金属对金属髋关节表面置换后的有限元分析*

背景：与全髋关节置换相比,髋关节表面置换术有着诸多优势,如保留股骨头、股骨颈,方便于日后翻修,保存了股骨近端的生理力学分布,已成为年轻或对髋关节活动度要求较高的髋关节骨关节炎终末期患者更具吸引力的手术治疗方式。 目的：观察人工髋关节表面置换术后股骨及假体的应力分布。 设计、时间及地点：单一样本观察,于2007-09/2008-04在南方医科大学解剖及生物力学实验室完成。 对象：选择南方医科大学珠江医院收治的行金属对金属髋关节表面置换术男性患者1例(自愿参与实验),年龄40岁,检查排除健侧髋关节疾患。 方法：建立股骨和假体有限元模型,分析在步行峰值关节载荷作用下,表面置换术后股骨颈及假体的应力水平。 主要观察指标：股骨侧与假体的应力。 结果：①髋关节表面置换术后股骨受力总体模式不变,股骨颈存在应力遮挡。应力峰值存在于股骨颈基底部,与其他区应力值相比,差异具有显著性意义(P < 0.001),特别是转子窝附近以及骨-假体界面。②假体应力分布：应力峰值存在于髋臼及股骨假体外上方、髋臼杯沿与股骨假体交界处以及骨-假体界面。 结论：髋关节表面置换术后股骨受力总体模式不变,股骨颈存在应力遮挡。峰应力存在于股骨颈基底部及骨-假体界面,为了减少术后股骨颈骨折的发生率,术中应特别加以保护上述区域。     

股骨颈保留型人工髋关节置换42例：5年同一机构治疗者≥12个月结果随访

背景：继往的人工髋关节置换切除股骨颈,将严重改变压应力系统和张应力系统之间的受力平衡。而保留股骨颈则保留了股骨颈健康骨结构,使假体应力沿股骨近端生理状况分布,亦可防止股骨近端骨质疏松导致假体松动。 目的：评价股骨颈保留型人工髋关节在髋关节置换中的应用效果。 方法：2003-03/2008-04施行股骨颈保留型人工髋关节置换42例52髋,均应用S-ROM假体(Depuy,美国),假体分为髋臼部分和股骨部分。记录髋关节置换时间、术中出血量、置换后住院天数、Harris评分及围手术期并发症。置换后摄标准髋关节正侧位X射线片,并测量髋臼外展角和前倾角。 结果与结论：全部病例随访12~61个月,平均39个月。全髋关节置换时间30~70 min,平均45 min。术中出血70~200 mL,平均110 mL。置换后X射线片测量髋臼外展角平均44.1°,前倾角平均21°。置换后第5天髋关节摄片确认置入假体正常后即要求扶助行器下地活动。置换前髋关节功能Harris评分平均(32.7±6.3)分,置换后3个月Harris评分平均(93.2±4.1)分。提示股骨颈保留型人工髋关节置换具有创伤小、出血少、符合人体生物力学、假体稳定、假体磨损小的特点,可以作为传统股骨柄的替代治疗。     

计算机髋关节置换导航中股骨柄假体前倾角度设定方法的可行性

将CT扫描股骨资料进行计算机三维影像重建,在虚拟空间中,通过髓腔及股骨上髁确立髁平面、股骨近段冠状面,并进行虚拟股骨柄假体颈干面与它们的夹角间关系的推理计算。同时,对应股骨柄假体前倾角度的改变,对假体于髁平面上的投影像进行颈干角测定,以此模拟术中C臂机二维X射线投射所获取之髋关节正位像及像中假体颈干角。近段股骨髓腔冠状面替代髁平面对股骨柄前倾角度进行表示,并未导致明显的偏差。角度读数间作配对t检验,差异未见显著性意义(P > 0.05)。柄假体前倾角与其在髁平面上投影像的颈干角度间具曲线回归关系。为满足计算机导航操作中解剖取点图像注册,而选取股骨髓腔中心弧线的近段部分(近似直线),与股骨髁上间线的平行线相交共面重构近段冠状面,可作为基准而评价股骨柄前倾角度,以替代髁平面。人工髋关节置换过程中C臂机的应用,由髋部正位X射线影像中柄颈干角推断柄假体前倾状态的方法,也可作为手术导航的补充。     

