髋关节翻修术中应用数字设计3D打印定制带翼臼杯重建髋臼严重骨缺损

目的探讨髋关节翻修术中应用数字设计3D打印定制带翼臼杯重建髋臼严重骨缺损的早中期疗效。方法回顾性分析2017年2月至2021年8月无锡市人民医院关节外科在髋关节翻修术中应用数字设计3D打印定制带翼臼杯重建髋臼严重骨缺损10例患者的资料, 男5例、女5例, 年龄(73.6±8.1)岁(范围62～87岁), 左、右侧各5例。髋臼严重骨缺损Paprosky分型:ⅢA型2例、ⅢB型8例。术前薄层CT数据逆向重建数字骨盆, 计算机设计一体式带翼臼杯5例、分体式带翼臼杯5例, 其中复合一体式垫块3例。翻修手术中严格按照设计方案进行臼杯放置及固定。记录手术时间、术中出血量、血管和神经损伤、术后感染及脱位等并发症发生情况, 随访时评估髋关节Harris功能评分, 通过骨盆X线片测量旋转中心高度、水平位置, 并评估假体稳定性。结果术中臼杯放置及固定过程顺利, 手术时间为(147.9±48.3)min(范围96～212 min), 术中出血量为(730.4±262.6)ml(范围500～1 300 ml)。随访时间为(40.8±18.7)个月(范围16～70个月)。术前髋关节Harris功能评分为(28....     

不同材料赋值属性下髋关节有限元分析

目的 探讨 3 种不同建模方式对髋关节有限元模型生物力学特性的影响,研究出更符合实际的髋关节的材料属性赋值方法。 方法 对髋关节模型进行三维重建,分别采用皮-松质骨赋值法、均一赋值法和灰度赋值法完成材料参数赋值,设定相同的边界条件和载荷,模拟单腿站立位状态下髋关节受力情况,对比 3 组模型的髋关节应力和形变情况。 结果 3 种不同建模方式下髋关节应力均集中于股骨颈内侧,皮-松质骨赋值法、均一赋值法、灰度值赋值法模型 von Mises 应力峰值分别为 11. 04、3. 91、4. 25 MPa。 皮-松质骨赋值法模型最大形变位于股骨大粗隆上部,髋臼与股骨头处最大形变值为 0. 27 mm。 均一赋值法模型及灰度值赋值法模型最大形变位于髋臼与股骨头处,最大形变值分别为 0. 11、0. 12 mm。 结论 根据髋关节 CT 数据灰度值进行梯度赋值,使得髋关节模型材料属性分布更接近骨骼真实的材料属性。     

正常与骨质疏松髋关节模型的建立及有限元分析

背景：骨密度是临床上判断骨骼强度的金标准，但骨密度对骨量变化的敏感较低，只有骨量明显降低时骨密度才会出现大幅变化，故骨密度对骨强度变化和骨折危险度的预测能力有限。目的：建立正常与骨质疏松髋关节模型，分析单腿站立工况下正常及骨质疏松患者髋部应力及形变情况。方法：选择1例健康成年女性志愿者为研究对象，年龄36岁，获得该志愿者的髋部CT数据并以DICOM格式保存。对髋关节模型进行三维重建，通过灰度赋值法赋予材料属性，按照经验公式，获得正常与骨质疏松髋关节模型。设定相同的边界条件和载荷，模拟单腿站立位状态下正常与骨质疏松髋关节应力及形变情况。结果与结论：(1)在正常及骨质疏松髋关节有限元模型中，股骨颈内侧区域应力分布较为集中；(2)在髋骨中，应力分布主要集中于髋臼上部；(3)正常髋关节模型比骨质疏松性髋关节模型在股骨颈内侧、髋臼上部的应力峰值大，可能是由于骨质疏松性骨骼骨强度降低导致；(4)正常及骨质疏松髋关节模型的Von Mises峰值都集中于股骨颈内侧，髋骨Von Mises峰值较小，说明骨质疏松对髋骨受力整体影响相对较小；(5)单腿站立位下形变方面，正常髋关节模型最大形变位于髋臼与股骨头...     

有限元分析法在膝交叉韧带重建术中的应用

膝关节交叉韧带是维持膝关节生物力学稳定的重要结构。膝关节交叉韧带损伤是骨科运动医学关注的重点之一，其损伤及断裂会影响膝关节的屈曲、伸直及旋转等功能运动。交叉韧带重建术是目前临床上治疗膝关节交叉韧带损伤的金标准。膝关节交叉韧带重建术的手术方式较多，常见的有单束重建术及双束重建术、等长重建术及等张重建术、自体肌腱移植术及同种异体肌腱移植术等，其术式的选择与病人的康复及预后密切相关。有限元分析法因其精准化、数字化、可视化的优势在重建膝关节模型，研究膝关节生物力学以及对膝关节的手术方式改良等方面发挥了独特的作用。本文就近年来国内外运用有限元分析方法研究膝关节交叉韧带损伤的术式及其对膝关节生物力学的影响进行综述。