目的：运用有限元分析法分析不同股骨颈短缩模型髋关节的生物力学变化，并利用有限元方法评估股骨颈骨折内固定术后股骨颈短缩对股骨头颈、螺钉以及髋臼受力状况，从力学角度对股骨颈近端以及髋臼进行受力分析。
　　方法：收集1例正常成年男性股骨近端CT扫描数据。运用三维重建Mimics及相关模块功能模拟建立Pauwells角大于50°的股骨颈骨折空心钉术后短缩模型，分为无短缩组（正常组）、短缩2.5mm组（轻度短缩组）、短缩7.5mm组（中度短缩组）、短缩12.5mm组（重度短缩组），利用有限元前处理软件Geomagic Studio以及HyperMesh对刚获取的模型进行网格划分及材料属性赋值，然后导入有限元分析软件MSC.Nastran2012进行力学分析，得到不同股骨颈短缩模型的髋臼表面、股骨头表面、股骨颈骨折端、股骨近端及内固定空心钉最大应力、应力云图等相关数据。
　　结果：股骨颈无短缩、颈短缩2.5mm、颈短缩7.5mm和颈短缩12.5mm的4种情况下，股骨颈上方空心钉最大拉伸应力值分别为115.2MPa、117.3MPa、120.0MPa、136.6MPa；股骨颈下方皮质区受到的最大压缩应力值分别为12.4MPa、12.3MPa、10.9MPa、9.4MPa；股骨颈骨折端最大应力分别为152.2MPa、159.3MPa、161.4MPa、179.2MPa；三枚空心钉所受最大应力分别为237.4MPa、237.6MPa、256.4MPa、276.5MPa；股骨颈外侧骨质最大压缩应力值分别为31.7MPa、32.5MPa、34.2MPa、36.8MPa；股骨头表面最大应力分别为14.9MPa、15.0MPa、16.3MPa、16.3MPa，同时，股骨头高应力分布区由其外上象限转移到其正上方，非主要负重区的最大应力分别为12.3MPa、12.9MPa、13.6MPa、14.9MPa。髋臼表面最大应力分别为10.1MPa、10.1MPa、10.5MPa、11.7MPa。
　　结论：股骨头的应力主要集中分布于股骨头的外上象限以及股骨颈的上方和下方，股骨头的其他位置为非主要负重区，股骨近端与“悬臂梁”相似；髋臼的应力集中于顶部区域，且头臼作用力在髋臼底分布不均匀；股骨颈的短缩程度的加大,股骨颈上方承担的拉伸应力增大，股骨颈下方承担的压缩应力减小,可促进骨折的愈合，并且使骨折断端就更加稳定；股骨颈骨折术后短缩使股骨头负重区发生转移，同时非主要负重区出现高应力区；三枚空心钉内固定在股骨颈骨折端钉孔处出现明显的应力集中情况，股骨颈上方空心钉承担的拉伸应力逐渐减小，在缓慢行走下，内固定结构还在屈服强度范围内，内固定滑移甚至断裂的可能性较减小；股骨颈短缩后髋关节力学环境发生变化，随着颈短缩程度得加剧髋臼的应力峰值不断增高，这可能会导致髋臼磨损和关节炎的发生；当股骨颈重度短缩时，导致负荷分布不均，髋关节复杂活动能力下降，并且股骨颈骨折术后短缩的改变可能在术后股骨头坏死中起一定作用。