步行运动下缺血性坏死股骨头力学性能及塌陷风险预测

背景：股骨头缺血性坏死这一难治性骨科疾病严重影响患者的正常生活,受限于假体寿命与翻修的问题,临床建议年轻患者采取保髋治疗,在早期精准预测坏死区力学性能而后施加干预治疗是保髋的关键。目的：建立基于人体髋关节CT数据的包含髋骨和髋臼软骨的坏死股骨头有限元接触动力学模型,预测步行运动过程中不同坏死体积和坏死位置对坏死区域力学性能的影响。方法：采集志愿者髋关节CT影像学数据,重建了髋关节三维几何模型。基于Abaqus有限元软件建立股骨头坏死模型,构建了小、中、大体积坏死耦合坏死区域与力线重合、中度偏离和远离力线共9种不同坏死模型。预测在静态3 000 N载荷和一个ISO标准步行完整周期内不同坏死模型坏死区域的应力,对比评估坏死区域塌陷风险。结果与结论：(1)坏死体积增大和坏死区域靠近力线时坏死区内的最大等效应力显著增加,坏死区塌陷风险也随之增加;(2)对不同载荷类型,运动时相同坏死体积和坏死位置条件下的股骨头坏死区最大应力较静载作用下的最大应力显著提高;(3)表明运动过程中,步行运动使股骨头坏死区的最大等效应力较静载时显著增大,故局部塌陷风险会因为更大的局部应力而增大,但整体塌陷风险因承载区域...     

非创伤性股骨头坏死69例83髋：带血管蒂臀中肌骨瓣移植复合骨形态发生蛋白和自体松质骨的修复

背景：目前成人股骨头非创伤性坏死的治疗方法较多,但远期疗效大多不肯定。 目的：观察带血管蒂臀中肌骨瓣移植复合骨形态发生蛋白和自体松质骨治疗非创伤性股骨头坏死的临床效果。 方法：采用彻底刮除病灶死骨、骨形态发生蛋白混合自体松质骨加带血管蒂的臀中肌骨瓣移植治疗非创伤性股骨头坏死69例83髋。股骨颈部的缺损用取自大转子的臀中肌骨瓣嵌入,不作内固定。治疗后定期复查髋正位X射线片。 结果与结论：患者随访12~120个月,患者治疗后的髋关节疼痛明显缓解或消失,关节活动度改善。根据中华医学会推荐的100分评分法进行评价,优48髋(58%),良27髋(33%),可6髋(7%),差2髋(2%),优良率为90%。提示带血管蒂的臀中肌骨瓣移植复合骨形态发生蛋白和自体松质骨治疗非创伤性股骨头坏死创伤小,能促进坏死骨修复。但远期疗效尚待进一步观察。     

中日友好医院分型股骨头坏死腓骨植入治疗的三维有限元分析

文题释义：股骨头坏死中日友好医院分型的有限元分析：根据李子荣等提出的中日友好医院分型，建立股骨头坏死三维模型，分为 M型(内侧型)、C型(中央型)和 L型(外侧型)，其中 L型包括L1型(次外侧型)、L2型(极外侧型)和 L3型(全头型)。通过对建立的模型进行有限元分析，为该分型的保髋治疗提供了一定力学依据，显示外侧柱的存留是精准预防塌陷的重要因素，为进一步实现个体化治疗提供力学基础。 腓骨支撑坏死股骨头保髋手术：是对于早中期股骨头坏死需要保留股骨头患者进行的一种手术方式。首先需对股骨头进行髓芯减压，清除一定坏死骨，空腔填塞松质骨(髂骨为主)，打压结实后植入腓骨(异体或自体)支撑，给坏死区的提供力学支撑及生物学修复，预防股骨头进一步坏死及塌陷。 背景：研究报道股骨头坏死的保髋疗效与外侧柱存留密切相关，中日友好医院分型是根据三柱结构确立的，对股骨头塌陷的预测准确性高。 目的：建立股骨头坏死中日友好医院分型各分型仿真的三维有限元模型，通过有限元分析各分型腓骨植入的力学变化，探讨外侧柱存留对保髋疗效的意义，为该分型的塌陷精准预测提供基础。 方法：建立正常股骨头、中日友好医院分型(M型、C型、L1型、L2型、L3型)股骨头坏死及其腓骨植入3组11种三维有限元模型，运用ANSYS软件进行有限元分析计算，观察各组模型的最大应力值、最大位移值及股骨头内部载荷传递模式。 结果与结论：①坏死组位移最大，应变最大，且因坏死分型不同而位移不同，位移变化如下：M型相似文献   

