不同屈曲状态下膝关节韧带生物力学的有限元分析 被引量：16

1

作者 何川 李彦林 +2 位作者 张振光 仝路 王国梁 《中国运动医学杂志》 CAS 北大核心 2015年第7期662-669,共8页

目的:利用有限元法分析膝关节在不同屈曲角度受力后,前、后交叉韧带,内、外侧副韧带的生物力学特点。方法:选取1名健康成年男性为研究对象,建立其包含骨、韧带、半月板和软骨的左膝关节仿真三维有限元模型;模拟膝关节在不同屈曲角度下,... 目的:利用有限元法分析膝关节在不同屈曲角度受力后,前、后交叉韧带,内、外侧副韧带的生物力学特点。方法:选取1名健康成年男性为研究对象,建立其包含骨、韧带、半月板和软骨的左膝关节仿真三维有限元模型;模拟膝关节在不同屈曲角度下,分别对股骨加载后向134N的力、内外翻10Nm的力矩,以及外翻10Nm加内旋5Nm的联合力矩,分析前交叉韧带(ACL)、后交叉韧带(PCL)、内侧副韧带(MCL)、外侧副韧带(LCL)的应力分布及大小变化情况。结果:对股骨加载后向134N应力后,膝关节在屈曲0°、30°、60°和90°位时,ACL所受应力最大,PCL的应力最小,MCL的最大应力大于LCL,均随屈曲角度的增大而减小;施加外翻应力时,MCL所受应力最大,其次为ACL、PCL,LCL应力最小;内翻时,LCL所受应力最大,其次为PCL、ACL,MCL应力最小;联合应力时,MCL应力最大,其次为ACL,远远大于PCL和LCL的应力,除PCL之外,其他各韧带的应力随屈曲角度的增大而减小。结论:膝关节三维有限元模型可以模拟膝关节不同运动状态下的不同受力情况,可以有效地分析膝关节韧带在不同运动状态下的生物力学特性并推测其损伤机制。所有韧带的应力分布和大小随着不同屈曲角度发生不同改变,损伤风险也发生相应改变。 展开更多

关键词 有限元分析 膝关节 韧带 屈曲 内外翻 轴移 生物力学

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绳索牵引式踝关节康复训练器的设计 被引量：2

2

作者 于晓杰 张宇玲 +2 位作者 徐鹏飞 赵展 邹任玲 《生物医学工程研究》 北大核心 2017年第4期375-378,391,共5页

踝关节是全身负重最多的关节,也是骨折最易发生的部位。本研究针对踝关节损伤后家庭康复的需求,设计一款可拆卸、易操控的踝关节康复训练器。以踝关节的人体解剖学和运动学为基础,根据大量的文献及实际调研确定训练器的设计思路及方案... 踝关节是全身负重最多的关节,也是骨折最易发生的部位。本研究针对踝关节损伤后家庭康复的需求,设计一款可拆卸、易操控的踝关节康复训练器。以踝关节的人体解剖学和运动学为基础,根据大量的文献及实际调研确定训练器的设计思路及方案。根据人因工程学对训练器设计方案进行修改优化。采用电机控制绳索牵引,完成被动训练;采用弹性绳索牵拉,完成主动抗阻训练。训练器由被动训练和抗组训练两个模式组成。采用绳控柔性控制,能够实现踝关节跖屈背屈和内翻外翻两个自由度的康复训练,且可以依据患者踝关节活动度的不同进行不同角度牵拉,实现不同范围内的踝关节训练,兼具个性化和普适性,可显著提高患者踝关节训练效果。 展开更多

关键词 踝关节 康复训练 绳索牵引 跖屈背屈 内翻外翻

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3D打印手术导板在膝关节内外翻畸形患者全膝关节置换中的应用 被引量：13

3

作者 黄辰宇 唐成 +6 位作者 魏波 李佳怡 李旭祥 张惠康 徐燕 姚庆强 王黎明 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2021年第18期2789-2793,共5页

