目的:对比不同属性建模方法对股骨近端有限元分析的影响,从而得出较优的建模和赋值方法,为股骨近端有限元分析提供参考依据。方法:由股骨近端标本经CT薄层扫描得到的DICOM文件,导入交互式医学影像控制系统软件中重建出三维股骨近端模型,根据不同方法赋予模型不同材料属性后,导入有限元分析软件,在相同边界、约束和载荷条件下进行有限元分析,对比不同模型应力和位移情况。结果:1、利用医学数字成像和通信(DICOM)技术的桥梁作用,将CT图像数据完整传输至个人电脑,经MIMICS 10.0软件处理数据后实现数字化三维立体成像,并通过Hypermesh 10.0软件优化模型表面网格,最终成功建立精确的股骨近端三维有限元模型。2、CT灰度赋值建模法中,2、400份材料模型应力、位移数据折线图较其他组模型离散,由拟合曲线可知,当分配材料数目<10份时,有限元计算结果平均误差变化比较大,说明材料划分不可过简或过细。因此,当材料数目取10份时较为理想,可以在保证计算精度的前提下减少计算量,加快运算速度。3、CT灰度赋值法所建模型有限元计算结果显示股骨头内的应力集中于股骨头压力线骨小梁、股骨颈、股骨距及骨干骨皮质上,此方法建立的模型其应力分布符合股骨近端内部生理构造及生物力学;二分骨赋值法建立的模型,不论是股骨头还是股骨干,其应力均明显集中于皮质骨,未按正常生理结构分布,形成明显的“骨包壳”现象。且路径显示二分骨赋值法所建模型应力过度欠平缓,表现出明显的“台阶”现象。4、对于钽棒+股骨头缺血坏死模型,CT灰度赋值法所建模型有限元分析结果显示钽棒尖端应力较大,但皮质骨、松质骨以及钽棒应力在交界处过度平缓,在钽棒与骨接触部位存在应力承接,起到支撑作用。二分骨赋值法所建模型应力仍集中于骨皮质上,骨松质及钽棒棒尖应力被骨皮质遮挡,应力较小,有明显的“骨包壳”现象,这样的建模和赋值方法无法准确地描述模型实体,影响有限元分析结果,也影响到手术方式、植入体材质的选择、植入体构型设计和使用寿命等。结论:就股骨近端而言,以CT灰度赋值同时分配10份材料数目的建模方法准确地模拟了股骨近端内外生理构造,贴近股骨复杂材料属性的状况,符合生物力学特性,有利于进行有限元分析。