髓芯减压植骨结合骼金骨笼置入治疗早期非创伤性股骨头坏死的短期疗效观察

目的探讨髓芯减压植骨结合骼金骨笼置入治疗早期非创伤性股骨头坏死的手术方法及短期疗效。方法因非创伤性股骨头坏死的患者60例,将其随机分为研究组和对照组各30例,研究组采用髓芯扩大减压自体髂骨打压植骨结合骼金骨笼植入支撑治疗,对照组采用传统髓芯减压术治疗。对患者髋关节功能状况、塌陷情况进行比较分析。结果根据髋关节Harris评分,研究组优良率明显高于对照组研究组(0.05);研究组仅出现1例塌陷,对照组出现8例,两组比较差异显著(0.05)。结论髓芯减压植骨结合骼金骨笼置入治疗早期非创伤性股骨头坏死可明显改善髋关节功能,防止股骨头塌陷,疗效满意。     

三维有限元法分析钽棒置入治疗个体化股骨头坏死的力学效能北大核心

背景:研究报道股骨头前外侧柱对保髋的疗效起到关键性的作用,而中日友好医院分型(CJFH分型)强调前外侧柱的重要性,目前此分型中L型钽棒置入治疗的三维有限元研究不多。目的:以钽棒置入术为例,建立正常、坏死和L型坏死区前外侧柱钽棒置入的髋关节仿真的三维有限元模型,并进行有限元分析及力学效能对比,探讨前外侧柱的完整性对保髋疗效的重要性,为CJFH分型的治疗提供生物力学依据。方法:股骨头坏死的CJFH分型中L1、L2、L3型的坏死髋关节三维模型和正常髋关节三维模型选用团队已经做好的模型。在此基础上建立钽棒置入坏死股骨头的三维有限元模型,进行有限元分析。观察正常股骨头、坏死股骨头和钽棒置入坏死股骨头皮质骨壳应力分布及最大Mises应力值,对比并进行统计分析。结果与结论:(1)L型坏死股骨头负重区皮质骨壳的最大Mises应力均较正常股骨头升高,其中L1型升高21.76%,L2型升高31.02%,L3型升高42.79%;(2)钽棒置入术后股骨头负重区皮质骨壳的最大Mises应力较术前下降,其中L1型下降13.38%,L2型下降8.81%,L3型下降11.45%;(3)表明当股骨头发生坏死时,因坏死骨承载应力下降,导致股骨头皮质骨壳应力集中,所以坏死较正常的最大应力大,而分型程度越高,皮质骨壳所要承载的应力集中就越大;钽棒置入后承载了一部分应力,分型程度越低,纠正越明显;(4)结果表明,钽棒置入术纠正了坏死股骨头皮质骨壳部分应力,钽棒在一定程度范围内可以进行塌陷预防及起到支撑软骨下骨的生物力学作用;坏死股骨头外侧柱的完整性影响保髋疗效,可能外侧柱的存留越多,保髋疗效越好,而CJFH分型程度越高,塌陷风险越高,保髋疗效也越差。     

有限元分析髓芯减压并同种异体植骨治疗股骨头缺血性坏死的生物力学改变

目的:分析髓芯减压并同种异体植骨治疗早期股骨头缺血性坏死的临床应用。方法:选取收治的1例早期股骨头缺血坏死男性患者,入院后术前对患侧股骨头行多层螺旋CT扫描,然后将CT扫描的图片资料导入专业的有限元分析软件,建立股骨头缺血坏死的有限元模型,在有限元模型上模拟进行髓芯钻孔减压术,隧道植入骨块到软骨下骨约0~6 mm处,自体松质骨夯实。双足站立位为股骨头的模拟受力体位,髋关节的负荷条件为:外展肌合力M、髂胫束力T以及髋关节接触力J分别为1 060、1 721、1 621 N,选取90°、120°以及150°的坏死角度,分别计算未处理过的股骨头坏死模型的塌陷值、行单纯髓芯减压以及行髓芯减压加植骨时的塌陷值。结果:股骨头的正常骨质杨氏模量高于坏死骨的杨氏模量,正常骨质的横向变形系数低于坏死骨。行股骨头髓芯钻孔减压术后,股骨头的塌陷值显著增加,而减压隧道植入同种异体骨后,其塌陷值显著减低,但高于正常的股骨头。同时,由于股骨头坏死角度的增加,其塌陷值也明显增加。结论:髓芯钻孔减压并同种异体植骨术能有效增进坏死区的骨质修复,加强减压通道所致股骨头支撑结构的改变,防止股骨头关节面的塌陷。     