背景:近年来3D打印技术在导航骨折内固定植入、脊柱外科螺钉置入及巨大骨缺损修复重建领域应用较为广泛,但是将3D打印导航模板运用于膝关节内外翻患者全膝关节置换手术的相关报道较少。目的:对比3D打印手术导板辅助全膝关节置换和传统... 背景:近年来3D打印技术在导航骨折内固定植入、脊柱外科螺钉置入及巨大骨缺损修复重建领域应用较为广泛,但是将3D打印导航模板运用于膝关节内外翻患者全膝关节置换手术的相关报道较少。目的:对比3D打印手术导板辅助全膝关节置换和传统全膝关节置换治疗膝关节内外翻骨性关节炎的效果。方法:选择2019年1月至2020年2月南京医科大学附属南京医院收治的膝关节内外翻骨性关节炎患者39例,其中女18例,男21例,年龄55-83岁,随机分2组:试验组(n=20)在3D打印手术导板辅助下进行全膝关节置换,对照组(n=19)进行传统的全膝关节置换。术后拍摄X射线片,测量冠状面胫骨组件角、矢状面胫骨组件角、冠状面股骨组件角、矢状面股骨组件角、髋膝踝角度及下肢力线角度;记录两组住院时间、手术时间、术中出血量和术后引流量。术后1 d、1周、2周、1个月、3个月时,进行目测类比评分及美国膝关节协会(KSS)评分。试验通过南京医科大学附属南京医院伦理委员会批准。结果与结论:①两组术后的冠状面胫骨组件角、矢状面胫骨组件角、冠状面股骨组件角、矢状面股骨组件角及髋膝踝角度偏移值均<3°,试验组对下肢力线角度的调整效果优于对照组(P<0.05);②试验组的手术时间、术中出血量与术后引流量少于对照组(P<0.05),两组患者住院时间比较差异无显著性意义(P>0.05);③试验组术后1 d、1周的目测类比评分低于对照组(P<0.05),KSS评分高于对照组(P<0.05);④结果表明,对于膝关节严重内外翻患者,3D打印手术导板辅助下的膝关节置换提高了手术精度,节省了术中时间。 展开更多

关键词 骨 植入物 假体 3D打印导板 全膝关节置换 内外翻畸形 骨关节炎

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胫骨假体内外翻角对固定平台单髁关节置换后近期疗效的影响

4

作者 王虎 冯硕 +2 位作者 张强 陈家浩 陈向阳 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2024年第24期3827-3832,共6页

背景:既往国内外均有文献报道活动平台单髁关节置换后胫骨假体内外翻角度对术后短期疗效的影响,然而对固定平台单髁关节置换后胫骨假体内外翻角度短期疗效的影响鲜有报道。目的:探讨膝关节内侧骨关节炎患者接受固定平台单髁关节置换后,... 背景:既往国内外均有文献报道活动平台单髁关节置换后胫骨假体内外翻角度对术后短期疗效的影响,然而对固定平台单髁关节置换后胫骨假体内外翻角度短期疗效的影响鲜有报道。目的:探讨膝关节内侧骨关节炎患者接受固定平台单髁关节置换后,胫骨假体内外翻角对近期临床疗效的影响。方法:选择2020年8月至2023年1月因膝关节内侧骨关节炎于徐州医科大学附属医院骨关节科行固定平台单髁关节置换的120例患者(122膝)为研究对象,分别由2名医师基于术后X射线片测量单髁关节置换后股骨假体内外翻角、胫骨假体内外翻角、股骨假体屈伸角以及胫骨假体后倾角。排除其余3个角度的影响后,将胫骨假体内外翻角测量结果分为<-2°、-2°-2°、>2°3组,分别记为第1,2,3组。记录各组患者术前、术后末次随访的膝关节活动度、美国特种外科医院膝关节评分、美国膝关节协会评分及人工关节遗忘指数,并进行对比。结果与结论:①共纳入120例患者(122膝),根据术后胫骨假体内外翻角大小进行分组,第1组37例,第2组60例,第3组23例,3组患者在年龄、性别、术侧等基线资料上差异无显著性意义(P>0.05);②患者置换后随访时间为3-30个月;③第2组术后末次随访美国特种外科医院评分高于第1组(P=0.015)和第3组(P=0.012);第2组术后末次随访美国膝关节协会临床评分显著高于第1组(P=0.014)和第3组(P<0.001);在术后人工关节遗忘指数上,第2组高于第1组(P=0.033)和第3组(P=0.016);④提示固定平台单髁关节置换术后,胫骨假体内外翻角处于-2°-2°时可以取得较好的短期临床疗效,假体自我化程度较高。 展开更多

关键词 单髁关节置换 膝关节内侧骨性关节炎 胫骨假体内外翻角 固定平台 临床疗效

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基于CT和MRI膝关节有限元模型建立与不同载荷下生物力学特性分析 被引量：5

