本文關(guān)鍵詞：全膝關(guān)節(jié)置換個(gè)體化患者右轉(zhuǎn)步態(tài)的骨肌多體動(dòng)力學(xué)仿真

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【摘要】：目的構(gòu)建個(gè)體化患者全膝關(guān)節(jié)置換(total knee replacement,TKR)的骨肌多體力學(xué)模型,模擬患者下肢右轉(zhuǎn)步態(tài)時(shí)體內(nèi)膝關(guān)節(jié)的生物力學(xué)行為。方法以1位具體患者的相關(guān)數(shù)據(jù)為材料,基于骨肌動(dòng)力學(xué)仿真軟件Any Body及其依賴于力的運(yùn)動(dòng)學(xué)建模方法,建立與患者相對(duì)應(yīng)的TKR下肢骨肌多體動(dòng)力學(xué)模型,并對(duì)患者的右轉(zhuǎn)步態(tài)進(jìn)行模擬。通過(guò)逆動(dòng)力學(xué)分析右轉(zhuǎn)步態(tài),同時(shí)預(yù)測(cè)患者膝關(guān)節(jié)接觸力、關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)、肌肉活性和韌帶力。結(jié)果模型預(yù)測(cè)的脛骨-股骨關(guān)節(jié)內(nèi)、外側(cè)接觸力的均值均方根誤差分別為285、164 N,相關(guān)系數(shù)分別為0.95和0.61,預(yù)測(cè)的髕骨接觸力均值最大值為250 N。模型預(yù)測(cè)的接觸力和肌肉活性與患者實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果基本一致。此外,模型預(yù)測(cè)的脛骨-股骨的伸展彎曲、內(nèi)外旋和內(nèi)外翻運(yùn)動(dòng)的均值分布范圍分別為3°~47°、-3.4°~1.5°、0.2°~-1.5°,脛骨-股骨的前后、上下和內(nèi)外側(cè)平移的運(yùn)動(dòng)范圍分別為2.6~9.0 mm、1.6~3.2 mm、4.2~5.2 mm。模型還預(yù)測(cè)了內(nèi)、外側(cè)旁系韌帶力和后交叉韌帶力,其最大值分別為190、108、108 N。結(jié)論所開(kāi)發(fā)的模型能夠預(yù)測(cè)人工膝關(guān)節(jié)體內(nèi)生物力學(xué)行為,為后續(xù)研究膝關(guān)節(jié)假體臨床失效問(wèn)題提供強(qiáng)有力的計(jì)算平臺(tái)。
【作者單位】： 西安交通大學(xué)機(jī)械制造系統(tǒng)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;Institute
【關(guān)鍵詞】： 人工膝關(guān)節(jié) 全膝關(guān)節(jié)置換 右轉(zhuǎn)步態(tài) 骨肌多體動(dòng)力學(xué) 接觸力 肌肉活性
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51205303,51323007) 國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2012BAI18B00) 中央大學(xué)基礎(chǔ)研究基金項(xiàng)目 中國(guó)高等教育博士課程研究基金項(xiàng)目
【分類號(hào)】：R687.4;R318.01
【正文快照】： 2.Institute of Medical and Biological Engineering,School of Mechanical Engineering,University of Leeds,Leeds,UK)我國(guó)有超過(guò)3 600萬(wàn)骨關(guān)節(jié)炎患者[1],據(jù)保守估計(jì)每年有10多萬(wàn)患者接受人工膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)。目前,人工膝關(guān)節(jié)置換是治療骨關(guān)節(jié)炎和幫助患者恢復(fù)日常活動(dòng)的有

【參考文獻(xiàn)】

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9 陳p，

本文編號(hào)：926717