足部有限元模型模拟碾压伤的生物力学分析

• 作者: 任国山 周宇宁 张宏 杨东浩 范雅丽 闫占平
• 来源期刊: 中国组织工程研究
• 学科: 医学
• 关键词: 足部 跗跖关节 三维有限元 模拟碾压伤 生物力学 应力集中 跖骨应力 跗跖关节损伤
• 年，卷（期）: 2019,（12）
• 所属期刊栏目: 骨关节生物力学
• 页码范围: 1903-1907
• 页数: 5页
• 分类号: R445.3
• 字数: 4554字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.2095-4344.1118

摘要

背景:利用已建立的足部有限元数字模型,仿真模拟碾压工况下足骨的力学分布及损伤.目的:对足部三维有限元数字模型进行模拟碾压伤有限元力学分析,探讨有限元方法进行人足受力与损伤研究的新技术.方法:对1名健康女性志愿者足部(足尖至胫骨远端、腓骨远端在内的所有骨及关节)行螺旋CT扫描,将三维重建软件生成的足部三维数字模型导入有限元软件ANSYS 13.0中处理生成有限元模型.对受力面加载100,200,500,1000 N的压力,模拟压力缓慢作用于足背.经有限元力学计算步骤,对其进行模拟碾压伤有限元生物力学计算分析.结果与结论:①计算结果显示在碾压力作用下,随着压力的增加,足骨所产生的应力普遍升高,应力最大值均出现在足跟前内侧;②跖骨中应力主要集中在第一、二、三跖骨;③在跗骨中的应力主要集中在跗骨与跖骨、各跗骨之间的关节处;④随着压力的增加,应力逐渐向跗跖关节内侧集中,内侧楔骨应力较其余跗骨大;⑤经过模拟碾压伤情况下跗跖关节有限元应力分析,得出碾压伤情况下应力最大并集中部位,与临床跗跖关节损伤病人的骨折多发部位一致,间接证实了有限元模型的可靠性,可以为跗跖关节损伤研究提供数字化平台.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	任国山	河北医科大学解剖教研室	47	194	8.0	11.0
2	周宇宁	河北医科大学解剖教研室	5	21	2.0	4.0
3	杨东浩	石家庄医学高等专科学校解剖教研室	6	2	1.0	1.0
4	张宏	石家庄医学高等专科学校解剖教研室	21	40	3.0	6.0
5	范雅丽	石家庄医学高等专科学校解剖教研室	13	9	1.0	3.0
6	闫占平	石家庄医学高等专科学校解剖教研室	5	29	2.0	5.0