5

作者 杭声琪 张文韬 +4 位作者 王泰淇 任建澄 李富超 赵改平 马童 《中国医学物理学杂志》 CSCD 2021年第3期370-374,共5页

基于CT和MRI图像数据建立膝关节有限元模型,采用六面体网格对不同载荷系统下人体膝关节生物力学特性进行研究,并进行有效性验证。建立膝关节有限元模型包括:股骨、胫骨、髌骨、腓骨、股骨软骨、胫骨软骨、腓骨软骨、半月板、前后交叉韧... 基于CT和MRI图像数据建立膝关节有限元模型,采用六面体网格对不同载荷系统下人体膝关节生物力学特性进行研究,并进行有效性验证。建立膝关节有限元模型包括:股骨、胫骨、髌骨、腓骨、股骨软骨、胫骨软骨、腓骨软骨、半月板、前后交叉韧带、内外侧副韧带、髌韧带和股四头肌腱等。对膝关节施加1 kN轴向压缩载荷、134 N后向抽屉力和5、10、15 N∙m内翻力矩和外翻力矩,分析膝关节内软骨和半月板的接触应力和接触面积,股骨内外翻倾角以及位移变化情况。在1 kN压缩载荷和134 N抽屉力作用下,股骨软骨、内外侧半月板和内外侧胫骨软骨的接触应力峰值分别为4.47、3.25、2.83、2.70、2.53 MPa,Von Mises应力峰值分别为2.22、2.44、2.25、2.07、1.64 MPa。股骨相对胫骨前向位移为4.19 mm。施加5、10、15 N∙m内翻和外翻力矩时,股骨内翻和外翻倾角分别为3.49°、4.48°、4.91°和3.22°、3.62°、4.01°。随着力矩的线性增大,膝关节各组成部分的应力呈非线性变化趋势。膝关节软骨、半月板和韧带的研究结果符合其生物力学特性,与前人数值分析和实验研究结果相一致,可为临床膝关节生理病理分析和治疗提供一定的理论依据。 展开更多

关键词 计算机断层扫描 磁共振成像 膝关节 生物力学特征 内外翻力矩 接触应力 六面体网格 有限元分析

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膝内外翻畸形时髋臼负重顶区的生物力学变化 被引量：3

6

作者 汤敏生 白波 +3 位作者 谢诗涓 龙浩 刘琦 陈艺 《中国组织工程研究》 CAS CSCD 2013年第17期3109-3116,共8页

背景:膝内、外翻畸形改变了膝关节的形态,除影响膝关节的功能外,还可能改变相邻关节髋关节的生物力学行为,也就是髋臼与股骨头之间的力学传导。目的:评价不同程度膝内、外翻畸形对髋臼负重顶区的生物力学影响。方法:取成年男性鲜尸体下... 背景:膝内、外翻畸形改变了膝关节的形态,除影响膝关节的功能外,还可能改变相邻关节髋关节的生物力学行为,也就是髋臼与股骨头之间的力学传导。目的:评价不同程度膝内、外翻畸形对髋臼负重顶区的生物力学影响。方法:取成年男性鲜尸体下肢标本3个,剔除附着的肌肉组织,保留骨膜、韧带及关节囊,通过胫骨高位截骨模拟不同程度的膝内外翻畸形。标本分为中立位组、膝内翻10°组、膝内翻20°组、膝外翻10°组和膝外翻20°组。实验中骨盆的位置选择单足站立中立位。标本通过生物力学试验机加载至50kg,采用压敏片技术测量髋臼顶负重区的负重面积、平均应力及峰值应力。结果与结论:髋臼顶区中立位时股胫关节面负重面积为(6.33±0.12)cm2,平均应力(3.62±0.33)MPa,峰值应力为(4.58±0.20)MPa。当膝内、外翻达10°时,髋臼顶区负重面积减少,平均应力及峰值应力有明显的增加,但差异无显著性意义(P>0.05);当膝内、外翻达20°时髋臼负重面积显著减少,平均应力峰值及应力显著增加,差异有非常显著性意义(P<0.01)。结果提示:随膝内、外翻畸形程度的不同,髋臼负重顶区的负重面积、峰值应力及平均应力也发生变化,当膝内、外翻达20°时,负重面积显著减少,平均应力峰值及应力显著增加,这可能是膝内外翻畸形造成髋骨关节炎的病因之一。因此临床上应重视对膝骨关节炎内、外翻畸形患者的早期干预。 展开更多

