后交叉韌帶斷裂對(duì)半月板生物力學(xué)影響的三維有限元分析.pdf

1、目的:1、建立包括后交叉韌帶(posterior cruciate ligament，PCL)和半月板及其他主要結(jié)構(gòu)在內(nèi)的人全膝關(guān)節(jié)三維有限元模型并驗(yàn)證其有效性;2、通過已驗(yàn)證的膝關(guān)節(jié)有限元模型探討后交叉韌帶完全斷裂后對(duì)半月板應(yīng)力的影響，明確后交叉韌帶完全斷裂前后半月板承受的應(yīng)力及其分布情況，為后交叉韌帶損傷早期重建和預(yù)防繼發(fā)半月板損傷退變甚至骨關(guān)節(jié)炎提供理論依據(jù)。
　　方法:1、選取一名正常男性志愿者的膝關(guān)節(jié)行CT和MRI掃描獲

2、取骨骼和軟組織的影像學(xué)數(shù)據(jù)，使用E-feature Biomedical Modeler有限元處理軟件建立正常膝關(guān)節(jié)三維有限元實(shí)體模型，定義邊界條件和材料屬性后將其導(dǎo)入ANSYS有限元分析軟件進(jìn)行有效性驗(yàn)證;2、設(shè)定加載條件，在模型上加載1150N垂直負(fù)荷條件下同時(shí)分別在脛骨加載134N后向負(fù)荷和5Nm外旋力矩，計(jì)算并記錄完整膝關(guān)節(jié)和去除后交叉韌帶膝關(guān)節(jié)模型中半月板峰值應(yīng)力變化情況和等效應(yīng)力分布云圖并進(jìn)行比較。
　　結(jié)果:1.成功

3、構(gòu)建了正常人膝關(guān)節(jié)三維有限元模型并通過了有效性驗(yàn)證，在模型上可以仿真模擬PCL完全斷裂;2.后交叉韌帶完全斷裂后，在1150N股骨軸向負(fù)荷和134N脛骨后向負(fù)荷加載下，內(nèi)側(cè)半月板峰值應(yīng)力增加19.79％，外側(cè)半月板增加33.41％;3.后交叉韌帶完全斷裂后，在1150N股骨軸向負(fù)荷和5Nm脛骨外旋力矩加載下，內(nèi)側(cè)半月板峰值應(yīng)力增加17.82％，外側(cè)半月板增加30.21％。
　　結(jié)論:1.利用CT、MRI數(shù)據(jù)和E-feature B