国家自然科学基金(31070837)
- 作品数：3 被引量：17H指数：2
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- ACL断裂对膝半月板和软骨应力分布的影响被引量：4
- 2015年
- [目的]采用三维有限元,对比分析前交叉韧带(anterior cruciate ligament,ACL)正常时和断裂后膝关节半月板和软骨的应力分布。[方法]构建胫股关节三维有限元模型,把ACL断裂引起的股骨外旋增加量(5.4°)设置为边界条件,以模拟ACL断裂后膝关节在伸直位的运动状态,同时在股骨上施加700 N向下载荷和134N向后载荷,对比分析ACL正常时和断裂后两种情况下半月板和软骨的应力分布。另一方面,在ACL断裂的胫股关节模型中分析两种工况:应用股骨外旋增加量模拟膝关节运动状态、不模拟运动状态,计算出这两种工况下胫股关节间的应力并进行比较。[结果]当ACL断裂后,除了外侧股骨软骨,内外侧间室中半月板和软骨的应力均比正常时有不同程度的增加,内侧胫骨软骨的应力增幅最大(57.6%),内侧间室的平均应力增幅大于外侧间室(34.1%vs 4.7%)。在ACL断裂胫股关节模型的两种工况之间,胫股关节间的平均应力差异为20%,外侧间室的平均应力差异大于内侧间室(32.6%vs 7.4%)。[结论]ACL断裂使胫股关节间的应力重新分布,主要引起内侧间室的应力明显增加。ACL断裂后膝关节的运动状态本身就可以造成关节间应力改变,所以在有限元分析时模拟膝关节的运动行为是有必要的。
- 陈凯宁农明善王富友叶青尹力陈诚杨柳
- 关键词：前交叉韧带半月板软骨生物力学
- 前交叉韧带缺失对膝半月板各部分应力影响的有限元研究被引量：12
- 2017年
- 目的:采用三维有限元力学分析法,对比分析前交叉韧带(anterior cruciate ligament,ACL)正常时和缺失后膝关节半月板前角、体部和后角的应力变化。方法:构建并运用胫股关节三维有限元模型,模拟ACL正常时和缺失后膝关节在伸直位、15°和30°屈曲位的运动状态,并在股骨上施加700 N轴向载荷和134 N后向载荷,比较ACL正常时和缺失后内、外侧半月板前角、体部和后角各自的应力分布变化。结果:当ACL缺失后,在膝关节伸直时,内侧半月板前角的应力比正常膝增加100.7%,大于外侧半月板前角的应力增幅(30.7%);在15°和30°屈曲位时,内侧半月板后角的应力分别比正常膝增加36.4%和59.7%,而外侧半月板后角的应力增加不明显;除了外侧半月板体部的应力在膝伸直位比正常膝增加39.5%以外,内、外侧半月板体部的应力变化不明显。结论:ACL缺失对半月板各部分应力的影响并不相同,其主要导致内侧半月板前角和后角的应力分别在膝伸直位和屈曲位显著增加。
- 陈凯宁农明善叶青王富友陈诚杨柳
- 关键词：前交叉韧带半月板生物力学
- 体重负荷下正常胫股关节6个自由度的运动学被引量：2
- 2013年
- [目的]定量分析正常胫股关节在体重负荷下6个自由度的运动学特征。[方法]双平面X线摄取10名健康志愿者一侧膝关节从伸直位到120°屈曲多角度下应力位的二维影像。螺旋CT扫描同一侧膝关节,并用获取的影像重建成三维模型。应用三维模型配准二维影像的方法测出股骨相对于胫骨全自由度的运动学数据。[结果]从伸直位到120°屈曲过程中,股骨后移(5.1±2.3)mm,外移(3.1±1.8)mm,远移(4.1±1.2)mm,外旋(17.3±6.9)°;股骨基本处于内翻(3.9±2.2)°;股骨外侧髁后移(12.6±3.4)mm,内侧髁前移(0.4±3.9)mm。[结论]正常膝关节在体重负荷下屈曲过程中,股骨相对于胫骨发生后移、外移、远移和外旋,内翻变化小;股骨内外侧髁的运动有差别。
- 陈凯宁傅德杰陈诚程良骏尹力郭林杨柳
- 关键词：运动学图像配准
