人體膝關節(jié)TKA后關節(jié)線高度對人工膝生物力學特性影響的仿真分析.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、本文以國家自然科學基金“高屈曲人工膝關節(jié)的高屈曲穩(wěn)定性機制研究(31370999)”為支撐,研究人體膝關節(jié)TKA后關節(jié)線高度對人工膝力學特性影響。
  分析人體膝關節(jié)全膝關節(jié)置換術(TKA)后關節(jié)線高度對人工髕股和脛股關節(jié)力學特性的影響,確定TKA后合適的關節(jié)線高度變化范圍,為臨床研究提供幫助。
  利用CT和磁共振圖像掃描獲得膝關節(jié)相關數(shù)據(jù),從而建立全膝關節(jié)三維幾何模型,模擬TKA手術,并結合文獻研究數(shù)據(jù),定義膝關節(jié)各骨組

2、織及軟組織的材料屬性、相應載荷、邊界條件等。以正常膝關節(jié)線為標準零位,并以高度每變化1mm為一組,在關節(jié)線高度范圍-4mm~+6mm內,共建立11組TKA后有限元模型。對負重狀態(tài)下的膝關節(jié)下蹲運動過程進行動態(tài)有限元分析,分析TKA后人工膝關節(jié)線高度變化對髕股關節(jié)、脛股關節(jié)力學特性的影響。
  在整個下蹲運動過程中,脛股和髕股關節(jié)的接觸應力的整體趨勢隨屈曲角度的增加而增加。通過分析其運動趨勢可知,對于人工髕股關節(jié)和脛股關節(jié),TKA后

3、合適的關節(jié)線高度變化區(qū)間分別為-1mm~+3mm和-1mm~+5mm。當膝關節(jié)線高度高于這個范圍時,將導致髕股和脛股關節(jié)局部接觸應力幅值波動明顯,聚乙烯假體磨損加劇;當膝關節(jié)線高度低于這個范圍,將導致軟組織約束不足,增加脛股關節(jié)脫位的風險。
  當選擇的人工膝假體型號偏小時,臨床需要保持TKA后關節(jié)線高度變化位于-1mm~+3mm的區(qū)間,以便降低局部應力峰值,延長超高分子聚乙烯假體的壽命,維持軟組織鎖緊機制,降低脛股關節(jié)脫位的風險

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