假肢對線對大腿截肢者健側(cè)膝關(guān)節(jié)內(nèi)部接觸力學特性的影響
發(fā)布時間:2021-02-17 04:41
目的研究假肢對線對大腿截肢者健側(cè)膝關(guān)節(jié)內(nèi)部接觸力學特性的影響。方法通過步態(tài)實驗分析健全人及大腿截肢者在不同對線條件下行走時下肢運動及地面反作用力(ground reaction force,GRF)差異,并利用三維有限元模型分析接受腔內(nèi)收和外展的異常對線情況對膝關(guān)節(jié)內(nèi)部股骨軟骨、脛骨軟骨與半月板之間接觸力學特性的影響。結(jié)果健全人在GRF第1峰值時刻膝關(guān)節(jié)接觸力主要集中在內(nèi)側(cè),在GRF第2峰值時刻接觸力主要集中在外側(cè),而截肢者接觸力在GRF的兩個峰值時刻都集中在內(nèi)側(cè)。接受腔對線內(nèi)收6°會導致膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)應(yīng)力、接觸力、接觸面積均明顯增大。結(jié)論截肢者膝骨關(guān)節(jié)炎發(fā)病率高于健全人與其膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)長期過載有關(guān),接受腔對線內(nèi)收會增加大腿截肢者健側(cè)膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)疾病的風險,臨床對線過程中應(yīng)盡量避免過度內(nèi)收。
【文章來源】:醫(yī)用生物力學. 2020,35(04)北大核心
【文章頁數(shù)】:8 頁
【部分圖文】:
膝關(guān)節(jié)有限元模型及加載方式
在GRF第1峰值時刻,健全人內(nèi)側(cè)半月板應(yīng)力相對大于外側(cè),應(yīng)力峰值(4.59 MPa)出現(xiàn)在內(nèi)側(cè)半月板中部。截肢者半月板應(yīng)力分布較健全人明顯向內(nèi)側(cè)偏移。在“標準”對線情況下,截肢者內(nèi)側(cè)半月板應(yīng)力峰值為5.03 MPa;在接受腔內(nèi)收對線情況下,內(nèi)側(cè)半月板的應(yīng)力較“標準”對線情況下明顯增大,應(yīng)力峰值達到11.47 MPa,約為健全人2.5倍;在接受腔外展對線情況下,半月板應(yīng)力分布相對于“標準”對線情況下向外側(cè)半月板偏移,但內(nèi)側(cè)半月板應(yīng)力峰值(4.92 MPa)仍大于健全人。3種不同情況下股骨軟骨和脛骨軟骨上的應(yīng)力峰值均出現(xiàn)在內(nèi)側(cè),健全人股骨軟骨和脛骨軟骨的應(yīng)力峰值分別為1.22、2.29 MPa。截肢者在“標準”對線情況下,股骨軟骨和脛骨軟骨的應(yīng)力峰值分別為1.44、2.57 MPa;接受腔內(nèi)收對線情況下,股骨軟骨和脛骨軟骨的應(yīng)力峰值均增大,分別為1.63、2.77 MPa;接受腔外展對線情況下,股骨軟骨和脛骨軟骨的應(yīng)力峰值均減小,分別為1.30、2.40 MPa(見圖3)。圖3 GRF第1峰值時刻膝關(guān)節(jié)應(yīng)力分布
圖2 健全人及患者不同對線情況下GRF對比進一步分析內(nèi)外側(cè)半月板和股骨、脛骨之間的接觸面積、接觸力,發(fā)現(xiàn)內(nèi)側(cè)半月板的接觸面積、接觸力均大于外側(cè)。截肢者的內(nèi)側(cè)接觸面積、接觸力均大于健全人,外側(cè)接觸面積、接觸力均小于健全人。在“標準”、接受腔外展、接受腔內(nèi)收3種對線情況下,截肢者內(nèi)側(cè)半月板的接觸面積、接觸力在接受腔內(nèi)收時最大,在接受腔外展時最小;而外側(cè)半月板的接觸面積和接觸力在接受腔內(nèi)收時最小,在接受腔外展時最大(見圖4)。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于步態(tài)分析建立膝關(guān)節(jié)三維有限元模型(英文)[J]. 王薌斌,鐘錦然,何堅,李翔,侯美金. 康復學報. 2016(03)
