中国矫形外科杂志

2017, v.25;No.424(14) 1303-1307

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前踝撞击征发生机制的生物力学有限元分析
A finite element analysis on biomechanical mechanism of anterior ankle impingement

徐志庆;刘云鹏;华国军;李坤;王星亮;

摘要(Abstract):

[目的]通过构建准确完整的全足三维有限元模型并进行应力分析,模拟后足踩地过程,以此探究前踝多发撞击的生物力学机制。[方法]在中立位无负重状态下,基于踝关节解剖结构,构建包括骨与足周围软组织及关节韧带的全足三维有限元模型,通过与既往研究结论相对比,验证有限元模型的准确性,并对模型设定边界条件、施加载荷进行应力分析,研究前踝在后足踩落地过程中的应力分布及位移情况。[结果]建立了包含28块骨性结构、56条韧带及足周围软组织的全足三维有限元模型,共219 599个节点,938 845个单元,模型具有较好的几何相似性。有限元分析的结果表明,随着足跟逐渐踩地,前踝始终为应力集中和位移最大的区域,距骨前外侧应力峰值从0.058 MPa增加到了0.225 MPa,距骨头的最大位移量从0.563 mm增加到了1.626 mm。[结论]在正常的落地过程中,前踝不仅应力值始终最大,而且位移量也始终最大,因此前踝关节容易发生撞击。

关键词(KeyWords): 踝关节;生物力学;有限元分析

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 南京军区重点课题(编号:14D04、10MA009)

作者(Author): 徐志庆;刘云鹏;华国军;李坤;王星亮;

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