基于CT灰度值赋予材料属性的马拉松运动员髋关节有限元模型建立及其应力分析

本研究基于CT灰度值赋予材料属性方法建立了一名马拉松运动员髋关节有限元模型，分析其在单脚站立时髋关节生物力学情况。研究结果发现在骨盆模型中应力集中于弓状线、坐骨大切迹、耻骨梳及髋臼区；在股骨模型中应力集中于股骨头、股骨颈内侧及股骨干区。应力的传导由骶髂关节经弓状线传递至臼顶，在股骨头一侧由股骨颈内侧向小转子下方传递至股骨干内侧，另一侧由股骨颈上侧传递至股骨干外侧。最大主应力分布于髋臼顶后上方（7.22 MPa）和股骨头后上方（6.68 MPa）。模型位移程度在髂骨上缘1~3 mm，并沿股骨轴向下逐渐减小，髋关节处位移0.1~0.3 mm。