[2]生物力學建模及應(yīng)用的幾個研究[J]. 樊瑜波. 醫(yī)用生物力學. 2013(S1)
[3]跳傘著陸過程中膝關(guān)節(jié)損傷的有限元研究[J]. 姚杰,牛文鑫,王旸,樊瑜波,趙沁平. 醫(yī)用生物力學. 2010(04)
[4]前交叉韌帶損傷的繼發(fā)性生物力學影響[J]. 姚杰,樊瑜波,張明,李德玉,宮赫. 力學學報. 2010(01)
本文編號:3037447
【文章來源】:醫(yī)用生物力學. 2020,35(04)北大核心
【文章頁數(shù)】:8 頁
【部分圖文】:
膝關(guān)節(jié)有限元模型及加載方式
在GRF第1峰值時刻,健全人內(nèi)側(cè)半月板應(yīng)力相對大于外側(cè),應(yīng)力峰值(4.59 MPa)出現(xiàn)在內(nèi)側(cè)半月板中部。截肢者半月板應(yīng)力分布較健全人明顯向內(nèi)側(cè)偏移。在“標準”對線情況下,截肢者內(nèi)側(cè)半月板應(yīng)力峰值為5.03 MPa;在接受腔內(nèi)收對線情況下,內(nèi)側(cè)半月板的應(yīng)力較“標準”對線情況下明顯增大,應(yīng)力峰值達到11.47 MPa,約為健全人2.5倍;在接受腔外展對線情況下,半月板應(yīng)力分布相對于“標準”對線情況下向外側(cè)半月板偏移,但內(nèi)側(cè)半月板應(yīng)力峰值(4.92 MPa)仍大于健全人。3種不同情況下股骨軟骨和脛骨軟骨上的應(yīng)力峰值均出現(xiàn)在內(nèi)側(cè),健全人股骨軟骨和脛骨軟骨的應(yīng)力峰值分別為1.22、2.29 MPa。截肢者在“標準”對線情況下,股骨軟骨和脛骨軟骨的應(yīng)力峰值分別為1.44、2.57 MPa;接受腔內(nèi)收對線情況下,股骨軟骨和脛骨軟骨的應(yīng)力峰值均增大,分別為1.63、2.77 MPa;接受腔外展對線情況下,股骨軟骨和脛骨軟骨的應(yīng)力峰值均減小,分別為1.30、2.40 MPa(見圖3)。圖3 GRF第1峰值時刻膝關(guān)節(jié)應(yīng)力分布
圖2 健全人及患者不同對線情況下GRF對比進一步分析內(nèi)外側(cè)半月板和股骨、脛骨之間的接觸面積、接觸力,發(fā)現(xiàn)內(nèi)側(cè)半月板的接觸面積、接觸力均大于外側(cè)。截肢者的內(nèi)側(cè)接觸面積、接觸力均大于健全人,外側(cè)接觸面積、接觸力均小于健全人。在“標準”、接受腔外展、接受腔內(nèi)收3種對線情況下,截肢者內(nèi)側(cè)半月板的接觸面積、接觸力在接受腔內(nèi)收時最大,在接受腔外展時最小;而外側(cè)半月板的接觸面積和接觸力在接受腔內(nèi)收時最小,在接受腔外展時最大(見圖4)。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于步態(tài)分析建立膝關(guān)節(jié)三維有限元模型(英文)[J]. 王薌斌,鐘錦然,何堅,李翔,侯美金. 康復學報. 2016(03)
[2]生物力學建模及應(yīng)用的幾個研究[J]. 樊瑜波. 醫(yī)用生物力學. 2013(S1)
[3]跳傘著陸過程中膝關(guān)節(jié)損傷的有限元研究[J]. 姚杰,牛文鑫,王旸,樊瑜波,趙沁平. 醫(yī)用生物力學. 2010(04)
[4]前交叉韌帶損傷的繼發(fā)性生物力學影響[J]. 姚杰,樊瑜波,張明,李德玉,宮赫. 力學學報. 2010(01)
本文編號:3037447
本文鏈接:http://www.sikaile.net/yixuelunwen/swyx/3037447.html
最近更新
教材專著