股骨头缺血性坏死塌陷预测的生物力学研究

目的：探索不同部位囊性变对股骨头缺血性坏死的生物力学影响，为预测股骨头的塌陷和指导临床治疗方法的选择提供基础。方法：取新鲜股骨上段标本，行螺旋CT断层扫描，所得图像用Efilm软件系统处理，利用Ansys-5．7大型计算机软件建立股骨上段三维有限元异物同构模型，模拟股骨头内囊性变。施加3种不同载荷，分析股骨头内应力分布情况。结果：股骨头受压后，中央区域表现为压应力，而前方和后方区域则表现为张力，符合球体受压后的膨胀趋势。股骨头负重区下方及其内侧和外侧的囊性变应力集中最明显，易引起股骨头塌陷。当囊性变位于股骨头的前方、后方、中心和下方时，其上下缘的应力集中不是很明显，股骨头塌陷断裂风险不大。结论：股骨头内不同部位的囊性变对股骨头缺血性坏死的生物力学影响是不同的，三维有限元应力分析法可以预测坏死股骨头的塌陷，并指导临床选用适当的显微外科治疗方法。     

股骨头髓芯减压骨内骨推移治疗股骨头无菌性坏死

目的探讨应用Ilizarov张力-应力法则行股骨头髓芯减压骨内骨推移微创治疗股骨头无菌性坏死的临床效果。方法 2011年10月至2014年8月山东省济宁医学院附属金乡医院收治入院的32例(36髋)股骨头无菌性坏死的患者,按Ficat期分类法分期:Ⅱ期25髋,Ⅲ期9髋,Ⅳ期2髋,分别以髓内减压病灶清理后和髓内钻孔减压在股骨大粗隆部外侧安置ZDTQ型多功能调节外固定器,从股骨大粗隆外侧沿股骨颈向股骨头坏死区置入特制松质骨钉,体外端固定在多功能调节外固定器上,以每天0.5~1.0 mm速度把股骨颈内正常松质骨向股骨头坏死区域推移直至X线片复查将塌陷股骨头顶起为止。治疗6个月后以Merled’Aubigne评法对髋关节功能进行评分。结果 32例36髋股骨头无菌性坏死经治疗,塌陷部修复再塑型均良好,患者休息3个月后可扶拐行走,3~6个月开始正常从事工作,随访5~50个月,股骨头外形好,疼痛消失,关节间隙无明显变化,功能良好。Merled’Aubigne髋关节功能评分:优:16例,良15例,中1例。结论股骨头髓芯减压骨内骨推移治疗股骨头无菌性坏死,通过组合式多功能调节外固定器持续推进植骨,不仅能顶起塌陷的股骨头,而且能加速坏死股骨头的修复,治疗效果良好。     

血清瘦素水平在预测非创伤性股骨头坏死塌陷中的效果研究

目的 探索血清瘦素水平在预测非创伤性股骨头坏死塌陷中的效果.方法 研究选取确诊的非创伤性股骨头坏死患者112例进行研究,其中非创伤性股骨头坏死同时并发塌陷患者53例,为病例组;单纯非创伤性股骨头坏死患者59例,为对照组.分析血清瘦素水平对非创伤性股骨头坏死塌陷的关联.研究中的数据均应用SPSS 20.0统计软件进行分析.结果 本研究中两组患者基本情况差别未见统计学意义,可比性良好.病例组患者平均的血清瘦素为25.06 ±4.08μg/L,高于对照组的16.77±3.88μg/L,差别有统计学意义(P＜0.05);同时分析比较了病例组和对照组患者的血脂水平:病例组的甘油三酯水平为1.95 ±0.32mmol/L,对照组为1.39 ±0.40mmol/L,差别有统计学意义(P＜0.05);此外,病例组的高密度脂蛋白水平低于对照组,低密度脂蛋白水平高于对照组,且均P ＜0.05.但是病例组的总胆固醇水平4.74±0.95mmol/L,对照组为4.23±1.14mmol/L,差别不具有统计学意义.对血清瘦素以及与非创伤性股骨头坏死塌陷存在潜在关联的因素进行Logistic回归分析.单因素Logistic回归分析结果提示,血清瘦素水平异常增高是非创伤性股骨头坏死塌陷发生的危险因素,OR值为1.178(1.065 ～1.302),P＜0.05;经潜在昆杂因素性别、年龄以及BMI和血脂水平调整后,血清瘦素水平异常增高仍然表现为一个危险因素.进一步进行多因素Logistic回归分析,提示血清瘦素水平异常增高OR值为1.160(1.047～1.285),P＜0.05;同时高密度脂蛋白水平异常减低和年龄增高也均为危险因素,OR值分别为1.002(1.001 ～1.004)和1.038(1.027 ～ 1.150);而男性则表现为一个保护因素,OR值为0.980(0.976～0.984).结论 非创伤性股骨头坏死塌陷患者平均的血清瘦素水平高于单纯非创伤性股骨头坏死患者,且倾向于高血脂状态;血清瘦素水平异常增高对于预测非创伤性股骨头坏死塌陷具有一定临床价值,但同时受到血脂、性别以及年龄因素的影响.     

