股骨头坏死髂骨瓣移植与旋转截骨的有限元分析

Finite element analysis of iliac bone flap transplantation and rotational osteotomy for femoral head necrosis

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摘要[目的]采用有限元分析法(fine element analysis,FEA)比较带血管蒂髂骨瓣移植术和经股骨颈基底部旋转截骨术的生物力学差异.[方法]将中日友好医院分型(China-Japan Friendship Hospital,CJFH)L2型的股骨头坏死患者CT数据导入Mimics 21.0建立股骨模型(坏死组).经Geomagic优化后,在Solidworks 2021中模拟带血管蒂髂骨瓣放置股骨头内部与冠状面向前成20°的位置建立带血管蒂髂骨瓣移植术模型(移植组),模拟前旋90°经股骨颈基底部旋转截骨术并置入股骨颈内固定系统(femoral neck system,FNS)建立经股骨颈基底部旋转截骨术后模型(截骨组).比较三组等效应力值及位移变化情况.[结果]坏死组股骨模型应力的峰值69.56 MPa最大,集中在受力区,其次为移植组的59.97 MPa,截骨组的应力峰值最小57.91 MPa.最大位移依次为坏死组(1.85 mm)＞移植组(1.37 mm)＞截骨组(1.23 mm).[结论]经股骨颈基底部旋转截骨术与带血管蒂髂骨瓣移植术,均能够减少坏死区域的应力集中,并且能够改善和恢复股骨头的内部生物力学状态.股骨颈基底部旋转截骨术对股骨头力学的改善优于带血管蒂髂骨瓣移植术.