HCD和CD不同减压通道治疗股骨头坏死的生物力学研究

张宏健，张国梁，张 伟，王跃文

（内蒙古医科大学附属医院骨科，内蒙古 呼和浩特010050）

早中期股骨头坏死（Osteonecrosis of the Femoral head，ONFH）应用髓芯减压术（Core decompression surgery，CD）治疗能够降低股骨头内的压力，缓解疼痛，恢复血运，帮助坏死股骨头愈合[1，2]。疗效得到国内外学者的一致肯定[3]。传统CD的减压通道直径约10～12mm，这种大直径通道会削弱软骨下骨板的力学支撑，与其他改良CD比较，此方法对ONFH的治疗作用有限[4]。HCD也是一种改良CD，采用多个5mm孔径减压通道对股骨头内坏死区域进行减压，可以有效减压和避免应力集中，避免股骨头塌陷[5]。HCD同样有导致股骨头机械支撑力下降的问题。在改良CD后既要保证充分减压的同时，又要尽可能少的破坏股骨头的机械支撑力，是一个值得探讨的问题[6，14，24]，因此，我们对HCD和CD不同减压通道数进行生物力学研究并优化选择。

1 材料与方法

1.1一般资料

采用2019国际骨循环学会（Association Research Circulation Osseous，ARCO）标准[1]，随机选择2020年在我院住院治疗的ONFH（ARCO分期I期）1例进行研究，患者知情同意使用其影像资料。典型临床表现和影像学资料，符合诊断标准。已经排除髋部感染、髋部外伤、髋关节肿瘤、髋关节炎、先天性髋关节发育异常、骨质疏松、自体免疫性疾病等。

1.2方法

1.2.1 主要设备CT机：GE64排螺旋CT（GE，美国）；计算机：IBM w520笔记本电脑；软件：Geomagic Studio 2013（Geomagic公司，美国）；Hypermesh 2019（Altair公司，美国）；Mimics 21.0（Materialise公司，比利时）；ANSYS 19.2（Ansys公司，美国）；Abaqus 2020（Dassault公司，美国）；SPSS 20.0（IBM公司，美国）；Pro/E（PTC公司，美国）

1.2.2 数据采集及建立几何模型 使用CT对仰卧位患者的股骨头最高点至股骨上1/3段进行横断面连续扫描，层厚0.625mm。CT数据以Dicom格式导入到Mimics 21.0中。对提取后的模型设置Bone Scale范围，进行区域增长，利用Region Growth、3D Calculation功能分别进行图像分割和初步重建股骨头模型，并以.stl格式保存。……