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摘要
目的利用计算机仿真技术模拟发育性髋关节脱位(developmental dislocation of the hip, DDH)患儿不同股骨颈前倾角时股骨的应力分布, 以明确DDH患儿股骨颈前倾角矫正的意义, 并指导手术方案的制定。方法回顾性分析2021年6月在山西省儿童医院骨科住院治疗的1例右侧DDH患儿影像学资料。患儿女, 6岁, 提取正常侧(左侧)髋关节股骨扫描数据, 通过三维CT扫描重建股骨三维模型, 分别设计股骨颈前倾角35°、25°、15°时的力学仿真模型, 通过有限元软件进行仿真计算, 观察不同股骨颈前倾角度时股骨的生物力学分布。结果 DDH患儿股骨三维模型上股骨颈前倾角为35°、25°、15°时股骨模型受到的最大应力分别为21.18 MPa、17.36 MPa、9.85 MPa。股骨颈前倾角为35°时, 股骨干应力集中;股骨颈前倾角为25°时, 股骨远端骨骺的应力降低25%;股骨颈前倾角为15°时, 股骨应力主要集中在股骨头颈至股骨干上段。股骨颈前倾角为35°时, 位移大于1 mm的区间是股骨头至股骨干中段;股骨颈前倾角为25°时, 位移大于1 mm的区间是股骨头至股骨干中上端;股骨颈前倾角为15°时, 位移大于1 mm的区间是股骨头至股骨颈。股骨颈前倾角为35°、25°、15°时其股骨远端骨骺的最大位移分别为0.0041 mm、0.0018 mm、0.0012 mm。结论股骨颈前倾角对DDH患儿的股骨力学有着重要影响。股骨的应力分布随着股骨颈前倾角改变而改变, 股骨颈前倾角度增大, 股骨干应力逐渐增加, 在股骨干位置出现应力集中现象;股骨颈前倾角越大, 应力传递在股骨干区域受到的遮挡效应越大, 股骨远端骨骺在横断面的变形也增加。股骨颈前倾角为15°时股骨应力分布较为理想。
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单位山西省儿童医院