初次单侧全髋关节置换后骨盆倾斜转归的因素分析

背景:骨盆倾斜多见于髋关节疾病,也是全髋关节置换后常见的功能问题。目的:探讨股骨头坏死患者单侧全髋关节置换后骨盆倾斜的发生机制与恢复情况。方法:回顾性收集2021年6月至2023年2月广州中医药大学第一附属医院骨伤中心股骨头坏死科收治的100例股骨头坏死且接受单侧全髋关节置换患者的临床资料,根据术后3 d时骨盆倾斜严重程度分为3组,A组(<2°)48例,B组(2°-3°)34例,C组(>3°)18例。统计并比较3组患者术前、术后骨盆冠状面倾斜角度、双侧臀中肌长度、股骨头旋转中心高度以及双侧臀中肌长度差值、股骨头旋转中心高度差值、骨盆倾斜角度变化比值。采用皮尔逊相关系数检验术后骨盆倾斜角度与其他指标的相关性。结果与结论:①术后短期内发生骨盆倾斜加重;②术后3 d至术后1个月时段骨盆倾斜角度变化比值组间存在差异,C组>B组>A组;术后1-3个月时段C组与其他各组存在差异,C组变化比值最小;术后3 d至术后3个月时段组间变化比值无差异;③双侧臀中肌差值术后逐渐减小,术后3个月时双侧臀中肌比较无差异;④术后双侧旋转中心差值增大,术后3个月时双侧高度差值小于术前;⑤术后3 d时骨盆倾斜角度、病程与术后3个月骨盆倾斜角度呈显著相关性(均P=0.000),术前双侧臀中肌差值与术后3 d时骨盆倾斜角度呈显著相关性(P=0.006);⑥提示股骨头坏死患者全髋关节置换后发生功能性骨盆倾斜;术后骨盆倾斜的矫正是基于术后功能性骨盆倾斜角度的适应性恢复;功能性骨盆倾斜的产生是以术后短期骨性结构重建、软组织积累性损害存续为基础的机体代偿适应。     

基于CT灰度值赋值的股骨头坏死有限元模型对比

文题释义： CT灰度值赋值：此赋值法利用CT灰度的不同,将组织划分为不同的等级材料,利用数学公式将CT灰度值与弹性模量进行转换运算,将不同骨组织材料进行相应赋值,能够较真实的体现骨组织内部的复杂情况,使模型更加准确。 股骨头坏死应力集中：正常股骨头内应力延压力性骨小梁均匀分布在股骨头内,坚硬的股骨距承受大部分应力。股骨头坏死的应力因坏死区骨小梁的断裂、硬化带及肉芽带的形成无法均匀传导下行,股骨头负重区、坏死区应力分布不均匀出现多个应力集中区域,与正常股骨头不同的是,应力分散于股骨颈内外侧。 背景：目前研究股骨头有限元模型多采用单例或较少样本建模用于特定的生物力学研究,对于模型稳定性研究不多。 目的：以正常股骨头和股骨头坏死建模进行多样本的模型对照,通过应力分布规律和力学参数的对比,分析模型的准确性和稳定性,为股骨头坏死塌陷防治提供力学基础。 方法：选择20髋经1年非手术治疗稳定未塌陷的股骨头为实验组,20髋单侧股骨头坏死患者的健侧设为正常组。采集股骨头CT数据分别建立有限元模型,观察正常股骨头与股骨头坏死应力分布、股骨头负重区最大等效应力与最大总形变量,对比并统计分析。研究方案经中国中医科学院望京医院医学伦理委员会批准,患者签署知情同意书。 结果与结论：①建立了正常股骨近端、无坏死股骨近端和坏死骨有限元模型,单元数和节点数分别为       502 568±114 196、692 608±154 678,449 954±125 824、623 311±171 401,19 133±13 167、27 577± 19 131;②模拟单足站立位进行载荷设定的云图显示：当施以体质量2.5倍压强作用于股骨头负重区表面时,正常股骨头负重区表面应力均匀,应力延压力性骨小梁均匀分布在股骨头内,股骨距承受大部分应力;股骨头坏死负重区表面及坏死区出现应力集中区域,头内应力分散于股骨头颈交界,股骨颈内外侧应力相当,且股骨头坏死产生的形变多于正常股骨头;③股骨头坏死与正常股骨头的负重区最大总形变量分别为(4.14±1.31),(1.36±0.22) mm,最大等效应力分别为(1.94±0.77),(0.75±0.19)MPa,差异有统计学意义(P < 0.05),且两组数据偏于集中,模型稳定性较好。通过多样本的正常股骨头与股骨头坏死比较,证明了基于CT灰度值直接赋值反映了股骨头坏死的实际力学特性,具有较好的准确性和稳定性。ORCID: 0000-0001-5227-532X(薛志鹏);0000-0003-0831-1201(陈卫衡) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节;骨植入物;脊柱;骨折;内固定;数字化骨科;组织工程     

