人体足踝部有限元模型的建立及有效性分析

• 作者: 吴恺 杨茂伟 都承斐
• 来源期刊: 中国骨与关节外科
• 学科: 医学
• 关键词: 足 踝 生物力学 有限元分析
• 年，卷（期）: 2012,（4）
• 所属期刊栏目: 基础研究
• 页码范围: 352-356
• 分类号: R683|R318
• 字数: 3312字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-1439.2012.04.016

摘要

背景:传统的足踝部生物力学研究有其局限性,本文介绍一种足踝部有限元建模方法,使其具有高度的几何相似及物理相似.目的:探讨建立足踝部有限元模型的方法,为生物力学研究提供数字化仿真平台.方法:通过CT扫描1名男性志愿者踝关节获取足踝部影像学资料,将其输入Mimics软件重建骨骼和韧带,通过Geomagic处理并生成关节软骨后导入Ansys的Workbench模块,建立足踝部有限元模型,参考相关文献确定材料属性,划分网格,设置边界条件,模拟踝关节正常站立状态下受力,进行加载分析.结果:本研究建立了一个包含骨、软骨及韧带的足踝部有限元模型,相对客观地反映了人体足踝部的基本解剖结构和力学特性.模拟人体站立状态垂直加载600 N载荷于胫、腓骨下端的上截面,踝关节胫骨下关节面的接触应力主要分布在中部及前外侧,最大接触应力为3.74MPa,接触面积为335.5 mm2.踝关节周围四条主要韧带的位移(拉伸长度)中:胫跟韧带＞胫舟韧带＞跟腓韧带＞下胫腓联合前韧带.结论:本研究所建立的人体足踝部有限元模型经验证结果可靠,可进一步用于足踝部生物力学研究.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	杨茂伟	中国医科大学附属第一医院骨科	94	483	12.0	17.0
2	都承斐	北京航空航天大学生物与医学工程学院	6	24	3.0	4.0
3	吴恺	中国医科大学附属第一医院骨科	1	9	1.0	1.0