基于流体力学的表面应力预测颈动脉斑块破裂的回归分析

目的探讨颈动脉斑块表面应力与斑块破裂的关系及预测价值。方法前瞻性收集2016年1月至2020年12月江苏大学附属宜兴医院收治的颈动脉粥样硬化斑块患者67例,所有患者在接受头颈部CT血管造影(CTA)后进行为期2年的随访,根据随访结果分为破裂组16例和未破裂组51例。以CTA图像构建血管三维模型并获得斑块形态学参数,应用计算流体力学量化斑块各部位的表面应力。比较2组患者各应力参数差异,用logistic回归分析颈动脉斑块破裂的独立影响因素,用ROC曲线分析斑块表面应力参数对斑块破裂的预测效能,用线性回归分析斑块表面应力参数的影响因素。结果与未破裂组比较,破裂组年龄、吸烟、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、斑块总体积、顶部表面应力和近端底部-顶部表面应力差(ΔPBTSS)显著升高(P<0.05,P<0.01)。多因素logistic回归分析显示,LDL-C(OR=1.855,95%CI:1.542~8.349,P=0.043)和ΔPBTSS(OR=1.041,95%CI:1.016~1.067,P=0.002)是斑块破裂的独立危险因素。ROC曲线分析显示,LDL-C和ΔPBTSS二者联合预测斑块破裂的曲线下面积为0.906(95%CI:0.819~0.992,P=0.000)。单因素线性回归分析显示,斑块垂直径(β=22.320,95%CI:10.607~34.033,P=0.000)、近端坡度(β=3.002,95%CI:1.188~4.815,P=0.002)与ΔPBTSS密切相关,且垂直径与近端坡度存在显著交互作用(β=4.117,95%CI:3.169~5.065,P=0.000)。结论斑块表面应力与斑块破裂密切相关,有助于预测颈动脉斑块破裂的发生。

关于应力张量分量和应力物理分量间的转换问题

本文提出了理想物理标架的新概念；在此基础上，导出由任意坐标系到理想物理标架的变换关系，得到从应力张量分量到应力物理分量的转换公式；并给出一个算例说明其正确性．

基于有限元模型研究椎骨错缝对颈椎病患者关节应力的影响

目的:应用颈椎三维有限元模型,探讨颈椎"椎骨错缝"对颈椎病患者关节和椎间盘应力的影响。方法:选取颈椎病患者,通过颈椎动静态触诊和X线判定发生"椎骨错缝"的患者1例(男,28岁),CT扫描C1-C7(层厚0.75mm),基于CT数据,应用特定三维有限元分析软件对椎骨错缝节段(C4-C6)进行三维有限元模型创建,基于本模型应用软件模拟临床手法矫正"错缝椎骨"C5,然后应用有限元分析软件计算和分析这一形变过程关节突关节和椎间盘的应力变化。结果:错缝节段C5对相邻节段C4,5、C5,6的椎间盘和关节突关节的应力均发生改变,且C5,6椎间盘和关节突关节的应力均明显大于C4,5椎间盘和关节突关节受到的应力。结论:"椎骨错缝"后易引起相应关节突关节和椎间盘的异常应力,而手法矫正"椎骨错缝"能有效改善异常应力分布。

