基于筋束骨理论铍针松解髌骨外侧支持带改善髌股关节应力集中的有限元分析

作者：陈彦飞; 鲁超; 赵勇^*; 成永忠; 乔锋; 侯成志; 辛颖; 刘广伟

来源：中国骨伤, 2021, 34(02): 126-130.

• 髌股关节
• 有限元分析
• 铍针
• 髌骨外侧支持带

目的:在筋束骨理论指导下,基于膝关节有限元模型研究铍针松解髌骨外侧支持带改善髌股关节应力集中的机制,阐释铍针松解术改变髌骨运行轨迹及降低髌股关节压力的生物力学机制。方法:获取1名正常男性(年龄29岁,身高171 cm,体重58 kg)膝关节CT资料,从膝关节的三维有限元模型构建入手,经几何重建、逆向工程、网格划分、材料赋值以及加载分析等步骤,建立筋、骨结构完整的膝关节有限元模型,加载条件设置为膝关节垂直加载500 N负荷,股四头肌腱承受平均值约为200 N的牵张应力,分别在有限元模型屈膝30°位和屈膝90°位状态,模拟铍针松解髌骨外侧支持带,对比研究不同屈膝状态下铍针干预对髌股关节应力集中的改善情况。结果:铍针松解髌骨外侧支持带后髌股关节和胫股关节的应力峰值较干预前均有所下降,分别为:(1)屈膝30°位,髌骨软骨下降0.498 MPa(下降9.06%),股骨滑车下降0.886 MPa(下降16.27%)。(2)屈膝90°位,髌骨软骨下降0.558 MPa(下降8.6%),股骨滑车下降0.607 MPa(下降9.94%)。结论:铍针松解髌骨外侧支持带可有效缓解髌股关节的应力集中并降低局部应力峰值,有利于改善髌骨的运动轨迹并使应力分布更加均匀。

• 单位
  西安交通大学; 中国中医科学院望京医院