三维有限元模型在发育性髋关节发育不良并发股骨头坏死中的应用

摘要

发育性髋关节发育不良可导致髋关节功能障碍甚至股骨头坏死,传统的影像检查无法全面及时地预测和反映病情.三维有限元模型可以利用影像数据,结合有限元力学,模拟股骨近端形态在不同场景的受力情况,为治疗提供科学方案.对发育性髋关节脱位进行建模实验,发现建立外展角度为80°时,股骨头上表面应力明显增大,髋臼受力超过骨组织屈服最大强度,应力直接影响股骨头的内部血管血流量,易发生股骨头坏死和坍塌,治疗时应控制外展角度不超过80°.股骨头坏死预测模型的建立发现,当中心边缘角超过25°时,髋臼边缘会出现应力集中点,软骨受压,易发生股骨头坏死.因此,矫正治疗时应该以中心边缘角恢复至放射学"正常"范围为基础,根据患者临床分型中"重度、中度、轻度"的情况,其最佳矫正中心边缘角度遵循由小到大的规律,可得到满意的矫正效果.