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摘要
目的 建立内翻性踝关节炎有限元模型，并探究踝上截骨术中不同胫骨远端关节面正位角（tibial anterior surface angle,TAS）矫正模型的生物力学分析。方法 以1例左侧内翻性踝关节炎女性患者作为研究对象，Takakura-Tanaka踝关节炎分期为Ⅱ期，负重位X线片测量TAS 78°。基于踝关节CT扫描数据，采用Mimics21.0软件、Geomagic Wrap 2021、Solidworks 2017和Workbench 17.0软件建立内翻性踝关节炎模型（内翻模型，TAS 78°），并基于该模型模拟斜形开口截骨术建立不同TAS矫正模型[正常模型（TAS 89°）、外翻5°模型（TAS94°）和外翻10°模型（TAS 99°）]。在各模型胫骨表面施加290 N垂直向下压力，腓骨表面施加60 N垂直向下压力，计算Von Mises应力分布及应力峰值。结果 研究建立的正常TAS有限元模型基本符合足部力学情况。生物力学分析示，内翻模型最大应力出现在内侧胫距关节面和顶部胫距关节面偏内侧处，距腓关节面应力分布均匀；正常模型距腓关节面和胫距关节面应力分布较均匀，未见明显应力集中现象；外翻5°模型最大应力出现在距腓关节面偏后侧和顶部胫距关节面偏外侧处，内侧胫距关节面应力分布较均匀；外翻10°模型最大应力出现在距腓关节面偏后侧和顶部胫距关节面偏外侧处，内侧胫距关节面应力增加。结论 随着外翻增加，踝关节应力分布呈现外移及逐渐集中趋势。TAS矫正10°以内不会出现明显腓骨阻挡现象，但超过10°时随着TAS增加腓骨阻挡作用愈严重。
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单位同济大学; 同济医院
