骨盆矢状位旋转对人工髋关节摩擦界面的影响

摘要

目的 探讨骨盆矢状位不同旋转角度及不同策略安装髋臼假体前倾角对人工全髋关节假体摩擦界面应力的分布、髋臼假体对股骨头覆盖的影响.方法 选择1位健康成年女性志愿者进行骨盆和股骨上段CT断层扫描以获得影像学图像数据,应用有限元分析的方法建立骨盆及人工髋关节的三维实体模型,模拟在骨盆矢状位后旋0°、10°、20°的状态下人工髋关节髋臼假体内衬内表面和股骨头外表面的应力分布.再模拟以身体冠状位为安装髋臼前倾角的参考平面,观察髋臼假体摩擦界面的应力分布.同时观察髋臼假体对股骨头前方的覆盖情况.结果 参照骨盆冠状面安装髋臼假体前倾角,骨盆矢状位后旋0°、10°、20°的三维实体模型有限元分析表明:髋臼假体内衬内表面、股骨头外表面的最大应力依次增加,分别为3.40、6.18、12.23和65.20、117.52、124.94 MPa,股骨头前方的裸露面积分别为570.75、589.00、603.79 mm2.而参照身体冠状面安装前倾角的髋臼假体内衬和股骨头最大应力变化较小,分别为3.40、3.70、6.00和65.20、100.76、104.37 MPa.股骨头前方的裸露面积均为570.75 mm2.结论 骨盆矢状位旋转对人工髋关节假体的摩擦界面应力分布有一定的影响,髋臼假体对股骨头前后方的覆盖有一定的影响.按照身体冠状面设置的髋臼假体前倾角摩擦界面应力分布相对均匀,且最大应力变化较小,髋臼假体对股骨头前方的覆盖更接近正常骨盆状态.