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髋臼架成形术治疗髋臼发育不良疗效的有限元分析

加贺希、石见武博、斋藤公夫、小松晃和岛田洋一

目的：髋臼支架成形术是一种保留关节的手术。目前对髋臼支架成形术力学评价的研究案例较少。本研究的目的是利用三维肌肉骨骼模型和有限元分析研究髋臼发育不良对髋臼边缘的生物力学影响以及髋臼架成形术的疗效。
方法：受试者是五名患有髋骨关节炎和髋臼发育不良的成年女性患者，她们接受了架子手术。使用 4 名健康成年女性的数据，使用 Any Body Modeling System 估算静态站立时髋关节的关节反作用力。根据每位受试者的 CT 图像，使用 Mimics 构建骨盆和右股骨的有限元模型，然后使用 3matic 转换为三维有限元模型。采用Marc Mentat 2011 1.0有限元分析软件进行应力分析。在这项研究中，除软组织之外的所有区域都被认为是硬骨。在边界条件下，骨盆内的髂骨和耻骨联合受到充分约束。估计的髋关节反作用力作为来自股骨远端的集中负载施加，分析了髋臼中的 von Mises 等效应力。评估术前、术后静息位时施加于髋臼髋臼表面的应力分布、最大应力值和髋臼面积。
结果：髋臼静立时的应力分布，术后应力分散，最大应力减小。术后髋臼面积明显增大。术后最大应力值显着降低。
结论：所有病例髋臼支架成形术术后静止站立时的应力分布较术前均明显分散、减小。