股骨頭內(nèi)撐器治療股骨頭缺血性壞死的三維有限元分析.pdf

1、目的：應(yīng)用三維有限元方法對三種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行生物力學(xué)分析,為股骨頭內(nèi)撐器治療股骨頭缺血性壞死提供生物力學(xué)依據(jù)。
　　材料與方法：1.建立股骨實(shí)驗(yàn)標(biāo)本模型:①正常股骨頭頸模型,②隧道減壓加植骨模型,③隧道減壓后置入內(nèi)撐器加植骨模型。2.有限元分析:將上述三種模型標(biāo)本分別進(jìn)行CT掃描后,以Dicom格式保存并導(dǎo)入Minics軟件,重建試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷娜S有限元模型,模擬單腿站立時髖白在股骨頭表面負(fù)重區(qū)施加的面載荷及仿真計算,分別記錄三種模型基

2、本信息、應(yīng)力值,繪制其應(yīng)力云圖;并沿股骨頭頸上外側(cè)路徑和下內(nèi)側(cè)路徑取一系列結(jié)點(diǎn)應(yīng)力值作成應(yīng)力分布曲線圖,分析股骨頭頸部的應(yīng)力分布情況;同時根據(jù)股骨頭加載后位移記錄值,繪制位移云圖,分析加載后股骨頭頸應(yīng)變情況。
　　結(jié)果：根據(jù)CT掃描信息,建立了三種有限元模型,得出每種模型的彈性模量、泊松比、單元數(shù)、節(jié)點(diǎn)數(shù),分別繪成三種模型應(yīng)力云圖、兩條路徑的應(yīng)力分布曲線圖和位移(應(yīng)變)云圖;正常股骨頭頸模型應(yīng)力集中在股骨矩周圍,其位移的平均值為0

3、.3556士0.1294mm,減壓加植骨模型應(yīng)力主要集中在股骨矩、股骨頭頂部和前外側(cè),其位移的平均值0.4163士0.1310mm,較正常組大;內(nèi)撐器置入加植骨模型應(yīng)力集中在小轉(zhuǎn)子以下股骨上端,其位移的平均值0.1856士0.0118mm,較正常組小。
　　結(jié)論：①股骨頭頸隧道減壓植骨后其應(yīng)力分布發(fā)生明顯改變,股骨頭、頸承載負(fù)荷明顯減少。
　　②股骨頭內(nèi)撐器置入加植骨后其應(yīng)力分布也發(fā)生改變,股骨頭、頸承載負(fù)荷接近并高于正常。