股骨元件不當對位及股骨球頭壞死對於髖關節表面置換術力學表現之影響

髖關節表面置換術由於得以保留較多骨質的特性及人工關節接觸面設計的進步，近年來已引起骨科界之興趣，並重新採行用以治療股骨球頭病變。針對此一情況，林口長庚醫院曾針對三十八名患有股骨球頭病變之病患施以髖關節表面置換術，經術後臨床追蹤，證實效果良好。但是，過去卻甚少有文獻探討股骨元件不當對位及股骨球頭壞死情況下，對於髖關節表面置換術後力學表現的影響。作者假設股骨元件不當對位及股骨球頭壞死區域的大小將改變表面置換術後股骨頸之應力分佈，而此一改變之應力將影響術後股骨頸之抗壓破壞強度及其使用壽命，並直接反映於股骨頸之應變型態。為此，本研究將規劃以三年的時間，分別利用體外力學測試及有限元素分析等不同方法，系統化探討股骨元件不當對位及股骨球頭壞死區域的體積大小對於髖關節表面置換術所扮演的角色。包括：股骨頸之應變分佈、關節穩定性及其使用壽命的影響。茲簡述三年研究內容如下:第一年度研究內容（以體外力學實驗評估股骨元件不當對位之影響）利用三十六件人造股骨取代真實骨，以體外力學實驗探討：未植入股骨元件之正常股骨及股骨元件分別在內翻、外翻、前翻、後翻不當對位及正常對位等六種不同情況下（每組六件），對於術後股骨頸之應變分佈、人工關節穩定性及其使用壽命的影響。利用MTS 材料試驗機及表面應變規，分別進行：（1）股骨表面應變量測、（2）靜態股骨抗壓破壞量測及（3）動態週期性壓力測試，以瞭解並比較股骨元件在不當對位植入情況下，其力學行為的差異性。第二年度研究內容（以體外力學實驗評估股骨球頭壞死區域大小之影響）利用二十四件人造股骨，以加工方式自股骨球頭上端鑿除不等體積之組織，借以模擬15%,25%, 33%及50%等四種不同體積之股骨球頭壞死（每組六件）。經髖關節表面置換術後，股骨球頭壞死區域將於由骨水泥取代。利用體外力學實驗探討股骨球頭壞死區域大小對於術後股骨頸之應變分佈、人工關節穩定性及其使用壽命的影響。力學實驗採用方法與第一年度相同。第三年度研究內容（有限元素分析）利用有限元素法進行模擬分析，借以評估股骨元件不當對位及股骨球頭壞死情況下，對於髖關節表面置換術後股骨應力分佈的影響。以CT 斷層掃瞄獲取股骨斷層影像後，利用有限元素相關軟體，分別建立3-D 有限元素模型，並分析比較應力分佈差異性，所獲結果將與前二年度之實驗結果相互比較驗證，有效證實股骨元件不當對位及股骨球頭壞死體積對於髖關節表面置換術後的影響。

系統編號:PB9902-2193
原計畫編號:NSC98-2221-E182-009-MY2