有限元骨承载力分析法与壁厚分析法预测骨愈合程度的比较研究

作者：童梁成; 杨智伟; 汪剑龄; 杨俊生; 徐俊捷; 许建辉; 李颖^*

来源：中国骨与关节损伤杂志, 2021, 36(10): 1035-1039.

• 骨生物力学
• 有限元分析法
• 壁厚分析法
• 骨愈合
• 骨承载力
• 骨强度
• 骨密度
• CT灰度值

目的建立下肢长骨干有限元分析模型,比较有限元骨承载力分析法与壁厚分析法预测下肢长骨干骨愈合程度的效果。方法收集4例临床诊断为下肢长骨干骨折不愈合患者的CT扫描数据,建立有限元分析模型,分别采用有限元骨承载力分析法和壁厚分析法进行二次模拟仿真计算,共进行8次分析。骨承载力分析法通过有限元分析得出健侧与患侧应力-应变曲线,利用GraphPad计算曲线下总面积进行比值分析。壁厚分析法通过判读骨皮质壁厚薄弱区的情况,通过材料密度与刚度转化关系对最大壁厚分值进行比值分析。结果 4例临床诊断均为骨折不愈合,骨承载力法修正诊断结果为2例骨折愈合,2例骨折延迟愈合,内固定均有效;壁厚分析法修正诊断结果为3例骨折愈合,1例骨折延迟愈合,内固定均有效。ROC曲线分析结果显示,有限元骨承载力分析更加接近骨真实情况并且敏感性更好,有限元壁厚分析对判定骨愈合的特异性更高。结论骨承载力分析法能更好地模拟目标骨段的真实载力环境,但是计算过程中软件切换次数较多,结果飘移度较大。壁厚分析法省略了赋值和载力环境的调试过程,在同一个软件下分析骨愈合过程中骨痂变化情况,能够更有效预测骨愈合程度。