距骨缺血性坏死的有限元分析

背景：对距骨缺血性坏死的具体临床治疗,目前仍有很大争议。 目的：观察不同程度距骨坏死时,距骨滑车关节面上的应力及其分布变化。 方法：利用8具踝关节标本建立踝关节三维有限元模型,通过改变各模型距骨坏死的体积分析距骨滑车关节面压应力与其分布的变化规律,计算出距骨缺血性坏死可能诱发踝足创伤性关节炎或出现距骨塌陷的临界坏死体积。 结果与结论：实验成功建立了踝关节三维有限元模型。分析发现距骨内、外侧坏死程度比较小时,距骨滑车关节面应力分布变化不大;当内侧距骨坏死体积达到(26.6±1.5)%,外侧距骨坏死体积达到(35.0±2.5)%时,距骨坏死组织与正常骨组织边界区域出现应力集中的现象,其应力区域呈不规则形,提示,此时诱发踝足创伤性关节炎或发生距骨体塌陷的危险性很高,应手术治疗。     

以三维有限元分析多孔钽块植入治疗股骨头缺血性坏死的生物力学改变

目的对比研究3种治疗成人股骨头缺血性坏死方法的生物力学行为;总结最合适的钽块大小、植入位置和植入试验股骨头模型后防止塌陷的效果。方法选择健康成人右侧股骨为研究对象,经层厚2.0mm的螺旋CT扫描得各断面图象,输入计算机识别和提取股骨轮廓并行三维重建。按生理状态下股骨力载荷的三维空间分布,施加髋关节接触力1620N,外展肌合力1061N,髂胫束力1720N。对股骨头三维有限元模型进行计算,求出股骨头受力模型在3种不同处理方法下,不同直径和形状钽金属植入股骨头模型后股骨头负重区表面的塌陷值。结果髓芯减压+植骨+钽块植入组防止股骨头塌陷效果较髓芯减压+植骨组、髓芯减压+植骨+钽棒植入组有明显改善,而髓芯减压+植骨组与髓芯减压+植骨+钽棒植入组随坏死角度增大后无明显差异。结论植入钽金属块后尽可能靠近负重区关节面对股骨头予以支撑,能有效阻止和限制坏死继续进展;植骨加钽棒植入在小范围坏死时尚有一定的支撑作用,当坏死范围增大后不能增加股骨头的机械支撑力;钽金属块植入组治疗股头缺血性坏死明显优于钽金属棒植入组;钽块的最佳植入位置在股骨头负重区正下方软骨板下0～3mm。     

步幅大小及髋关节外展角度对坏死股骨头影响的三维有限元分析*

背景：目前对于日常生活中步幅及髋关节外展角度大小是否会对坏死股骨头影响认识不多,也缺乏相关的实验研究。 目的：应用三维有限元方法分析步幅大小及髋关节外展角度对坏死股骨头应力分布的影响。 方法：选取1例男性ARCO Ⅱ期股骨头坏死患者行股骨近段螺旋CT扫描,应用专业医学建模软件MIMICS及HYPERMESH建立三维有限元模型。设置边界条件和加载条件,应用有限元分析软件ANSYS执行计算。 结果与结论：随着步幅的加大(0~60°),外展角度增加(0~10°),股骨近段应力分布改变最大应力值逐渐增大,提示步幅及髋关节外展角度的大小能够影响股骨头应力分布,股骨头坏死患者日常治疗生活及功能练习时应减小步幅及外展角。关键词：步幅;股骨头坏死;三维;有限元;外展角 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.17.004     