全髋置换影响应力遮挡效应的相关因素

近年来全髋关节置换得到了迅速发展, 对一些终末性髋关节疾病进行了关节功能的重建, 并取得了满意的疗效。但是全髋关节置换后股骨近端应力负荷会发生改变，导致股骨近端的所谓“适应性骨重建”，其特点是皮质骨变薄，骨密度下降，引起股骨近端假体周围，尤其是股骨距区骨丢失。文章从骨水泥和非骨水泥全髋假体、假体涂层、全髋关节置换术式改变三个方面具体分析了对股骨近端应力遮挡效应的影响，通过改进假体设计，使用低弹性模量的材料、减少假体截面积、使用骨水泥型假体、使用适当的涂层材料，甚至改进全髋关节置换方式来减少应力遮挡效应。     

人工髋关节置换术后股骨假体周围骨折★

目的：随着人工髋关节置换的广泛开展及翻修手术的不断增加，假体周围骨折的发生明显增多，而这类骨折处理较为复杂困难；拟探讨人工髋关节置换术后股骨假体周围骨折采用切开复位记忆合金环抱器内固定治疗效果。 方法：①对象：来自2001-03/2005-08 广西医科大学第一附属医院创伤骨科共收治人工髋关节置换术后股骨假体周围骨折患者8例，男3例，女5例，年龄35~80岁。骨折发生于原髋关节置换术后3个月~7年，按Vancouver骨折分型B1型7例，B2型1例。②治疗：均采用切开复位形状记忆合金锯齿臂环抱内固定器内固定治疗，其中1例（B2型）同时行骨水泥长柄假体翻修。③评估：术后随访时观察X射线片、关节活动度及材料与宿主不良反应。 结果：8例患者均得到1~4年随访。1年后检查髋关节活动度屈曲均大于100°，经X射线检查骨折均愈合，无感染、骨折不愈合、内固定断裂等并发症发生。 结论：对于人工髋关节置换术后股骨假体周围骨折, 形状记忆合金锯齿臂环抱内固定器具有安装方便、固定可靠、经济实用的优点，是一种可供选择的良好治疗方法。     

应用三维有限元分析正常站立位股骨近端结构生物力学特性

背景：目前股骨有限元研究较多,但以往的研究多集中于股骨外部的生物力学方面。 目的：建立股骨近端结构三维有限元模型,对正常站立位下的股骨近端生物力学特性进行分析以指导临床工作。 设计、时间及地点：三维有限元建模及力学分析,于2009-04在天津医科大学总医院骨科生物力学实验室完成实验。 对象：天津医科大学总医院志愿者1名,男性,30岁,应用X射线排除股骨病变及损伤等情况。 方法：在Mimics中直接读取符合Dicom 3.0 标准的股骨近端原始CT数据,经阈值设定、区域增长及形态学操作等生成股骨初始3D模型,后期结合有限元软件ANSYS生成最终的三维有限元网格模型,然后在ANSYS中分别对应用Mimics得到的模型加载200 N的垂直载荷, 观察股骨近端内部应力分布。 主要观察指标：对模型施加200 N垂直载荷,观察股骨近端的Von mises应力分布。 结果：应用Mimics和Ansys软件建立股骨近端有限元模型,观察到股骨近端内部应力分布,验证了结构与功能的对应关系。 结论：应用Mimics可以建立更符合股骨近端机械结构和力学性质的三维有限元模型,据此模型得到的股骨近端力学特性分析结果更为可信,以辅助指导临床应用。 关键词：股骨;有限元模型;生物力学     

