内撑器治疗股骨头坏死的三维可视化生物力学分析

目的:应用计算机辅助虚拟生物力学实验设计分析股骨头内撑器植入股骨头的生物力学性能,为其治疗成人股骨头缺血性坏死提供生物力学依据。方法:取意外死亡患者新鲜股骨标本一具,经X线检查,证实无畸形、骨折、肿瘤、明显骨质疏松等骨性病变,建立实验标本模型:①正常股骨头颈模型;②内撑器置入并植骨模型。应用Philips MX8000型64排螺旋CT由模型近端向远端垂直纵轴进行扫描,获得图像数据。将扫描数据以Di-com格式导入Mimics软件,进行灰度阈值分割,重建股骨、内撑器置入并植骨三维模型。计算机辅助模拟正常人股骨头颈进行生物力学分析。结果:正常股骨头受压后应变主要集中在股骨距,内撑器置入并植骨后应变虽有改变,仍然主要集中在股骨距,且股骨头塌陷承载负荷高于和接近正常。结论:计算机辅助虚拟股骨头颈生物力学实验设计在股骨头坏死内撑器植入的生物力学实验中是可行的,内撑器植入模型符合正常股头颈生物力学。