有限元技术在儿童髋关节外科中的应用

有限元方法是生物力学研究的主要方法，其基本原理是将一个由无限个质点组成并且有无限个自由度的连续体近似为有限个单元所组成的集合体，基本思想是把复杂问题简单化，然后再求解。计算机的强大计算功能推动了有限元分析理论和应用的发展，有限元分析软件也得到了迅速发展，从简单理想模型的二维分析发展为真实模型的三维分析，三维有限元方法在分析不规则物体的力学特点方面具有优越性，Brekelmans、Rybicki等将有限元分析方法应用于骨骼系统的应力分析，随后众多学者将其广泛应用于髋关节的生物力学研究中，其实用性、科学性已得到验证。儿童髋关节与成人有很大不同，存在骨骺生长的影响因素，且覆盖有大量软骨，是一个逐渐发育成熟的过程，在此过程中，任何生物力学的改变都会影响髋关节发育，改变髋关节的形态。以往研究多基于临床病例的观察，而病理研究主要通过动物模型模拟力学改变来验证假设的正确性，在人体进行力学实验几乎不可能。有限元分析可在一定程度上替代生物力学实验，能对实验条件进行控制并模拟人体生物力学情况，在疾病诊疗过程中起作用，现就近年相关研究进展作一综述。一。