人工髋关节不同材料假体对骨界面的应力分布研究

[目的]通过计算机三维有限元方法,了解在应力状态下不同材料的人工髋关节假体组合对骨界面的应力分布规律,从生物力学角度为人工髋关节的临床应用和设计制造提供有益的参考。[方法]采用三维有限元法对全髋置换前后进行单髋站立生物力学测试,分析假体植入前后股骨和髋臼总体的应力模式和植入后各种组合的假体对骨界面的应力分布规律。[结果]1、各种假体置换后等效应力(vonMises)峰值均位于假体远端相应股骨区域,但应力峰值有所下降,以股骨距区下降最为明显,遮挡率最大,而以弹性模量较钛合金低的CFR/PSF作为柄的股骨的相应区域的遮挡率较低。2、各种组合的假体对股骨界面的应力从近端至远端均呈逐渐增高趋势,而对于相同的柄比较而言,不管是金属-金属、陶瓷-陶瓷、陶瓷-聚乙烯还是金属-聚乙烯组合,其相应界面应力值无明显差别(P>0.05),但以CFR/PSF作为柄对股骨相应界面存在较高的应力。3、置换前在髋臼顶穹部存在较高应力,并逐渐向周围递减;置换后应力主要集中在髋臼的周边区域,但从髋臼顶部→后下→前下呈逐渐递减趋势;而在相同区域的不同组合其界面应力值无明显差别(P>0.05)。[结论]1、各种假体植入后均在股骨距处形成较高的应力遮挡,而用弹性模量较低的CFR/PSF作为柄,其股骨相应区域的应力遮挡率较低,但股骨相应界面应力较大,而界面应力过大是产生假体微动主要因素。2、股骨界面从近端至远端呈逐渐增高趋势的应力规律符合该假体的设计原理;相同假体柄的不同组合其股骨和髋臼相应界面应力值无明显差别,实验表明力学因素并不是选择假体组合的主要标准。

股骨上端表面压应力和折弯应力的生物力学研究

目的 ：实体测试股骨上端生物力学分布情况,了解骨质极限应力状态,为临床工作积累更多经验。方法 ：选择60例新鲜中国人尸体骨股,去除表面肌肉、韧带等组织,供体年龄36~72岁,平均56.4岁,其中男性41根,女性19根,随机分为两组,分别在力学专业实验室以专业设备进行压应力和折弯应力的力学测试,搜集单位应力下各测点的受力值。结果：股骨上端耐受压应力的能力较耐受折弯应力强,压应力主要受力区域为股骨颈基底部内外侧和小粗隆截面内侧;折弯应力主要受力区域为股骨颈基底后侧以及小粗隆截面后侧。主要受力区域有较强的骨质强度,目前主流的粗隆骨折内固定物和人工股骨柄均以此为生物力学基础设计。结论：本研究结果显示的数据未查到既往文献报道,可以为内固定物和股骨柄改进提供资料。临床上需要针对试验结果选择合适的骨折内固定和人工股骨柄,更完善的数据结果需要远期深入的研究。

有限元研究肌肉力对胸腰椎节段椎体应力的影响

目的研究胸腰椎节段(T12-L1-L2)屈曲过程中躯干肌肉力的大小及其对椎体应力的影响。方法建立T12-L1-L2节段三维有限元模型,体外生物力学实验资料验证模型有效性。以轴向随动载荷代替节段间局部肌肉力作用。分别在T12-L1-L2节段屈曲0°、5°、10°、15°时,模拟上身重力(260N)、竖脊肌力以及随动载荷(0、100、200N)作用,观察竖脊肌力、椎体表面von Mises应力变化。结果随着T12-L1-L2节段屈曲角度增大,竖脊肌力和椎体表面von Mises应力随之逐渐增大,而随动载荷对椎体表面von Mises应力影响不明显。如果忽略所有肌肉力作用,模型在纯弯矩作用下屈曲相同角度,椎体表面von Mises应力明显降低。结论脊柱生物力学研究不能忽视周围肌肉力的作用,屈曲角度和背侧肌肉力对椎体应力有明显影响。

站立位时跟距骨应力分布的三维有限元研究

站立位是人体最常见的体位之一.本研究试图通过三维有限元的方法研究站立位时跟距骨在承载和传导躯体载荷时的生物力学特点.