构建创伤性股骨头塌陷坏死大鼠模型及阿仑膦酸钠预防的机制

背景：临床随访研究表明阿仑膦酸钠对于预防股骨头坏死塌陷有效,但尚缺乏其预防塌陷作用的机制研究。 目的：分析阿仑膦酸钠预防股骨头坏死塌陷的效果及其作用机制。 方法：将45只SD大鼠随机分成3组,每组15只。安慰剂组在建立股骨头坏死模型后给予生理盐水治疗;阿仑膦酸钠组建立股骨头坏死模型后给予药物阿仑膦酸钠治疗;假手术组给予同样剂量的生理盐水治疗。造模后5周处死大鼠,取造模侧股骨标本分别行大体标本观察,X射线、Micro-CT及组织学检测。 结果与结论：大体标本观察安慰剂组股骨头明显塌陷畸形,阿仑膦酸钠组股骨头轻度变形。股骨头高度与宽度的比值假手术组>阿仑膦酸钠组>安慰剂组,差异均有显著性意义。Micro-CT扫描结果显示阿仑膦酸钠组骨小梁平均数量多于安慰剂组,少于假手术组,差异均有显著性意义。阿仑膦酸钠组骨小梁平均厚度小于安慰剂组,但和假手术组比差异无显著性意义。阿仑膦酸钠组骨小梁平均间距小于安慰剂组,但大于假手术组,差异均有显著性意义。阿仑膦酸钠组股骨头骨组织体积、骨表面积、骨矿盐密度均大于安慰剂组,小于假手术组,差异均有显著性意义。组织学检测结果显示,阿仑膦酸钠组存在明显的死骨,破骨细胞明显受到抑制,破骨细胞数量较安慰剂组明显减少,成骨细胞和新生血管也受到了一定程度的抑制。结果表明阿仑膦酸钠可通过全面抑制破骨细胞、成骨细胞及血管新生而抑制骨坏死的修复反应,减慢坏死骨的吸收,保存骨量及股骨头形态,对大鼠创伤性股骨头坏死早期塌陷具有一定的预防作用。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：肾移植;肝移植;移植;心脏移植;组织移植;皮肤移植;皮瓣移植;血管移植;器官移植;组织工程全文链接：     

股骨头坏死中松质骨微观力学特性的演变规律

目的采用结合显微CT和显微有限元分析方法,即基于显微CT图像建立三维有限元模型并进行数值模拟仿真分析,无创研究不同分期的坏死股骨头松质骨的微结构和微观力学性能,以期了解在股骨头坏死的发展过程中,松质骨微结构和微观力学特性的变化规律,为临床预测股骨头坏死提供理论基础。方法采集10例股骨头坏死患者的股骨头标本的显微CT图像,按照国际骨循环研究学会分期标准分为Ⅱ期样本3例,Ⅲ期3例,Ⅳ期4例。将图像中骨组织进行阈值分割,分区域建立坏死区、侧向区、硬化区和远端区的松质骨块三维有限元模型(边长8 mm),并根据CT值赋予非均匀材料属性。利用ImageJ软件中的BoneJ插件通过识别显微CT组图像,计算测量各区域松质骨的微结构参数,包括骨体积分数、骨小梁厚度、骨小梁间隙、结构模型指数。对松质骨块施加表观应变为1%的压缩载荷,计算骨组织应力和松质骨表观刚度等参数,对比分析各分期、各分区结果。结果在松质骨微结构方面,Ⅳ期较Ⅱ期的股骨头内部硬化区和坏死区的变化最为明显,硬化区的骨体积分数不断上升,骨小梁间隙下降,结构模型指数减小,而坏死区域与之相反;在骨组织微观受力方面,Ⅱ期到Ⅲ期坏死区域的应力并没有明显变化,而硬化区域随着分期增加应力不断上升,侧向区的应力不断下降。表观刚度变化与应力变化一致。结论随着股骨头坏死程度的加剧,硬化区的松质骨微结构和力学性能变化最大,应作为临床早期诊断中重点关注的区域。此外,微结构参数并不能准确体现松质骨的力学行为,而股骨头塌陷最终取决于其力学特性,因此结合有限元分析方法可更加全面了解股骨头坏死的微观力学演变规律。     

