基于CT微结构的三维非线性有限元分析对骨质疏松性髋部骨折的预测

骨的微观结构在骨质疏松性骨折中的作用得到广泛证实，CT图像数据既能反应皮质骨的几何特征，又能反应松质骨的结构分布，其对骨折的预测能力日益得到重视。本研究以骨质疏松老年人股骨近端样本为主要研究对象，首先通过不同应力分区内松质骨样本CT图像的灰度信息与其显微结构和力学性能的相关分析，获得骨质疏松样本CT图像与力学性能参数的相关经验公式；以此为依据建立基于CT骨小梁微结构信息的三维非线性有限元模型，进行断裂强度预测；同时对骨质疏松标本进行体外力学强度测试，测试结果与有限元预测结果进行对比分析，优化模型，确立断裂准则，提高有限元分析法预测骨质疏松性髋部骨折的精确性；最后利用临床髋部骨折病历，以CT影像为基础，建立个体化有限元分析模型，进行骨折强度分析，以验证有限元分析方法的有效性，最终为老年骨质疏松性髋部骨折危险性的预测提供新的依据和手段。