人工股骨柄的力学研究现状

背景：临床表明,全髋关节重建涉及假体、骨水泥和股骨整体的应力分布,针对减少各个组件的应力以减少置换关节失效风险研究有了很大的进展。 目的：对髋关节置换后各组件应力分布的研究现状及进展作一综述。 方法：应用计算机检索CNKI,EI Village和ELSEVER数据库中2001-01/2011-01关于髋关节置换和股骨柄应力的文章,在标题和摘要中以“股骨柄,应力,全髋关节置换”或“stem,prosthesis,stress,Total Hip Replacement”为检索词进行检索。入选34篇文献和2本书籍进行综述。 结果与结论：人工髋关节固定需亟待解决的关键问题是髋关节置换后各组件应力非均匀传递而引起的界面剪滞效应,并将最终导致界面松动失效。研究股骨-柄松动原因和增强股骨-柄界面的自锁能力,应是提高人工髋关节的稳定性和延长置换后髋关节寿命的发展方向。     

基于逆向工程技术的人体股骨近端形态参数误差分析

背景：准确描述股骨近端形态特征对髋关节假体设计和假体置入十分关键。 目的：基于逆向工程技术，对股骨近端形态参数描述股骨近端形态时产生的误差(简称股骨近端形态参数误差)进行有效分析。 方法：基于Mimics软件、Imageware软件，对1例25岁女性健侧髋关节的股骨近端形态参数进行测量、逆向建模，并利用Imageware中差异分析命令进行相关的曲线-点云及曲面-点云差异的计算与分析。 结果与结论：该例股骨基于股骨近端形态参数逆向建模后模型与人体股骨点云的整体差异为(1.29±0.99) mm，其中外壁的匹配误差占70.43%，髓腔占21.46%，股骨头占8.11%。股骨近端形态参数误差存在于以下方面：股骨头并不是标准球形；股骨干5个平面皮质骨内、外壁交线简单地认为是圆，或者认为是长短轴方向不变的椭圆；忽视小转子的几何特征的测量。提出以下改进意见：应在测量长短轴长度的同时，补充测量长短轴与正位片平面的夹角；增加小转子几何特征的测量。     

高龄患者锥形股骨柄假体全髋置换后的中期疗效

背景：目前越来越多的高龄髋关节病变患者需要接受全髋置换治疗。但由于老年患者常存在骨质疏松,骨量易丢失,以及骨愈合能力差等问题,在施行全髋置换时,应选择何种固定类型以及何种设计的全髋股骨柄假体最为理想仍存在不同意见。 目的：观察高龄患者锥形股骨柄假体全髋置换的中期疗效。 方法：选择2002-02/2004-02苏州大学附属第一医院骨科收治的70岁以上应用锥形股骨柄假体实施全髋关节置换患者65例(70髋),术前诊断：股骨颈骨折35例,髋关节骨关节炎10例,股骨头缺血性坏死8例,人工股骨头术后松动9例,类风湿性髋关节炎2例,先天性髋关节发育不良1例。分别于置换后1周、3,6个月随访,以后每年随访1次,对髋关节功能(Harris评分)和X射线平片进行复查。 结果与结论：6例因癌症死亡,4例死于心脑血管疾病。其余55例随访六七年,平均6.5年。末次随访髋关节Harris评分85~95分,平均90分。2髋出现轻度大腿痛,无一髋需行翻修治疗。置换后1年内X射线平片显示假体下沉小于1.5 mm者36髋。此后未再出现假体下沉。置换后3~6个月在Gruen 6区近段羟基磷灰石涂层部位出现典型的骨锚固征及松质骨和皮质骨密度增高影像。此后所有患者包括Dorr C型髓腔者均无柄端周围的骨质增生或“底座征”,也无股骨近段或远段髓内骨溶解及假体松动。按Engh标准评定全部患者均获骨性固定。提示锥形股骨柄假体的锥形设计特征既可获得置入髓腔后的初始固定,又可获得由于负重行走后的假体适度下沉所产生的二次稳定,用于高龄患者生物型全髋置换中期疗效满意。     