颈椎定位旋转扳法对不同曲度颈椎内部结构应力的影响

目的:观察颈椎定位旋转扳法对不同曲度颈椎内部结构应力的影响。方法:基于可靠的正常颈椎有限元模型(正常模型),结合1例颈椎曲度变直患者和1例颈椎反弓患者的颈椎CT图像,建立曲度变直颈椎有限元模型(变直模型)和反弓颈椎有限元模型(反弓模型)。模拟右侧颈椎定位旋转扳法,分别加载于正常模型、变直模型和反弓模型,观察3种模型椎间盘、韧带、关节软骨和终板的应力特征。结果:(1)颈椎椎间盘应力分布。正常模型椎间盘应力主要集中于C_(6~7)和C_7T_1椎间盘右侧纤维环,变直模型椎间盘应力主要集中于C_(2~3)椎间盘左侧纤维环,反弓模型椎间盘应力主要集中于C_(2~3)、C_(3~4)、C_(4~5)椎间盘右侧纤维环;3种模型椎间盘最高应力均集中于下段颈椎椎间盘纤维环,其中正常模型最高应力集中于C_6~C_7右侧钩椎关节处,变直模型和反弓模型最高应力集中区域分别为C_7~T_1左侧钩椎关节处和C_5~C_6左侧钩椎关节处;反弓模型椎间盘最高应力值最大,变直模型次之,正常模型最小。(2)颈椎主要韧带应力分布。正常模型韧带应力主要集中于C_2~C_3、C_3~C_4、C_4~C_5双侧关节囊韧带及横韧带,最高应力集中于C_3~C_4右侧关节囊韧带;变直模型韧带应力主要集中于寰枕后韧带、前纵韧带(寰枕节段)、横韧带,最高应力集中于齿突尖韧带;反弓模型韧带应力主要集中于下颈段右侧关节囊韧带、上颈段左侧关节囊韧带、横韧带,最高应力集中于寰枕后韧带。(3)颈椎关节软骨应力分布。3种模型关节软骨应力均主要集中于寰枕关节两侧,最高应力均集中于寰枢关节软骨,正常模型和反弓模型应力主要集中区域、最高应力集中区域位于右侧,变直模型应力主要集中区域、最高应力集中区域位于左侧;反弓模型关节软骨最高应力值最大,变直模型次之,正常模型最小。(4)颈椎终板应力分布。正常模型、变直模型、反弓模型终板应力主要集中部位分别为C_2下终板、C_3下终板和C_4上终板;正常模型终板最高应力集中于C_3上终板左前部,变直模型和反弓模型终板最高应力均集中于C_3上终板后部。结论:在颈椎定位旋转扳法作用下,不同曲度颈椎内部结构应力集中部位及大小均不同。

颈椎单节椎体平移错缝对颈椎主要结构应力影响的有限元分析

目的:探讨颈椎单节椎体平移错缝对颈椎主要结构应力的影响。方法:选取1名无颈部病变的健康志愿者,采用GE 64层螺旋CT机对该志愿者进行层厚0.625 mm的螺旋扫描及断层图像处理,扫描范围为颅底至C 7椎体下缘。基于CT扫描数据,应用三维有限元建模处理软件建立正常颈椎三维有限元模型,并对模型进行有效性验证。基于建立的正常颈椎三维有限元模型,通过对各特定节段椎体分别进行平移运动(位移1.5 mm,不超过椎间盘1/4),模拟颈椎单节椎体平移错缝,获得颈椎单节椎体平移错缝三维有限元模型。基于Abaqus6.10有限元分析软件观察颈椎单节椎体平移错缝对椎动脉、脊髓、关节突关节、椎间盘等颈椎主要结构应力的影响。结果:①正常颈椎三维有限元模型验证结果。本研究所建立的正常颈椎三维有限元模型涉及744628个单元、248212个节点;模型外观逼真,包含了颈椎椎体、椎板、棘突、横突、关节突、椎间盘、椎动脉、脊髓、韧带等重要解剖结构。模型具有良好的活动度,其前屈、后伸、侧屈、旋转活动度与经典文献报道的数据基本一致。②颈椎单节椎体平移错缝对颈椎主要结构应力的影响。颈椎单节椎体平移错缝会对椎动脉、脊髓、关节突关节及椎间盘的应力产生影响。C 2平移错缝时椎动脉增加的应力最大(42.81 Pa),C 6次之(30.62 Pa),C 5最小(21.19 Pa)。C 6平移错缝时脊髓增加的应力最大(32.12 Pa),C 5次之(30.46 Pa),C 1最小(5.59 Pa)。颈椎单节椎体平移错缝会对其上、下位关节突关节及椎间盘的应力产生影响,其下位关节突关节和椎间盘的应力大于上位关节突关节和椎间盘的应力。结论:颈椎单节椎体平移错缝后,椎动脉、脊髓、关节突关节及椎间盘等颈椎主要结构的应力均会受到影响。

