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股骨头缺血性坏死的有限元分析

发布于:2023-06-01 22:15
有限元分析

      ANFH 是由各种原因共同作用引起的股骨头血供中断或受损,导致骨细胞及骨髓成分死亡及随后的修复,继而股骨头结构改变塌陷,最终导致髋关节退行性变,关节功能障碍,其发病机制不清楚,是骨科难治性疾病;该病好发于中青年患者,如不采取治疗措施,股骨头塌陷和髋关节骨性关节在 4 年内的发生率高达 80%,致残率高。由法国Arlet 和Ficat 医生,在1962年首先采用的CD是临床广泛应用于早中期股骨头缺血坏死的治疗方法,通过降低股骨头内压力,改善局部血运,刺激股骨头坏死灶内新生血管,加快成骨和修复,疗效肯定。但是,单通道大孔径CD 更容易导致股骨头塌陷;细孔径 CD 被认为减压不彻底;到底大孔径和细孔径CD哪种方法更优,未见报道。笔者设计了多通道细孔径HCD治疗早中期股骨头缺血坏死,这种方法是否可减轻术后股骨头应力集中?是否比单通道大孔径更能降低股骨头塌陷发生率?为此,笔者利用有限元分析方法对二种减压方式进行生物力学研究。
      选择在我院住院治疗的 ANFH 患者,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期各3 例,按照成人股骨头坏死诊疗专家共识(2012 版)标准,9个病例具有典型临床症状和过程,应用 X 线片、MRI明确诊断符合诊断标准。已排除肿瘤、关节炎、髋部外伤、发育异常、自体免疫性疾病等。选择其中典型病例3例进行实验研究。
      患者平卧CT扫描台上,双下肢旋转中立位,扫描范围包括髋臼及股骨上段,5mm层厚扫描,螺距层厚0.625mm,在GE64 排Light spead VCT工作站以骨窗显示,调整显像清晰度,能清晰显示股骨头骨组织结构,后以Dicom 格式导入DVD光盘(Sony,1.25GB),将光盘存储影像资料导入到IBMw520个人笔记本电脑,用Mimics16.0(比利时,Materialise 公司)软件进行建模。
      应用Minics16.0软件分别读取三个病人的CT数据,然后应用区域增长等功能分离股骨,重建股骨近端模型,光滑处理,建立患侧股骨近端三维立体模型。
      在Mimics16.0软件中打开三位患者近端股骨头模型,利用CAD功能按照Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期为6个模型行单孔和多孔髓芯减压手术操作(见图1,2,彩图见插页),建立单孔和多孔髓芯减压圆柱状通路,利用三维模型不同断面及进行立体模型旋转配准,使圆柱状通路符合手术操作要求,将全部模型导入到3Matic3.0软件内,利用布尔减功能建立Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期6个模型的单孔和多孔髓芯减压模型。


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