伴随着社会进步,我们不得不面对社会人口中快速进展的老龄化问题,膝关节骨关节炎发病率越来越高,全膝关节置换手术（total knee arthroplasty,TKA）逐渐增加。针对全膝关节置换术中参照对位的截骨角度及假体安放角度,常规采用股骨的解剖轴与机械轴的夹角作为下肢股骨远端截骨角度,以恢复膝关节的矩形“屈曲间隙”,恢复下肢中位力线。采取参照中位力线对位方式的全膝关节置换手术后,仍有部分术后患者反馈关节疼痛不适,随访发现关节假体异常磨损,关节假体后方截骨面的应力遮挡,以及膝关节假体松动及假体周围骨折等问题。为探讨患者不同角度下肢力线对位的生力学分布情况,合适的下肢力线对位角度,如今设计出不同的下肢内外翻角度七种不同的下肢力线对位。本实验经过对医学影像学数据,采用国际标准（DICOM）处理,通过Mimics19.0、Geomagic wrap 2017等软件建立初步膝关节模型,使用siemens nx 12.0建立不同的股骨假体远端截骨模型,然后进行模拟假体装配,利用股骨假体外翻角度截骨的不同,造成下肢力线的内翻或外翻,从而形成下肢力线对位的13种情况:内翻1°、2°、3°、4°、5°、6°,外翻1°、2°、3°、4°、5°、6°以及中位力线即0°力线。将不同的模型进行网格划分,属性赋值,施加F=65kg×10N/kg×88%×0.5=286N,股骨上端给予施加轴向向下的286 N载荷。利用有限元分析,模拟不同下肢力线对位的情况装配膝关节假体,模拟仿真手术截骨及假体装配。结果表明,中位力线对位时,胫骨假体垫片表面以及股骨端截骨面的等效应力、以及应力集中情况内外侧比较均衡,内外侧股骨髁的等效应变能两侧较均匀,未见明显下降或升高;在下肢力线内外翻情况下,均出现胫骨假体垫片及股骨截骨面的等效应力及应力集中情况出现内外侧不均衡,偏向一侧,或出现应力集中,在下肢力线对位内外翻超过3°以后内外侧股骨髁的等效应变能在下肢力线内外翻情况下出现内外髁等效应变能分布极不均匀。通过上述实验我们得出结论:1、通过医学影像学资料的处理,经过有限元分析软件,借助计算机建模,立膝关节三维仿真模型,进一步建立骨科相关手术模型,这种方法简单易获取,可操作性强,在今后的生物力学研究中,尤其是骨科的相关实验更需要如此良好的辅助工具。2、全膝关节置换手术中,参照中立位力线作为标准,仍是膝关节置换手术的力线对位参考的最优选择,超过3°以上的下肢力线偏移出现垫片应力峰值急剧增高,下肢力线内偏或者外偏均出现膝关节假体垫片表面等效应力分布不均匀,出现应力集中区域偏内或偏外;股骨远端截骨面等效应力不均衡出现,出现应力集中;股骨内外髁等效应变能分布出现不均衡改变,以上容易导致患者假体垫片异常磨损,膝关节疼痛,应力遮挡,导致骨骼重塑、骨质疏松、假体周围骨折等。