全膝关节置换个体化患者右转步态的骨肌多体动力学仿真

• 作者: 李涤尘 王玲 陈瑱贤 靳忠民
• 来源期刊: 医用生物力学
• 学科: 医学
• 关键词: 人工膝关节 全膝关节置换 右转步态 骨肌多体动力学 接触力 肌肉活性
• 年，卷（期）: 2015,（5）
• 所属期刊栏目: 论著
• 页码范围: 397-403
• 页数: 7页
• 分类号: R318.01
• 字数: 4624字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3871/j.1004-7220.2015.05.397

摘要

目的 构建个体化患者全膝关节置换(total knee replacement,TKR)的骨肌多体力学模型,模拟患者下肢右转步态时体内膝关节的生物力学行为.方法 以1位具体患者的相关数据为材料,基于骨肌动力学仿真软件AnyBody及其依赖于力的运动学建模方法,建立与患者相对应的TKR下肢骨肌多体动力学模型,并对患者的右转步态进行模拟.通过逆动力学分析右转步态,同时预测患者膝关节接触力、关节运动、肌肉活性和韧带力.结果 模型预测的胫骨-股骨关节内、外侧接触力的均值均方根误差分别为285、164N,相关系数分别为0.95和0.61,预测的髌骨接触力均值最大值为250 N.模型预测的接触力和肌肉活性与患者实验测量结果基本一致.此外,模型预测的胫骨-股骨的伸展弯曲、内外旋和内外翻运动的均值分布范围分别为3°～47°、-3.4°～1.5°、0.2°～-1.5°,胫骨-股骨的前后、上下和内外侧平移的运动范围分别为2.6 ～9.0 mm、1.6～3.2 mm、4.2～5.2 mm.模型还预测了内、外侧旁系韧带力和后交叉韧带力,其最大值分别为190、108、108 N.结论 所开发的模型能够预测人工膝关节体内生物力学行为,为后续研究膝关节假体临床失效问题提供强有力的计算平台.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	李涤尘	西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室	322	3761	29.0	47.0
2	王玲	西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室	45	332	8.0	17.0
3	陈瑱贤	西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室	3	15	2.0	3.0