目的:本研究应用三柱结构的中日友好医院(China-Japan Friendship Hospital,CJFH)分型对股骨头进行三维有限元分析,模拟全髋关节建模,在ANSYSY中对模型进行数字化仿真模拟,得出不同坏死区域及不同坏死体积的股骨头受力情况,为临床保髋治疗提供理论依据。方法:选取正常30岁男性青年髋关节CT片,利用Mimics,Geomagic studio,solidwork软件进行初步建模,在Mimics中提取骶骨皮质骨、髂骨皮质骨、股骨皮质骨,利用阈值划分,制作骨盆以及股骨对应的松质骨,利用光滑,平滑三角面片等功能对模型表面进行处理,将初步获得的模型导入Geomagic studio中,在Geomagic studio中重新划分网格,设置网格0.3mm,得到相对光滑的模型,对模型局部进行光顺,将处理好的模型进行面片划分,其中股骨与髋臼作为关键接触部分,根据三柱预判画出对应的面片,对模型进行逆向处理,逆向出stp格式后将其导入solidwork,进入solidwork首先进行模型的拼装,应用原点重合将骨头拼装,在solidwork零件模块中根据三柱理论划分的区域,设立空白对照0%坏死体积,应用对照组模型与以往研究对比,证实模型有效性,然后针对CJFH分型中的每一型建立占股骨头总体积5%,15%,30%,50%的坏死体积模型,总计22组模型,将每一组模型依次导入ANSYS,在ANSYS中根据实际髋关节受力情况及受试对象实际体重设置施加应力部位,并设置接触面关系,划分网格后进行力学分析,其中选取最大应力及相对位移作为最终实验数据,得出相关结论。结果:根据股骨头位移云图及数据,坏死组织的位移偏大,位移峰值均处在负重区的坏死组织上,不同坏死体积坏死带的力学分布可以发现,在坏死体积小于15%的情况下,压力最高峰值未达到塌陷压力,当坏死体积达到30%时,L2型及L3型塌陷风险极高,L3型以有超过50%坏死区域应力大于塌陷应力。结论:(1)在股骨头坏死模型的骶骨上表面沿Z轴施加600N载荷,对不同坏死体积得到的应力云图可以发现,股骨头应力区主要集中在外侧柱,位于股骨头压力集中区的坏死组织位移相对周围正常组织偏大,坏死组织占压力区的比例越大,则相对位移越大。(2)所有坏死模型中,位移最大处均在坏死组织上,当坏死组织处在外侧柱与中间柱交界,即最大应力区时,位移最大值在应力区及坏死组织叠加区域,L2极外侧型与L3全头型普遍位移偏大,尤其当坏死体积超过30%后,位移可达0.1mm以上。通过观察应力云图,当坏死体积在15%以下时,L2型对应的应力峰值最高,但最高值未超过塌陷指数,L3型最高应力小于L2型,表明应力集中处主要分布在外侧柱及中间柱。当坏死体积达30%时,L2型及L3型坏死带上最大应力值已经超过5.5Mpa,并且L3型坏死带上已有超过50%区域的应力超过5.5Mpa,此时股骨头塌陷风险极高。