人體肘關(guān)節(jié)屈伸穩(wěn)定性的生物力學(xué)研究.pdf

1、近年來，因日?；顒?、劇烈的體育運動及創(chuàng)傷等導(dǎo)致的肘關(guān)節(jié)內(nèi)外側(cè)副韌帶、關(guān)節(jié)囊等損傷所引起的肘關(guān)節(jié)不穩(wěn)定的發(fā)生明顯增加。根據(jù)一些臨床實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)人在肘關(guān)節(jié)損傷恢復(fù)之后屈曲運動影響不大，但伸直運動卻受到嚴(yán)重阻礙，極大地影響了日常生活和工作。目前對于肘關(guān)節(jié)韌帶及關(guān)節(jié)囊的損傷機理和修復(fù)尚不清楚，因此構(gòu)建具有高仿真度的成人肘關(guān)節(jié)有限元模型，研究其在屈伸過程中相關(guān)結(jié)構(gòu)的生物力學(xué)特性，對減少和防護上肢損傷、維護肘關(guān)節(jié)功能的穩(wěn)定有重要的理論意義和

2、實際應(yīng)用價值。
　　本課題基于正常成人上肢CT掃描數(shù)據(jù)，應(yīng)用醫(yī)學(xué)影像處理軟件和逆向工程軟件，提取上肢幾何輪廓，構(gòu)建具有高仿真度的肘關(guān)節(jié)有限元模型（包括肱骨、尺骨和橈骨，肱骨遠端和尺、橈骨近端關(guān)節(jié)面軟骨，尺側(cè)副韌帶前束、后束和斜束以及橈側(cè)副韌帶）。對構(gòu)建的肘關(guān)節(jié)有限元模型進行有效性驗證。并對肘關(guān)節(jié)進行從中立90°位到0°位的屈伸仿真模擬運算，其分析基于以下兩種情況，正常情況:有尺側(cè)副韌帶前束、后束和斜束以及橈側(cè)副韌帶;損傷情況（韌帶

3、部分缺失）:(1)有尺側(cè)副韌帶后束、斜束以及橈側(cè)副韌帶，無前束;(2)有尺側(cè)副韌帶前束、斜束以及橈側(cè)副韌帶，無后束;(3)有尺側(cè)副韌帶前束、后束以及橈側(cè)副韌帶，無斜束;(4)有尺側(cè)副韌帶前束、后束以及斜束，無橈側(cè)副韌帶。將結(jié)果與以往的文獻資料進行對比分析，驗證模型的有效性;研究肘關(guān)節(jié)從中立90°位到0°位伸直運動的過程中，關(guān)節(jié)面軟骨和相關(guān)韌帶的應(yīng)力分布及大小變化情況。
　　對正常肘關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)面軟骨、尺側(cè)副韌帶和橈側(cè)副韌帶的應(yīng)力情況進

4、行分析，結(jié)果表明:本文構(gòu)建的肘關(guān)節(jié)三維有限元模型具有較高的有效性;肘關(guān)節(jié)從中立90°位到0°位伸直運動的過程中，接觸應(yīng)力最大的部位大都集中在尺骨滑車切跡突處，這與臨床上觀測大致相符;尺側(cè)副韌帶和橈側(cè)副韌帶所受應(yīng)力大都集中于起、止側(cè)部位，且在肘關(guān)節(jié)伸肘15°之前，橈側(cè)副韌帶起主要作用，伸肘角度超過15°之后起主要作用的是尺側(cè)副韌帶前束，其次是尺側(cè)副韌帶后束，最后是尺側(cè)副韌帶斜束。
　　本研究對臨床上由關(guān)節(jié)面軟骨磨損嚴(yán)重而導(dǎo)致的關(guān)節(jié)炎