有限元分析股骨颈骨折伴下后方不同程度骨缺损空心螺钉内固定后的稳定性

文题释义：有限元分析：是基于结构力学分析迅速发展起来的一种现代计算方法,通过计算机硬件及软件将载荷、形态、材料结构和力学性能较为复杂的整体划分为有限个简单的单元,进而充分反映整体内外部应力、应变、位移等力学参数的变化情况。通过将股骨近端及空心钉进行有限网格划分,施加载荷后可了解到股骨近端、空心钉每个网格的应力与应变情况。 创伤性股骨头坏死：各类因素引起股骨头血供下降或力学环境改变,导致股骨头内骨小梁坏死塌陷、髋关节疼痛及功能障碍的常见疾病。其中创伤性股骨头坏死与激素性股骨头坏死等不同,生物力学因素在其病情发生发展中发挥重要作用。骨小梁出现“损伤-微骨折-修复”交替反应,超过生理修复负荷,骨小梁修复重塑反应受阻,局部骨小梁走形杂乱无章,这是创伤性股骨头坏死重要的发病机制。 背景：空心螺钉固定为新鲜股骨颈骨折的首选治疗方法,但对于伴有骨缺损的患者,由于股骨近端力学传导及稳定性发生明显改变,易导致内固定物失效、骨折不愈合或延迟愈合等,因此生物力学研究具有重要的临床意义。 目的：利用有限元方法探究骨缺损后股骨近端的生物力学改变,比较不同构型空心螺钉固定内收型股骨颈骨折伴下后方不同程度骨缺损的生物力学效果。 方法：获取一名成年健康男性志愿者股骨近端CT扫描DICOM原始数据,利用MIMICS 10.01软件、Rhino3D NURBS软件制作内收型股骨颈骨折伴后下方不同程度骨缺损模型(无缺损模型、小缺损模型、中缺损模型与大缺损模型),在4组模型中各配置两种构型的空心螺钉(倒三角、正三角),装配完成后进行网格划分、材料属性赋值;通过ABAQUS 6.12软件建立股骨头中心和表面的耦合关系,对所有模型施加缓慢行走时的载荷和约束。 结果与结论：①无缺损模型的股骨颈内侧承受压应力,外侧承受张应力,股骨头应力分布较为均匀,随着股骨颈下后方缺损程度的增加,压力侧和张力侧空心螺钉、空心螺钉尾部及股骨头的应力峰值逐渐上升;②随着缺损程度的增加,空心螺钉压力侧应力峰值逐渐增加,在中、大缺损模型中,倒三角组高于正三角组(P < 0.05),在其余模型中两组之间无差异(P > 0.05);③随着缺损程度的增加,空心螺钉张力侧应力峰值逐渐增加,在无缺损与小缺损模型中,正三角组高于倒三角组(P < 0.05);在大缺损模型中,正三角组低于倒三角组(P < 0.05);在中缺损模型中两组无差异;④随着缺损程度的增加,股骨头应力峰值逐渐增加,3种模型中倒三角组与正三角组均无明显差异(P > 0.05);⑤随着缺损程度的增加,空心螺钉尾部应力峰值逐渐增加,在小、中、大缺损模型中,倒三角组高于正三角组(P < 0.05),在无缺损模型中两组无差异(P > 0.05);⑥结果表明,下后方不同程度骨缺损可显著影响股骨近端力学性能,对于无缺损或缺损程度较小的股骨颈骨折,空心螺钉倒三角构型的生物力学性能优于正三角构型,而对于缺损程度较大的股骨颈骨折,空心螺钉正三角构型的生物力学性能优于倒三角构型。 ORCID: 0000-0001-9190-2904(张成宝) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节;骨植入物;脊柱;骨折;内固定;数字化骨科;组织工程     

3D打印导航模板辅助髓芯减压植骨治疗ARCOⅡ期非创伤性股骨头坏死

文题释义：3D打印导航模板：即3D打印技术与计算机虚拟导航相结合的技术,依据CT或者MRI成像的三维模型,结合快速成型的3D打印技术将虚拟三维导航模板打印成实体用于设计手术方案或引导术中操作。髓芯减压植骨：股骨头坏死非塌陷期常用的保髋术式之一,通过钻孔降低股骨头内的高压,改善静脉回流,促进毛细血管再生,同时通过减压通道对股骨头内坏死区域植入人工骨或自体骨,分散股骨头局部应力集中,避免股骨头进一步塌陷。 背景：髓芯减压植骨是治疗ARCOⅡ期非创伤性股骨头坏死的主要术式,但是存在定位不准确,坏死骨清除不彻底或过多的风险。 目的：观察3D打印导航模板辅助髓芯减压植骨治疗ARCOⅡ期非创伤性股骨头坏死的精确性和安全性。方法：收集2017年1至11月西安交通大学附属红会医院收治的80例(96髋)ARCOⅡ期非创伤性股骨头坏死患者,将其随机分为2组,3D组40例(48髋)行3D打印导航模板辅助髓芯减压植骨;对照组40例(48髋)行传统髓芯减压植骨,即未使用导航模板。2组患者对治疗方案均知情同意,且得到医院伦理委员会批准。分别记录2组手术时间、术中透视次数、术中失血量,观察术后第3,6,12,24个月X射线片复查结果,评估股骨头存活率、髋关节Harris评分、疼痛目测类比评分等指标,进行疗效对比。结果与结论：①3D组与对照组比较,手术时间由(132.57±14.86) min缩短至(82.63±10.31) min,术中透视次数由(16.80±2.15)次降低至(4.93±1.36)次,失血量由(143.23±17.98)mL降低至(75.64±16.23)mL,3D组在手术时间、透视次数、失血量方面均优于对照组(P < 0.05);②术后24个月影像学随访结果显示,3D组仅2例股骨头发生塌陷,但髋关节功能尚可,未行人工髋关节置换,股骨头存活率为96%;对照组中有9例股骨头发生塌陷,其中4例因髋关节活动受限行人工全髋置换,股骨头存活率为81%;3D组股骨头存活率高于对照组(P=0.024);③与对照组比较,3D组在Harris评分、目测类比评分方面均有所改善(P < 0.05);④提示将3D 打印导航模板应用于髓芯减压植骨治疗ARCOⅡ期非创伤性股骨头坏死,可减少手术时间、术中透视次数及出血量,提高术中定位的精确性和安全性。 ORCID: 0000-0001-8758-1626(陈冬冬) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节;骨植入物;脊柱;骨折;内固定;数字化骨科;组织工程     

