髋关节置换术中2种不同髋关节假体的有限元分析:应力集中和位移变化比较

摘要

目的:应用有限元方法模拟不同假体下全髋关节置换术中应力集中和位移变化情况,通过分析这2种指标术后可能产生的假体晃动和松动等临床结果,为临床实际情况分析提供参考.方法:选取1例正常男性志愿者的髋关节CT数据进行三维重建,取2种假体(Corail和Synergy porous)进行建模处理,通过Mimics和ABAQUS等软件进行股骨非均质属性赋值,分析人体以站立姿态下2种股骨模型的应力集中与位移变化.结果:Corail模型股骨与Synergy porous模型股骨最大应力多集中于假体远端1/3处与近端拐角处,最大应力分别为31.82和55.05 MPa,均小于股骨屈服强度(138 MPa).Corail与Synergy porous型假体模型最大相对位移分别为0.604和0.747 mm,均小于极限位移(1.500 mm).以上指标均满足置换要求.结论:Corail型假体在模拟后应力集中与位移变化结果方面均优于Synergy porous型假体,不同类型假体的有限元分析可为髋关节置换术的预后效果评价提供重要参考.