本文是一篇关于股骨—假体系统的研究报告，主要探讨了不同物理参数的人工股骨假体对骨重建过程的影响。随着生物医学工程的发展，人工关节置换成为一种重要的医疗手段，尤其在恢复髋关节功能方面取得了显著成效。人工股骨假体（特别是针对髋关节的）可以有效缓解或消除关节疼痛，改善患者的生活质量。为了进一步提升这种手术的效果，研究人员通过建立数字化股骨—假体系统模型，并利用有限元分析方法，来探究假体的物理参数如何影响骨重建过程。
#### 主要研究内容
1. **股骨模型的构建**
- 使用患者的CR图像数据提取股骨的内外轮廓线，并在CAD软件中进行封闭光顺处理，以确保模型的准确性。
- 采用大面合并剪切生成端面的方法来消减小面，从而优化了股骨三维实体模型，使其更接近真实股骨结构。
2. **假体设计与建模**
- 通过三种不同的设计方法设计参数相异的植入假体，并在Pro/E软件中进行虚拟装配，建立了股骨—假体系统的三维实体模型，为后续分析提供了基础。
3. **骨重建理论的应用**
- 基于现有的骨重建理论研究成果，研究了内置假体植入股骨髓腔后，在正常的生理力作用下，股骨单元重建自适应与力学激励之间的关系。
4. **骨重建自适应程序的开发**
- 使用VC++自主开发了一个骨重建自适应程序，该程序能够将假体的物理参数对骨重建的影响进行定量的程序化计算，并导入到有限元软件ANSYS中进行仿真模拟。
5. **不同物理参数假体的影响分析**
- 通过对七种不同物理参数的假体植入股骨髓腔后的骨重建情况进行对比分析，探究这些参数如何影响股骨重建的过程。
#### 关键知识点解析
1. **股骨自适应**
- 股骨自适应是指股骨在植入假体后，其自身的结构和功能适应假体的过程。这个过程涉及到骨骼对假体的存在做出反应，包括应力的分布变化、骨质的增生或吸收等。
2. **假体**
- 人工股骨假体通常是由金属或复合材料制成的，用于替代病变或受损的股骨部分。假体的设计需考虑到与股骨的匹配度、材料属性、几何尺寸等因素。
3. **有限元分析(FEA)**
- FEA是一种数值模拟方法，用于预测和分析复杂系统的力学行为。在本研究中，它被用来模拟股骨—假体系统的应力分布及其对骨重建的影响。
4. **VC++**
- VC++是一种编程语言，广泛应用于软件开发领域。在本研究中，VC++被用来开发骨重建自适应程序，实现对股骨重建过程的量化分析。
5. **髋关节**
- 髋关节是连接股骨与骨盆的重要关节，承担着人体上半身重量转移的功能。髋关节置换手术主要用于治疗严重的髋关节疾病或损伤。
通过上述研究，作者旨在为定制型股骨假体的设计提供准确的几何参数和力学依据，以期提高人工股骨假体的使用效果，延长其使用寿命，从而改善患者的康复效果和生活质量。