机器人辅助下钻孔减压治疗股骨头坏死与传统手术的对比

文题释义：股骨头缺血性坏死：由创伤性和非创伤性原因引起的股骨头病变的病理过程，临床以髋关节疼痛、功能障碍为主要表现。此病病程长、预后差，易引起股骨头塌陷，引起髋关节退变，股骨头坏死早期可行钻孔减压治疗，后期需要行全髋关节置换。 钻孔减压：即髓芯减压，是在1964年由Arlet和Float首创，空心钻头在克氏针的引导下沿克氏针由股骨大转子外侧向股骨头坏死区域定位，到达股骨头皮质下方。股骨头中间形成孔道使股骨头起到减压的效果。背景：为了延缓早期股骨头坏死的进一步加重，股骨头钻孔减压是一种较好的治疗方法，但传统股骨头钻孔减压手术创伤大。 目的：对比机器人辅助下钻孔减压治疗股骨头无菌性坏死与传统手术疗效的差异。 方法：纳入40例行股骨头无菌性坏死钻孔减压患者进行回顾性对比分析，根据治疗方案分为2组。机器人组在机器人辅助下对18例(26个股骨头)进行股骨头钻孔减压治疗，其中FicatⅠ期13例(18个股骨头)，FicatⅡ期5例 (8个股骨头)；传统手术组共22例患者(29个股骨头)，其中FicatⅠ期15例 (19个股骨头)，FicatⅡ期7例(10个股骨头)。对比2组患者的手术切口、术中透视次数、术中出血量、术中穿刺次数及手术时间，术前及术后1，3，6个月根据Harris评分评估髋关节功能。结果与结论：①所有患者均随访6个月以上；②机器人组术中切口长度、术中出血量、透视次数、术中穿刺次数、手术时间均优于传统组，差异有显著性意义(P < 0.05)；③2组患者术后1，3，6个月Harris评分相比差异均无显著性意义(P > 0.05)；④提示与传统术式相比，机器人辅助下钻孔减压治疗股骨头无菌性坏死的疗效方面并未见明显优势，但其手术切口小，术中透视次数少，创伤小，操作更加安全微创。 ORCID: 0000-0002-1809-7037(罗进) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程     

同位素标记相对和绝对定量评价非创伤性股骨头坏死患者的血清蛋白组学分析

背景：非创伤性股骨头坏死是一类以髋关节疼痛、功能障碍进行性加重为主要症状的疾病,严重危害人体健康。它的发病机制、早期诊断和治疗仍是临床骨科医生所面临的重大挑战。目的：采用同位素标记相对和绝对定量(isobaric tags for relative and absolute quantitation,iTRAQ)技术,用蛋白质组学筛选可能与非创伤性股骨头坏死相关的关键蛋白。通过分析这些蛋白的表达特性及潜在的生物学功能,为进一步研究非创伤性股骨头坏死病因及分子机制奠定基础。方法：提取非创伤性股骨头坏死患者和健康人血清蛋白,应用iTRAQ技术标记蛋白,联合液相色谱和串联质谱分离和分析肽段。采用Proteome Discoverer 2.1软件对两组人群蛋白进行鉴定和定量分析,获得差异蛋白,再对这些表达差异蛋白进行GO注释、KEGG通路注释和功能富集聚类分析。结果与结论：(1)质谱鉴定共得到1 006个蛋白,通过分析得到137个差异表达蛋白,其中54个蛋白表达上调,83个蛋白表达下调;(2)与非创伤性股骨头坏死发生相关的表达差异显著的蛋白质包括载脂蛋白B(ApoB)、载脂蛋白A2(ApoA2...