定制型膝关节假体修复股骨远端骨缺损假体柄长的有限元分析

以男性健康自愿者右股骨的CT图像为原始数据,分别建立柄长150,160,170,180,190 mm的定制型膝关节假体修复重建股骨远端40%骨缺损的三维有限元模型,对应的股骨干截骨长度分别为160,170,180,190,200 mm,加载平地慢速(3 km/h)行走步态周期中下肢4倍体质量负荷。皮质骨最大应力出现在股骨近端内侧,随假体柄长由150 mm增加至190 mm,应力最大值由106.8 MPa减少至91.78 MPa。骨水泥最大应力出现在骨水泥上1/4段内侧,应力最大值由 27.2 MPa减少至19.06 MPa。假体柄承载最大负荷,应力值变化不明显。5个模型出现骨折、骨水泥碎裂及假体柄断裂概率均较小。提示定制型膝关节假体重建保肢符合人体生物力学规律;短柄假体可引起骨、骨水泥应力集中,重建后发生骨折、骨水泥碎裂风险较高,而增加柄长对骨的应力遮挡水平也相应增大。     

股骨侧远端生物固定假体在高龄患者全髋关节翻修中的应用

背景：对高龄患者行人工全髋关节翻修时如何正确选择股骨侧假体固定方式,可否应用组配式股骨假体处理此类难题? 目的：验证股骨侧生物固定型假体在老年人全髋翻修后的效果。 方法：采用远端固定生物型股骨假体对11例75岁以上股骨侧假体松动患者进行翻修。11例股骨骨缺损根据Paprosky分型,Ⅰ型2髋,Ⅱ型2髋,ⅢA型7髋。 结果与结论：11例患者均随访16个月以上,患者Harris评分从翻修前的37分(22~49分)改善至随访结束时的89分(78~92分),优良率>90%,无患者发生再次松动。翻修后X射线片显示假体周围骨质密度和厚度明显增加。提示远端固定生物型假体可在股骨远端髓腔内获得可靠的轴向及抗旋转初始稳定性,尤其适用于伴有近端骨缺损的高龄患者的翻修治疗。     

高龄不稳定性股骨转子间骨折的髋关节置换：先置入假体再行骨折内固定

背景：近年来人工关节置换成为治疗高龄股骨转子间骨折的一种新方法。以往学者多习惯先处理骨折后置入假体,或先处理小转子,置入假体后再修复大转子。对于加长柄与标准柄长的使用,争论较大。 目的：验证人工关节置换治疗高龄不稳定性股骨转子间骨折的治疗效果,观察置换过程中置入假体与固定大小转子骨折块的操作顺序对修复效果的影响。 方法: 回顾性分析2006-01/2008-12解放军第451医院骨科应用人工关节置换治疗高龄股骨转子间不稳定型骨折28例的临床资料,20例行人工股骨头置换,8例行全髋关节置换,均采用骨水泥型人工关节。人工关节置换后观察X射线片、髋关节功能Harris评分变化及其并发症。 结果与结论：全组病例人工关节置换后随访1~4年,平均2.8年,疗效优良率为89.3%,未发现髋内翻、感染、松动、脱位者。人工关节置换能迅速恢复患肢功能,减少并发症的发生。置换要点是大、小转子骨折与人工假体关系的处理,应先置入假体,后以假体为支撑、行骨折内固定;做到假体与股骨近段紧密压配,是置换后假体稳定性的保证,加长柄与标准柄长均可使用。 关键词：人工关节置换;股骨转子间骨折;高龄;髋;不稳定性骨折;髋关节假体     

