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【股骨头坏死】第十一讲 预测股骨头坏死塌陷的方法（三）

广州中医药大学第一附属医院关节外科中心 庞智晖主任医师、教授

3. 基于影像学数据的三维有限元模型，从生物力学的角度进行塌陷预测 有限元分析是指基于患者的影像学数据，通过有限元建模，对坏死病灶区的位置和大小有直观的三维显示，其优势在于：三维有限元分析不仅可以很好地显示出股骨近端各部位的应力特性，还可以对非坏死区与坏死区进行比较受力分析。庞智晖等基于个体患者影像采用Mimics和Pro/E软件建立了良好相似性的股骨头坏死三维有限元网格模型，可以充分了解股骨头坏死区域大小及股骨头坏死区域与周围组织的关系。雷新玮采用三维有限元分析研究股骨头坏死塌陷的危险因素时发现：坏死灶表面积较坏死灶体积更准确，25%的坏死表面积比例是塌陷的危险临界值。史振才等对29 例股骨头坏死模型进行了有限元分析发现坏死体积的增大将增加塌陷应力指数。当股骨头坏死体积百分比＞30%时，可见片状塌陷区，发生塌陷的几率大；15%～25% 时只有散在点状塌陷，此时坏死病灶的位置对塌陷起关键作用，若坏死病灶占据股骨头的前上部分，则发生塌陷的几率增大。方斌等利用Mimics软件建立不同坏死范围的股骨头坏死模型，应用Ansys 软件分析发现坏死范围影响股骨头坏死区的应力分布，坏死区应力底部高于表面，从而影响塌陷发生的部位。许为勇将髋关节三维CT图像导入股骨头坏死测量软件, 直接读取出股骨头及其坏死区域的体积及两者之间的百分比、坏死区占各个象限的百分比，发现坏死体积比若大于35%,塌陷的危险很大；当坏死体积小于20%，但如果位于前外侧象限，塌陷危险同样很大。赵万鹏等基于MRI建立三维有限元模型，分别测得整个股骨头及坏死区的体积，发现坏死病灶体积的30 %是重要分界值，与史振才结果相似；用www.yihu.com软件计算塌陷风险，发现坏死组织百分数40 %是临界点。