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Can hip abduction reduce the risk of femoral head necrosis deteriorated into osteoarthritis? A 3D finite element analysis

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摘要目的:本研究的目的是调查外展角增大时坏死股骨头的生物力学响应,为下肢外展治疗股骨头坏死适应症的选择提供科学依据.方法:本研究根据日本调查委员会分型标准建立30个计算生物力学模型用于模拟5种坏死股骨头在六种外展角下的生物力学响应.收集应力传导路径和接触应力并以此来分析和评估不同外展角下坏死股骨头的生物力学差异.结果:在步态中期,A型坏死的应力传导路径的分布与正常股骨头的非常相似,应力传导路径从股骨头顶部伸向股骨矩.与正常的相比,B型坏死的应力传导路径分布面积损失约25％,而C1型坏死和C2型坏死的应力传导路径完全中断.随着外展角的增加,B型坏死转化成A型坏死,C1型坏死转化为B型坏死,C2型坏死转化为C1型坏死.接触应力在所有场景下都无明显的差异.结论:本研究发现计算生物力学分析工具是一种分辨外展步态周期下坏死股骨头生物力学差异的灵敏而有效的方法.下肢外展可有效降低坏死股骨头塌陷的风险和中断坏死股骨头恶化为骨性关节炎的疾病路径.而且,下肢外展治疗方法尤其适合A、B和C1型坏死股骨头,而C2型坏死股骨头手术治疗可能会获得更好的临床结果.

作者单位 The First Affiliated Hospital, Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangzhou, China ^[1] School of Medical Information Engineering, Guangzhou University of Chinese Medicine, Guangzhou, China ^[2]

关键词下肢外展接触应力股骨头坏死应力传导路径关节炎计算生物力学 Lower extremity abduction Contact stress Femoral head necrosis Stress transfer path Osteoarthritis Computational biomechanics

主题词坏死(Necrosis)生物力学现象(Biomechanical Phenomena)股骨头(Femur Head)下肢(Lower Extremity)股骨头坏死(Femur Head Necrosis)

栏目名称

Ethnic and Regional Medicine

DOI 10.12032/TMR201813081

发布时间 2018-09-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

基金项目

The authors received grants from Natural Science Foundation of Guangdong Province（2014A030310214）； Science and Technology Project of Guangdong Province（2014A020221041）； the Medical Science and Technology Foundation of Guangdong Province（A2015039）

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