股骨头缺血性坏死塌陷预测的生物力学研究

目的:探索不同部位囊性变对股骨头缺血性坏死的生物力学影响,为预测股骨头的塌陷和指导临床治疗方法的选择提供基础。方法:取新鲜股骨上段标本,行螺旋CT断层扫描,所得图像用Efilm软件系统处理,利用Ansys-5.7大型计算机软件建立股骨上段三维有限元异物同构模型,模拟股骨头内囊性变。施加3种不同载荷,分析股骨头内应力分布情况。结果:股骨头受压后,中央区域表现为压应力,而前方和后方区域则表现为张力,符合球体受压后的膨胀趋势。股骨头负重区下方及其内侧和外侧的囊性变应力集中最明显,易引起股骨头塌陷。当囊性变位于股骨头的前方、后方、中心和下方时,其上下缘的应力集中不是很明显,股骨头塌陷断裂风险不大。结论:股骨头内不同部位的囊性变对股骨头缺血性坏死的生物力学影响是不同的,三维有限元应力分析法可以预测坏死股骨头的塌陷,并指导临床选用适当的显微外科治疗方法。