高龄股骨转子间骨折人工关节置换的特点及假体选择

目的：探讨高龄不稳定型转子间骨折人工关节置换不同假体的选择策略及临床治疗特点。 方法：采用电子检索的方式,在万方数据库(http://www.wanfangdata.com.cn/)中检索2000-01/2010-08有关高龄股骨转子间骨折人工关节置换的研究文章,关键词为“股骨转子间,骨折,人工关节,高龄”。排除重复研究、普通综述或Meta分析类文章,筛选纳入25篇文献进行评价。 结果：高龄股骨转子间骨折人工髋关节置换前正确的假体选择很重要,应根据Evans标准分类以及股骨近端骨折情况进行选择。根据人工髋关节假体的类型,目前分为3类：第一类是根据不同的柄长来选择,即加长柄人工关节与普通柄长人工关节的选择;第二类是全髋关节假体与双极人工股骨头假体的选择;第三类是骨水泥型柄与生物型柄假体的选择。另外应该按照骨质情况选择,骨水泥型假体可获得置换后即刻稳定,因此绝大多数高龄不稳定型骨骨转子间骨折更适合于选择骨水泥型假体。 结论：根据骨折类型以及患者全身情况选择不同类型的人工关节假体来治疗高龄股骨转子间骨折安全有效,功能恢复快,并发症少。     

先天性髋臼发育不良伴严重骨性关节炎或股骨颈骨折全髋置换20例

摘要：2002-12/2008-04对20例髋臼发育不良伴严重骨性关节炎或股骨颈骨折的患者进行人工全髋关节置换,男6例,女14例;年龄40~70岁,平均59岁;双侧12例,单侧8例;主要症状为疼痛及跛行。置换前X射线：患侧髋臼CE角均> 25°,髋臼变浅,髋关节包容不全。随防10个月~6年,平均48.5个月。Harris评分平均91.0分,优18例,良2例,近期优秀率达到100%。全髋关节置换后X射线片示股骨柄和髋臼假体的位置以及假体与周围的骨质匹配良好,重建的髋关节中心均位于真臼中心点位置,假体无松动及明显下沉迹象,生活自理并恢复日常工作。对于髋臼发育不良伴严重骨性关节炎或股骨颈骨折的成人患者,如能处理好髋臼及股骨近段的畸形,选择好合适的假体,人工全髋关节置换是一种良好的治疗方法。     

自体股骨头植骨生物型人工全髋关节置换治疗髋关节发育不良的疗效

背景：Crowe Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型髋关节发育不良患者真臼发育差,且受股骨头蚀损影响,外侧壁常有缺损,因此大部分患者均需采用自体植骨、假臼重建。 目的：观察生物型人工全髋关节置换治疗髋关节发育不良时采用自体股骨头植骨的临床效果。 方法：选择2007-03/2009-11四川省骨科医院髋部创伤科收治的髋关节发育不良继发骨性关节炎患者15例15髋,单侧患者双下肢不等长为(2.7±0.8) cm,置换前Harris评分为(41.6±12.8)分。术中15髋采用标准全髋关节置换,同时采用自体股骨头植骨重建髋臼旋转中心。置换后随访摄骨盆正位和患髋侧位X射线平片评价髋臼和股骨假体位置、植骨块愈合情况以及双下肢长度。 结果与结论：置换后切口均Ⅰ期愈合。患者均获随访,随访时间一两年,平均1年。置换后12个月X射线平片示植骨块均已愈合。末次随访时单侧患者双下肢不等长(0.8±0.3) cm,Harris评分为(89.3±6.5)分,与置换前相比,差异均有显著性意义(P < 0.05)。X射线平片示髋臼和股骨假体无移位,未见植骨块有明显移位和吸收塌陷征象。提示髋关节发育不良继发骨性关节炎行全髋关节置换时采用自体股骨头植骨有利于恢复髋臼旋转中心,提供良好髋臼固定。     

