邱俊骏 顾延庆 王强

0 引言

股骨近端有着非常复杂的三维立体构造和解剖结构，这是因为该部位的受力环境特殊，所以股骨近端的受力情况成为了近年来工科与医学结合研究的热点以及难点[1]。在过往研究中，内固定会影响到股骨近端的生物力学，使其发生改变，从而导致不良预后[2-3]，因此本文通过分析探讨股骨头近端骨缺损在内固定术后的生物力学情况，以期为临床医生行内固定术提供参考。

1 方法

1.1 研究对象

选择1例年轻健康的男性志愿者，年龄为47岁，体质量为75 kg；1例股骨近端骨折进行了内固定手术的男性志愿者，年龄为45周岁，体质量为48 kg。两者均签署知情同意书。通过双侧股骨数字X线摄影排除异常的股骨形态与结构。

1.2 设备与软件

1台德国西门子644排螺旋CT，1台联想电脑。Mimics10.1软件用于三维建模；非线性有限元分析软件ABAQUS6.7用于有限元模型构建；Geomagic Studio 10.0(逆向工程软件)以及交互式CAD软件用户数据导入、输出和交互。

1.3 三维模型的建立

于120 kVA、100 mA、0.625 mm层厚度的扫描参数下，沿横断面对双侧股骨作连续的CT扫描，获得相应的薄层CT图像，并保存为DICOM格式。在Mimics10.1软件中导入所获取的文件，对断面图进行不同视角的显示。通过对相应值的调整，来获取目标部位[4]。在Mimics中依靠Edit mask等系列操作去掉CT成像伪像与股骨外部位，再经一层层打磨后进行3D计算，即可建立股骨的整体模型。

1.4 有限元模型的建立

1.4.1 赋值

选择弹性模量和泊松比作为赋材质的参数。将在ABAQUS6.7里转化成功的股骨体网格有限元模型导回到MIMICS10.1[5]，在灰度值与材质之间建立对应关系。……