利用有限元方法测定不同日常动作下坏死股骨头力学变化的研究

• 作者: 吕广水 姜轩 张弢 张弸羽 汪松 王辰 王颖 赵峰 韩哲 马信龙 马剑雄
• 来源期刊: 中华骨科杂志
• 关键词: 股骨头坏死 有限元分析 日常生活活动
• 年，卷（期）: 2015,（9）
• 所属期刊栏目: 临床研究
• 页码范围: 962-969
• 页数: 8页
• 字数: 6529字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3760/cma.j.issn.0253-2352.2015.09.012

摘要

目的：利用有限元方法评估坏死股骨头对日常动作的耐受程度。方法招募单侧股骨头坏死患者7例和健康志愿者11名。行螺旋CT断层扫描，取得DICOM格式文件并导入医学图像处理软件ScanIP，建立股骨头有限元模型，同时借助Orthoload数据库模拟日常动作场景（正常站立，上、下楼梯，单、双腿站立，蹲，坐），将整体模型导入有限元软件Abaqus中进行分析。判断两组志愿者双侧股骨力学性能有无对称性，同时比较各日常动作下两组志愿者双侧股骨应力集中区域的平均弹性模量及变形程度有无差异。结果两组年龄、身高、体重的差异均无统计学意义。正常对照组双侧股骨头平均弹性模量为[（7125±745) MPa，（7112±751）MPa]和微应变为（952微应变，954微应变）,差异均无统计学意义；股骨头坏死组患、健侧股骨头平均弹性模量为[（5798±1036）MPa，（6667±888）MPa]和微应变为（1261微应变，987微应变），差异均有统计学意义。正常对照组双侧股骨在任何动作下股骨头平均弹性模量和变形程度的差异均无统计学意义，而股骨头坏死组除双腿站立外的各动作下，患侧平均弹性模量明显低于健侧，差异有统计学意义；变形程度在下楼梯动作时明显高于其他动作，差异有统计学意义。结论不同日常活动状态对坏死股骨头的力学性能影响不同，运动强度越大对股骨头内部结构损害越严重，早期股骨头坏死患者适合低强度的康复运动锻炼。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	马信龙	天津医院生物力学研究室	79	786	16.0	23.0
2	张弢	天津医科大学总医院骨科	35	388	13.0	17.0
3	赵峰		17	172	7.0	12.0
4	吕广水	天津医科大学总医院骨科	3	23	2.0	3.0
5	汪松	天津医科大学总医院骨科	5	34	3.0	5.0
6	马剑雄	天津医院生物力学研究室	11	66	3.0	8.0
7	张弸羽	天津医院生物力学研究室	3	26	2.0	3.0
8	韩哲	天津医院生物力学研究室	3	37	2.0	3.0
9	王颖	天津医院生物力学研究室	4	19	2.0	4.0
10	姜轩	天津医院生物力学研究室	1	16	1.0	1.0
11	王辰	天津医院生物力学研究室	1	16	1.0	1.0