目的:　　 建立人体膝关节有限元模型,进行全膝关节置换仿真,对髌股关节进行有限元分析,并与尸体实验结果进行比较,对有限元模型进行验证,为全膝关节置换术中是否常规置换髌骨提供参考。　　 方法:　　 1.人体膝关节及人工膝关节有限元模型的建立:　　 根据膝关节CT、MRI扫描图像,利用图像处理和转换技术,运用CAD分析软件及由下而上的点、线、面、体建模原则,重建膝关节有限元模型。　　 2.全膝关节置换术是否置换髌骨对髌股关节生物力学影响的有限元分析:采用建立的人体膝关节有限元模型模拟标准的全膝关节置换术,分别计算置换髌骨和未置换髌骨的髌股关节接触应力。　　 3.尸体膝关节生物力学分析:　　 取7个关节结构正常、关节软骨完整的正常中国成人的新鲜冷冻尸体膝关节进行研究,将标本固定到8501型Instron生物力学测试机上,然后应用PFC假体作人工膝关节置换术,在髌骨置换前、后分别利用压敏片测定髌股关节之间的应力。　　 结果:　　 建立了一个有效的包括半月板、软骨、韧带和骨骼在内的膝关节有限元模型。髌骨未置换有限元仿真计算与尸体实验比较,从膝关节伸直位到90度屈曲,仿真结果与测试结果的峰值应力比较均匀,平均约9MPa:膝关节屈曲大于90度后峰值接触应力增大,到120度时达到约11.63MPa。高屈曲时髌骨侧缘与股骨髁发生接触,接触面积相对减小,因此在高屈曲阶段发生较高的接触应力。全膝关节置换后髌骨聚乙烯衬垫在典型屈曲位置下的接触应力与尸体实验结果相似。髌骨置换术后,髌股关节的峰值接触应力达到30-50MPa。　　 结论:　　 有限元模型分析结果与尸体实验结果一致,有限元模型可用于全膝关节置换仿真,并且进行生物力学分析。应用PFC假体时,髌骨置换术前的髌股关节峰值接触应力低于关节软骨的屈服强度,而髌骨置换术后的髌股关节峰值接触应力远远超过了超高分子聚乙烯的屈服强度。为了避免和髌骨置换相关的并发症,如果选择合适的股骨假体,在髌骨的软骨面相对比较好的情况下,TKA术中可以选择性地不进行髌骨置换。