不同骨质密度下生物型及骨水泥型股骨假体置入后的三维有限元分析

背景：患者自身骨质情况往往决定髋关节置换手术中假体的选择,目前对假体的选择尚无金标准,而通过计算机三维有限元分析、模拟对比力学实验,对不同骨密度下股骨假体类型进行选择,将更具科学性。 目的：通过计算机三维有限元分析,选择不同骨密度下的股骨假体类型,并行模拟对比力学实验,从而确定临床全髋关节置换选择股骨假体的年龄标准。 设计、时间及地点：开放性实验,于2006-09/2007-05在吉林大学第一临床医院骨科研究所和吉林大学生物力学研究所完成。 材料：成人新鲜股骨尸体骨。 方法：利用Solidworks计算机软件建立人体股骨三维有限元模型。利用已有公式转化计算不同年龄段下骨质的密度及弹性模量,分别输入计算机。模拟人体单足站立状态,对重建的股骨模型进行力的加载与约束。 主要观察指标：测量生物型和骨水泥型股骨假体在不同股骨密度下的应力分布及初始微动等生物力学特性。 结果：生物型股骨假体上的整体应力在男性30~60岁年龄段分布相对较均匀,初始微动变化较小;在女性40~55岁年龄段分布相对较均匀,初始微动变化较小。骨水泥型股骨假体上的整体应力在男性60~70岁年龄段分布相对较均匀,初始微动变化较小;在女性55岁后分布相对较均匀,初始微动变化较小。 结论：计算机三维有限元分析及模拟对比力学实验结果提示,男性小于60岁,女性小于55岁使用生物型人工股骨假体优于骨水泥型人工股骨假体。     

骨水泥型人工髋关节置换后假体柄的无菌性松动：36例翻修标本分析

背景：无菌性松动是骨水泥型人工髋关节置换后失败的主要原因,探讨其发病机制对于预防松动具有重要意义。 目的：通过对髋关节翻修手术中取出的假体柄及骨水泥外壳的磨损进行观察,结合临床及X射线资料,探讨骨水泥型人工髋关节置换后假体柄无菌性松动的机制。 设计、时间及地点：观察性实验,于2002-07/2003-11在美国休斯敦贝勒医学院骨科研究所完成。 对象：选择休斯敦卫理公会医院(Methodist Hospital at Houston)骨科收治的行骨水泥型人工髋关节置换患者36例,男20例,女16例;年龄38~92岁。包括无菌性松动24例,感染10例,脱位1例,骨折1例。 方法：36例髋关节翻修手术中取出的骨水泥型假体柄及完整的骨水泥外壳,利用立体光学显微镜对骨水泥外壳内外两面及假体柄进行观察分析,按照Grone分区记录其表面磨损位置及磨损程度和骨水泥开裂区域。将主要的假体微动模式分为扭转应力,内翻屈曲应力,柄末端应力,柄领应力。 主要观察指标：骨水泥外壳内外两面磨损位置及磨损程度和骨水泥开裂区域,以及与其相匹配假体柄的磨损位置及磨损程度。 结果：除2例外所有假体柄及与其相匹配的骨水泥内面都有磨损,与假体置入时间无明显关联性。全部无菌性松动翻修取出的标本,其骨水泥外壳表面都有抛光区,只有1例非松动翻修取出的标本骨水泥表面有抛光。根据骨水泥外壳表面磨损大于其内面与假体柄间的磨损,推测骨水泥在髓腔中的微动多于骨水泥与假体柄间的微动。无菌性松动翻修取出的标本中13例发生骨水泥开裂,而因其他原因翻修的标本未发生骨水泥开裂。 结论：早期骨水泥开脱及骨水泥与假体柄微动是骨水泥型假体柄普遍存在的特征。骨水泥外壳表面磨损产生的微粒引起骨溶解进一步加速骨水泥表面的磨损。     

