侯 威，张 卫，赵红阳

    (南华大学附属南华医院骨科医院，湖南衡阳421002)

    股骨头置换重建股骨矩的三维有限元分析

    侯 威，张 卫，赵红阳

    (南华大学附属南华医院骨科医院，湖南衡阳421002)

    目的 利用三维有限元技术对高龄患者股骨矩缺损型粗隆间骨折进行建模，分析在髋关节置换中利用骨水泥重建及骨折碎片复位重建股骨矩后的生物力学特性，并分析2种重建方法的稳定性。方法 建立股骨矩缺损型粗隆间骨折模型(Evans-jeasonⅣ型理想模型)，在骨水泥型髋关节置换中分别利用骨水泥重建及股骨矩骨折碎片重建股骨矩，利用三维有限元方法模拟及分析患者双足站立位时，在正常载荷下2种股骨矩重建方法的生物力学稳定性。结果力学加载后，骨水泥重建股骨矩模型最大应力值及最大位移值均较股骨矩骨折复位型小，二者应力值分别为0.635、0.641MPa，位移值分别为0.028 74、0.028 91 m。分别在2种模型上选取5个相同位点的应力值和位移值作t检验分析，2种模型关节假体的应力值及位移值比较，差异均有统计学意义(P<0.05)。结论 2种股骨矩重建方式在假体应力大小、应力分布及假体位移方面有差异，在应力分布均匀性、应力大小及初始微动方面，骨水泥重建型均优于股骨矩骨折复位型。对于股骨矩缺损型粗隆间骨折行骨水泥型髋关节置换时，采用骨水泥直接重建股骨矩生物力学稳定性更好。

    股骨； 关节成形术，置换； 成像，三维； 股骨矩重建； 骨水泥； 股骨粗隆间骨折； 老年人

    随着我国人口老龄化的日趋加剧，股骨粗隆间骨折的发病率也在不断上升。高龄患者多伴有严重骨质疏松及多种内科疾病[1]。一旦骨折，往往会发生严重的骨碎裂，造成不稳定型骨折及股骨矩的破坏。高龄不稳定型股骨粗隆间骨折行内固定治疗并发症较多，主要与骨折的不稳定性相关[2]。近年来有学者采用人工股骨头置换骨水泥重建股骨矩的方法治疗高龄患者股骨矩碎裂型股骨粗隆间骨折，取得了良好疗效，但对采用骨水泥重建还是碎裂股骨矩复位重建目前仍有较多争议。本研究通过计算机辅助技术即三维有限元技术模拟上述2种方法重建股骨矩后应力及位移的变化，通过对比分析得出生物力学依据，为该类手术提供有力的力学理论依据，指导临床治疗。

    1 资料与方法

    1.1 模型的建立

    1.1.1 模型选取 筛选一名80岁以上健康男性志愿者(患者自愿参加并签订知情同意书)。双侧髋关节排除骨折及病理状态。使用美国GE公司64排螺旋CT作股骨近端CT薄层扫描(要求层厚1 mm ......