骨质疏松性股骨颈骨折空心钉内固定术后股骨颈短缩对髋关节生物力学影响的有限元分析题录

目的运用有限元分析法评估股骨颈骨折内固定术后股骨颈短缩对股骨头颈、螺钉以及髋臼受力状况,从力学角度对股骨颈及髋臼进行受力分析。方法收集1名健康成年女性髋部CT扫描数据。运用三维重建Mimics软件及相关功能模拟建立Pauwells角>50°的股骨颈骨折空心钉术后短缩模型,分为正常无短缩组、短缩2.5 mm组、短缩7.5 mm组、短缩12.5 mm组,利用有限元分析软件MSC.Nastran 2012进行力学分析,得到不同股骨颈短缩模型的髋臼表面、股骨头表面、股骨近端最大应力、应力云图等相关数据。结果股骨颈无短缩、短缩2.5 mm、短缩7.5 mm和短缩12.5 mm的情况下,股骨颈上方空心钉最大拉伸应力以及股骨颈骨折端最大应力值逐渐增大;股骨颈下方以及内侧皮质区受到的最大压缩应力值逐渐减小;股骨头表面最大应力分别为14.9、15.0、16.3、16.3 MPa,髋臼表面最大应力则分别为10.1、10.1、10.5、11.7 MPa。结论股骨颈短缩后髋关节力学环境发生变化,随着颈短缩程度的加剧髋臼的应力峰值不断增高,当股骨颈重度短缩时,导致负荷分布不均,髋关节复杂活动能力下降,并且股骨颈骨折术后短缩的改变可能在术后股骨头坏死中起一定作用。