基于有限元模型的踝关节生物力学分析
郭国新1
郭继涛1
李伟2
任国山2
1.石家庄市第三医院放射科,河北省,石家庄市,0500112.河北医科大学解剖教研室,河北省,石家庄市,050017
摘要：背景:有限元力学分析在生物力学领域广泛应用.目的:采用大型有限元软件ANSYS对踝关节三维有限元数字模型进行生物力学分析,探讨踝关节各组成骨的应力分布规律及其发生形变、位移情况.方法:把经MIMICS、Geomagic和ANSYS处理后生成的踝关节三维数字模型导入软件ANSYS中,经过约束条件、施加载荷、求解试算等阶段,对其各组成骨进行有限元分析.结果与结论:①静止直立位时,踝关节各组成骨最大应力区集中在内踝与距骨相关节处、胫骨远端关节面髁间线前部、胫骨中下段前缘皮质区及距骨滑车外侧部;最小应力区集中在外踝、胫骨远端内侧皮质区、距骨头、距骨颈;最大位移发生在距骨头,位移自下而上逐步减小;最小位移发生在胫骨、腓骨中下段1/3处.②高空坠落时,最大应力区集中在胫骨中下段前缘皮质区、距骨滑车前外侧、内踝内侧皮质区以及胫骨远端关节面髁间线前部.其中胫骨中下段应力集中区随着压力的增加,稍向内侧移位.距骨滑车外侧部最大应力集中区位置无明显变化,范围逐渐加大.最小应力区集中在外踝、胫骨远端关节面外侧部、距骨头、内踝的外侧皮质;随着压力不断加大,内踝外侧皮质的小应力蓝色区域范围逐渐减小;外踝逐渐出现应力稍大的淡蓝色区域,提示所受应力加大.最大位移发生的部位自距骨头向上,经距骨颈、胫距关节面到胫腓骨中下段逐渐减小,到胫腓骨中下段时减到最小.
关键词：踝关节数字模型有限元分析生物力学数字化影像医学
分类号：R318(医用一般科学)
资助基金：河北省卫生厅项目(20100152)
论文发表日期：2012-01-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：5( 3056-3060 )
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