股骨头不同区域囊变对力学承载的影响

目的探索股骨头不同部位囊变对股骨头力学承载的影响。方法取新鲜人体股骨上段标本,行螺旋CT断层扫描,得到CT数据二维图像,采用Efilm软件系统处理,人工识别股骨头边缘轮廓,将数据输入计算机,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,模拟股骨头内不同部位直径1cm的囊变灶。施加3种不同载荷,分析股骨头内应力分布情况及应力/强度比值,预测股骨头塌陷的危险性。结果所构建股骨头三维有限元异物同构模型共有21852个节点,10472个单元。囊变区强度降低导致应力下传受限,在其边缘区产生应力集中。股骨头负重区下方及其内侧和外侧的囊变应力集中最明显,表现为张力集中,其上方骨板下松质骨应力/强度比值明显升高,易引起股骨头塌陷。当囊变位于股骨头的前方、后方或下方时,塌陷风险小。结论股骨头囊变灶位于股骨头负重区的下方或其内、外侧时,可行带血运的髂骨瓣植入,骨瓣应与软骨下骨板接触。如果坏死范围较大,负重区下方及其内外侧均受累,髂骨瓣应位于负重区的下方。