股骨峡部在非骨水泥型全髋关节置换中的作用★

背景：非骨水泥型髋关节置换术前计划中常用的模板测量法受诸多因素的影响准确性不高。有研究表明股骨峡部髓腔在髋关节置换中起着重要的作用，影响着股骨假体的安置和置入后的稳定。 目的：观察CT峡部测量股骨峡部在非骨水泥型全髋关节置换中的作用。 方法：收集4例尸体股骨的CT影像及额状解剖面，分析股骨假体与股骨峡部紧密压配及与皮质骨的接触情况。CT测量50例(55侧)初次行全髋关节置换患者的股骨峡部最长髓腔内径、最小髓腔内径及皮质厚度；利用最小髓腔内径预测假体型号。采用模板测量法作为对照。 结果与结论：3例尸体股骨假体可在股骨峡部紧密压配接触到骨皮质。55例的峡部最长髓腔内径大小为8.2~22.4 mm，平均(14.2±3.1) mm；峡部最小髓腔内径为6.1~17.9 mm，平均(10.2±2.9) mm；皮质厚度2.7~12.7 mm，平均(7.5±1.8) mm。利用CT峡部测量法预测假体存在较高优秀率(50.9%)。与对照组预测假体型号之间的优秀率存在明显差异(P < 0.05)；而优良率之间差异无显著性意义(P > 0.05)。当年龄≤65岁时，CT峡部测量法选择的假体型号优秀率可达63.9%；当峡部最长髓腔内径与最小髓腔内径的比值≥1.4时，CT峡部测量法的优秀率为70%。提示股骨假体在股骨峡部的紧密压配对股骨假体的稳定起重要作用。CT峡部测量法预测全髋关节置换股骨假体型号具有较高的准确性。     

股骨颈内侧径测量法术前选择股骨假体型号

背景：假体和股骨近段髓腔横断面的匹配非常重要,模板测量法术前预测股骨假体型号准确率低,因此有必要寻找一种新的方法用于全髋关节置换前预测假体型号。 目的：探讨股骨颈内侧径测量法在全髋关节置换前选择股骨假体型号的可行性及准确性。 方法：收集58例(65髋)初次非骨水泥全髋关节置换患者的临床资料。在髋关节置换前使用CT测量股骨颈髓腔内侧径,并利用股骨颈髓腔内侧径对比股骨假体型号大小术前选择假体型号,以采用模板测量法为对照。 结果与结论：股骨颈髓腔内侧径与各假体系统的假体型号之间都存在着很强的相关性(r=0.84~0.85;P < 0.05),说明应用股骨颈髓腔内侧径作为全髋关节置换前选择假体型号具有可行性。股骨颈内侧径测量法预测股骨假体型号的优秀率及优良率均高于模板测量法的优秀率及优良率(P < 0.01,P < 0.05)。当年龄> 45岁时,股骨颈内侧径测量法选择的假体型号优秀率可达66%,高于模板测量法的32%(P=0)。说明在全髋关节置换前计划时,采用股骨颈内侧径测量法预测股骨假体型号准确性高于模板法,并且股骨颈内侧径测量法更适用于中老年患者。     

个体化股骨假体的计算机辅助设计实践及模拟力学实验

背景：由于人体的绝对个性化特点，标准人工假体与患者骨骼之间的误差使二者难以很好匹配，不能确保人工关节的长期稳定。 目的：利用已开发的计算机辅助设计和制造程序，建立个体化股骨假体的三维模型。并通过模拟对比力学实验，验证个体化股骨假体是否优于普通型股骨假体。 设计、时间及地点：开放性实验，于2006-09/2007-05在吉林大学第一临床医院骨科研究所和吉林大学生物力学研究所完成。 材料：成人新鲜股骨尸体骨。 方法：取成人尸体股骨做全长CT扫描，得到CT二维图像。将其输入计算机。利用开发的边缘识别和三维轮廓提取软件对二维图像进行处理，识别髓腔内外轮廓，提取髓腔内外轮廓及假体轮廓数据，建立股骨和个体化股骨假体的三维模型。利用SolidWorks软件建立普通生物型和骨水泥型假体三维模型，在此平台上模拟临床手术置换骨水泥型、生物型和个体化定制型3类股骨假体。 主要观察指标：分别模拟单足和双足站立状态，测量3种股骨假体的应力分布、界面应力和初始微动情况。 结果：对最初设计的软件中边缘提取算法进行了改进，采用Canny算子，得到了更好的边缘检测结果。改进后的软件运行稳定，计算结果可信，符合预期要求。设计的个体化股骨假体的假体应力、股骨上应力、界面应力及初始微动均显著低于生物型和骨水泥型股骨假体（P < 0.01）。 结论：开发的计算机辅助设计程序运行准确可靠，可完成假体的计算机辅助设计，在此平台上设计的个体化股骨假体具有优于普通股骨假体的生物力学特性。