多种髓芯减压术治疗股骨头坏死的有限元研究

作者：杨宾宾; 刘耀升; 刘蜀彬; 苏秀云; 孙培栋; 周诗国

来源：中华损伤与修复杂志(电子版), 2017, 12(01): 39-45.

• 髓芯减压术
• 多孔道
• 股骨头坏死
• 有限元分析

目的运用三维有限元分析的方法,探讨多种改良多孔道小直径髓芯减压术与传统单孔道大直径髓芯减压术,在早期股骨头坏死治疗中的应力变化规律。方法选择健康成人右侧股骨头为研究对象,经螺旋CT扫描获得各断面图像,输入计算机识别和提取股骨轮廓并行三维重建。根据生理状态下股骨头载荷的三维空间分布,股骨远端采用完全固定的设置方式,在股骨头上方施加与股骨干呈25°夹角、方向向下的570 N压力。建立坏死范围分别为15%与30%的多组髓芯减压三维有限元模型,通过运算得到股骨头不同部位皮质骨、松质骨的应力分布状况。结果减压方法与孔道数目不同,得到的应力值也随之不同;髓芯减压术后股骨头内均出现应力集中,传统单孔道大直径髓芯减压术较改良多孔道小直径髓芯减压术术后有较强的应力集中(如坏死范围15%时大直径减压模型与6孔道减压模型股骨头承力点区皮质骨应力值分别为:16.3 MPa,15.5 MPa);几种髓芯减压术减压后皮质骨(坏死范围30%时大直径减压模型股骨头皮质骨应力峰值为:17.3 MPa)、松质骨(坏死范围30%时大直径减压模型股骨头松质骨应力峰值为:0.29 MPa)应力峰值均小于股骨头自身的抗拉强度(松质骨:3.5 MPa;皮质骨:122 MPa)。结论与传统大直径单孔道减压术相比,改良多孔道髓芯减压术治疗早中期股骨头坏死可降低股骨头内应力集中,其生物力学优势更加明显。

• 单位
  首都医科大学附属北京友谊医院; 解剖学教研室; 南方医科大学