تحقیقات انجام شده نشان می دهد که مورفولوژی استخوان بستگی به بارهای مکانیکی وارد به آن دارد، فرآیندی که این وابستگی را کنترل می کند «نوسازی» نامیده می شود. با توجه به پیروی استخوان از اصول بهینه سازی، در این مقاله از روش بهینه سازی ساختاری Level Set برای مدلسازی همزمان فرآیند های نوسازی داخلی و خارجی استخوان پروکسیمال فمور استفاده شده است. همچنین برای بررسی اثر وجود تخلخل و در نتیجه دانسیته ظاهری متغیر در شکل استخوان اسفنجی مدلساری ها در دو مرحله، مرحله اول با فرض دانسیته ثابت و مرحله دوم با فرض دانسیته متغیر برای استخوان، انجام شده است که نتایج حاصله نشاندهنده یکسان بودن تقریبی هندسه خارجی استخوان و تفاوت قابل ملاحظه ای در هندسه داخلی و وزن آن در دو مرحله مدلسازی است. در نهایت برای اثبات درستی روش، نتایج حاصله با نتایج تجربی حاصل از تصویربرداری اشعه ایکس و برخی از مقالات ارایه شده در این زمینه مقایسه شده است.