关键词 骨关节植入物 骨与关节生物力学 膝内翻 膝外翻 髋臼负重顶区 关节软骨 负重面积 生物力学 应力 省级基金

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计算机辅助膝关节内外翻畸形个体化矫形 被引量：2

7

作者 郝运 何金鹏 《CT理论与应用研究（中英文）》 2016年第4期393-401,共9页

目的：探讨计算机辅助膝关节内外翻畸形分析和精确矫形的新方法，评价计算机辅助技术在膝内外翻畸形治疗中的价值。方法：2010年9月至2013年9月共收治膝内外翻畸形患者14例16膝；膝内翻8例10膝，膝外翻 6 例 6膝。术前根据计算机辅助测... 目的：探讨计算机辅助膝关节内外翻畸形分析和精确矫形的新方法，评价计算机辅助技术在膝内外翻畸形治疗中的价值。方法：2010年9月至2013年9月共收治膝内外翻畸形患者14例16膝；膝内翻8例10膝，膝外翻 6 例 6膝。术前根据计算机辅助测量结果，选择合适的截骨部位、截骨角度，通过 e-PAC 2000影像工作站设计个性化辅助截骨模板，最后采用计算机模拟设计膝关节内外翻畸形的精确截骨和矫形的手术过程，术中根据计算机辅助模拟的手术方案截骨矫形，HSS 评分标准评定术前术后的膝关节功能，术后复用 e-PAC2000影像工作站评价矫形效果。结果：所有患者均得到随访，随访时间3～12个月，术后早期复用 e-PAC 2000影像工作站证实：膝内外翻畸形完全矫正，下肢负重力线恢复正常。根据膝关节 HSS 评分标准：术前（52.6±13.1）分，术后（86.2±8.9）分，传统方法组与计算机辅助矫形组相比，术后矫形效果确切。随访期间未发现有内固定失败，骨不愈合，膝内外翻复发，无神经血管损伤等并发症，其中1例患者术后2周出现感染，给予伤口清创及置管冲洗引流加换药治疗后好转，随访期间未发现骨不愈合。结论：采用计算机辅助膝内外翻分析和精确矫，将膝内外翻畸形的精确矫形提升到数字化水平，具有更精确，更可靠、更良好的治疗效果。 展开更多

关键词 膝内外翻畸形 截骨术 计算机辅助 个体化矫形

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小针刀治疗脑卒中后遗症踝内外翻的效果观察 被引量：1

8

作者 徐本磊 杨媛乐 +1 位作者 区瑞庆 吴焕转 《中国当代医药》 2015年第36期14-16,共3页

目的探讨小针刀治疗脑卒中后遗症踝内外翻的效果。方法选取2011年11月~2014年12月本院收治的50例脑卒中后遗症踝内外翻患者作为研究对象,随机分为观察组和对照组,各25例。对照组给予常规康复治疗,观察组在对照组的基础上配合小针刀进行... 目的探讨小针刀治疗脑卒中后遗症踝内外翻的效果。方法选取2011年11月~2014年12月本院收治的50例脑卒中后遗症踝内外翻患者作为研究对象,随机分为观察组和对照组,各25例。对照组给予常规康复治疗,观察组在对照组的基础上配合小针刀进行治疗,比较两组的总有效率、Barthel评分及不良反应发生率。结果观察组的总有效率显著高于对照组,差异有统计学意义（P〈0.05）。观察组治疗后的Barthel评分显著高于治疗前及对照组治疗后,差异有统计学意义（P〈0.05）。两组的不良反应发生率比较,差异无统计学意义（P〉0.05）。结论小针刀治疗脑卒中后遗症踝内外翻效果确切,可有效改善患者的踝关节活动度,提高生活质量,安全性高,值得临床推广使用。 展开更多

关键词 脑卒中 后遗症 踝内外翻 小针刀

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足枕的研制及临床应用 被引量：1

9

作者 李姣红 《护理实践与研究》 2009年第15期18-20,共3页

目的:探讨早期应用足枕在重型颅脑损伤或脑卒中后偏瘫病人对预防肢体继发障碍的效果。方法:选择重型颅脑损伤GCS评分≤8分或脑卒中后昏迷病人200例,随机分为两组。观察组100例,对观察组病人确诊后即应用自行研制的足枕并进行常规肢体功... 目的:探讨早期应用足枕在重型颅脑损伤或脑卒中后偏瘫病人对预防肢体继发障碍的效果。方法:选择重型颅脑损伤GCS评分≤8分或脑卒中后昏迷病人200例,随机分为两组。观察组100例,对观察组病人确诊后即应用自行研制的足枕并进行常规肢体功能锻炼;对照组100例,给予常规肢体功能锻炼的同时应用被褥、衣物、硬板、枕头等衬垫作为足枕。结果:追踪所有病人,对两组患者继发障碍进行比较,差异有统计学意义(P<0.05,P<0.01),对照组继发功能障碍发生率高。结论:对于重型颅脑损伤GCS评分≤8分或脑卒中后昏迷伴偏瘫病人,早期肢体功能锻炼加足枕能有效预防足下垂、足内外翻、肌腱萎缩等继发功能障碍,降低致残率,提升护理质量和提高患者康复后的日常生活能力。 展开更多

