本文選題：有限元分析　切入點：膝關(guān)節(jié)　出處：《中國運(yùn)動醫(yī)學(xué)雜志》2015年07期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：目的:利用有限元法分析膝關(guān)節(jié)在不同屈曲角度受力后,前、后交叉韌帶,內(nèi)、外側(cè)副韌帶的生物力學(xué)特點。方法:選取1名健康成年男性為研究對象,建立其包含骨、韌帶、半月板和軟骨的左膝關(guān)節(jié)仿真三維有限元模型;模擬膝關(guān)節(jié)在不同屈曲角度下,分別對股骨加載后向134N的力、內(nèi)外翻10Nm的力矩,以及外翻10Nm加內(nèi)旋5Nm的聯(lián)合力矩,分析前交叉韌帶(ACL)、后交叉韌帶(PCL)、內(nèi)側(cè)副韌帶(MCL)、外側(cè)副韌帶(LCL)的應(yīng)力分布及大小變化情況。結(jié)果:對股骨加載后向134N應(yīng)力后,膝關(guān)節(jié)在屈曲0°、30°、60°和90°位時,ACL所受應(yīng)力最大,PCL的應(yīng)力最小,MCL的最大應(yīng)力大于LCL,均隨屈曲角度的增大而減小;施加外翻應(yīng)力時,MCL所受應(yīng)力最大,其次為ACL、PCL,LCL應(yīng)力最小;內(nèi)翻時,LCL所受應(yīng)力最大,其次為PCL、ACL,MCL應(yīng)力最小;聯(lián)合應(yīng)力時,MCL應(yīng)力最大,其次為ACL,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于PCL和LCL的應(yīng)力,除PCL之外,其他各韌帶的應(yīng)力隨屈曲角度的增大而減小。結(jié)論:膝關(guān)節(jié)三維有限元模型可以模擬膝關(guān)節(jié)不同運(yùn)動狀態(tài)下的不同受力情況,可以有效地分析膝關(guān)節(jié)韌帶在不同運(yùn)動狀態(tài)下的生物力學(xué)特性并推測其損傷機(jī)制。所有韌帶的應(yīng)力分布和大小隨著不同屈曲角度發(fā)生不同改變,損傷風(fēng)險也發(fā)生相應(yīng)改變。
[Abstract]:Objective: to analyze the biomechanical characteristics of anterior, posterior cruciate, medial and lateral collateral ligaments of knee joint under different flexion angles by finite element method. Three dimensional finite element model of left knee joint of meniscus and cartilage was simulated, and the force of 134N, the torque of 10Nm and the joint torque of 10Nm and 5Nm were simulated under different flexion angles, respectively. The stress distribution and size of anterior cruciate ligament (ACLL), posterior cruciate ligament (PCL), medial collateral ligament (MCLL) and lateral collateral ligament (LCLL) were analyzed. The maximum stress of ACL was greater than that of LCLL and the maximum stress of MCL decreased with the increase of flexion angle when the flexion was 0 擄30 擄60 擄and 90 擄, the stress of MCL was the most when applied valgus stress, the second was the minimum stress of ACL-PCLL. The stress of PCL is the largest, the stress of PCL is the smallest, and the stress of PCL and LCL is the highest when combined stress is combined, which is far greater than that of PCL and LCL, except for PCL, the stress of PCL is higher than that of LCL, and the stress of LCL is higher than that of PCL and LCL. The stress of the other ligaments decreases with the increase of the flexion angle. Conclusion: the three-dimensional finite element model of the knee joint can be used to simulate the different stress situations of the knee joint in different motion states. The biomechanical characteristics of the knee joint ligament under different motion states can be effectively analyzed and the damage mechanism can be speculated. The stress distribution and size of all the ligaments vary with different flexion angles and the injury risk changes accordingly.
【作者單位】： 昆明醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院運(yùn)動醫(yī)學(xué)科;昆明醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科;
【基金】：云南省科技廳國際合作項目(2013IA004) 云南省科技廳社會發(fā)展項目(2009CA020) 云南省醫(yī)學(xué)學(xué)科帶頭人培養(yǎng)基金(D-201207)
【分類號】：R87

【參考文獻(xiàn)】

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【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：1577753