关键词 足枕 重型颅脑损伤 脑卒中 偏瘫 足下垂 足内外翻 肌腱萎缩

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人工全膝关节置换术中智能关节内应力测量系统与传统软组织平衡评估方法的比较研究 被引量：1

10

作者 唐浩 郭盛杰 +4 位作者 陈虹 杨德金 蒋毅 张春雨 周一新 《骨科临床与研究杂志》 2016年第1期28-33,38,共7页

目的探索新型智能应力测量系统与传统软组织平衡评估方法的相关性。方法采用一种新型的应力分布电子测量系统,在50例全膝关节置换术(TKA)中实时测量不同屈曲角度下关节内应力分布的变化,同时应用传统间隙测量和内外翻应力试验方法进行... 目的探索新型智能应力测量系统与传统软组织平衡评估方法的相关性。方法采用一种新型的应力分布电子测量系统,在50例全膝关节置换术(TKA)中实时测量不同屈曲角度下关节内应力分布的变化,同时应用传统间隙测量和内外翻应力试验方法进行软组织平衡的评估。采用秩相关分析方法分别分析内外侧应力差值与内外侧关节间隙宽度差值以及内外翻应力试验差值间的相关关系。结果膝关节在屈曲0°及90°位,内外侧应力分布差值与内外侧关节间隙测量差值的相关系数r_1=-0.727;在屈曲0°,30°,45°,60°,90°位,内外侧应力分布差值与内外翻应力试验差值的相关系数r_2=-0.671。结论关节内应力分布电子测量系统所测得的应力分布与传统软组织平衡的衡量方法相关性较好,并具有较后者更精确和测量状态更接近TKA术后膝关节真实生物力学环境等优势。 展开更多

关键词 关节成形术 置换 膝 生物力学 关节内应力测量 间隙测量法 内外翻应力试验法

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垫片后倾角对后交叉韧带保留型全膝置换术关节内应力分布的影响 被引量：1

11

作者 郭盛杰 唐浩 +2 位作者 蒋毅 杨德金 周一新 《中国矫形外科杂志》 CAS CSCD 北大核心 2018年第17期1609-1614,共6页

[目的]比较不同后倾及不对称后倾的聚乙烯垫片对于后交叉保留型全膝关节置换(CR-TKA)术关节内应力分布的影响。[方法]2016年1月~2017年8月在本中心行全膝关节置换患者共40例(40膝)纳入本研究,其中男性16例,女性24例。根据Vanguard CR-TK... [目的]比较不同后倾及不对称后倾的聚乙烯垫片对于后交叉保留型全膝关节置换(CR-TKA)术关节内应力分布的影响。[方法]2016年1月~2017年8月在本中心行全膝关节置换患者共40例(40膝)纳入本研究,其中男性16例,女性24例。根据Vanguard CR-TKA垫片的标准型(CR-TKA-SI)的外侧半与厚唇型(CR-TKA-LI)的内侧半,设计后倾不对称型聚乙烯垫片(CR-TKA-APSI)并制作三种垫片的智能试模,使用膝关节置换术中无线应力检测系统(WFMS)分别测量三种不同形态的垫片放入后膝关节内外侧间室的应力分布情况。[结果]术中关节内总应力分布:三种形态的垫片关节内总应力屈曲过程中均逐渐减小,0°~45°时三组间总应力差异无统计学意义(P>0.017),60°~120°时CR-TKA-LI组的关节内总应力显著高于CR-TKA-SI组与CR-TKA-APSI组(P<0.017)。术中关节内外侧间室应力分布:0°~45°三组间内侧间室占总应力比例无显著差异,屈曲60°~120°时CR-TKA-APSI组内侧间室应力占总应力百分比为41.68%~66.82%,显著高于CR-TKA-SI与CR-TKA-LI组。[结论]内外侧后倾角相同的垫片,在整体后倾角改变时,可以调整CR型全膝关节屈曲位的软组织总体张力情况,但不会显著改变内外侧关节应力分布比例;而内外侧不对称后倾的垫片可起到调节屈曲位关节内应力分布的作用。 展开更多

关键词 全膝关节置换术 垫片 后倾角 应力分布 内外翻应力试验法

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