模拟髋关节置换后股骨假体应力松弛的力学特性分析

背景:以往髋关节与髋关节置换生物力学研究多以假体置入后压缩、弯曲、扭转力学性能与假体置入后三维有限元力学分析居多,关于模拟假体置换股骨置入不同假体后的应力松弛特性研究鲜有报道。目的:通过模拟髋关节置换后股骨的应力松弛实验,从流变学角度对临床髋关节置换后2种人工假体进行对比分析,为临床提供应力松弛特性参数。方法:随机取8个股骨标本作为传统型假体置入组,将标本分别固定于操作平台上,于小转子上方1.5 cm处至股骨颈外侧大转子底部截骨,去掉股骨头和大部分股骨颈,挖除股骨截面远端的松质骨,由大转子侧向远端通髓腔,确定髓腔位置,用髓腔锤扩髓,清除内部的碎屑;另取8个股骨标本作为保留股骨颈解剖型假体置入组。分别将2组标本置于试验机工作台上以50%/min的应变增加速度进行实验,设定时间7 200 s,采集100个数据。结果与结论:(1)已有报道正常股骨7 200 s应力松弛量为0.384 MPa,保留股骨颈解剖型假体组和传统型假体组7 200 s应力松弛量分别为0.379 MPa和0.362 MPa,保留股骨颈解剖型假体固定组7 200 s应力松弛量大于传统假体固定组,差异有显著性意义(P<0.05);(2)得出了2组标本的应力松弛数据,采用三参数模型建立了应力松弛方程,更有利于阐明不同假体置入股骨后的应力松弛特性;(3)结果表明,保留股骨颈假体固定组和传统假体固定组具有不同的应力松弛力学特性;保留股骨颈解剖型假体由于保留了股骨颈,对应力松弛力学特性影响较小。

有限元法分析不同负荷下髋臼区的应力分布

背景:髋骨形状不规则,解剖结构复杂,难以测量其应力分布及传导过程。目的:基于CT数据,建立髋骨、股骨上段三维有限元模型,分析正立位下加载不同负荷时髋臼区的应力分布与传递特点,探索髋骨骨折的力学机制。方法:选择1名成年健康男性进行髋部CT扫描,获得影像数据,将数据导入Mimics 14.0,建立髋骨、股骨上段的三维模型;再经过划分网格、赋材质、转化为有限元模型,利用有限元分析软件Ansys 13.0计算负荷300,600,900,1 200 N时,髋臼前壁、髋臼顶部、髋臼后壁的应力分布,髋臼各区应力值及髋臼单元的位移变化。结果与结论:(1)成功建立了髋骨和股骨的三维模型,包括284 183个结点、160 665个单元;(2)髋臼区应力分布特点:正立位各负荷下,应力最大值位于髋臼顶部后上方区域,后壁次之,前壁最小;应力经4条途径传递:经髋臼顶部向临近髂骨、沿骨盆界线向骶髂关节、向髋臼窝内传导、沿耻骨支方向传导;随加载负荷的增大,应力值增大,传导距离变远,髋臼单元应变量增大;(3)结果提示,基于CT数据应用Mimics 14.0软件建立的髋臼区三维模型仿真性高,可行有限元试验分析其不同负荷下的应力分布,为髋关节人工假体的设计提供指导数据。

周期性单轴牵张应力对大鼠前软骨干细胞相关增殖基因的影响

目的观察周期性单轴牵张应力对大鼠前软骨干细胞增殖相关基因的影响。方法采用四点弯曲应力仪分别以2 000μstrain和4 000μstrain的牵张力刺激前软骨干细胞1 h,并设空白对照组,荧光定量PCR检测相关增殖基因PCNA和Cyclin D1的表达情况,并用免疫荧光检测力学激前后Ki67阳性细胞的表达情况。结果 2 000μstrain刺激组细胞表达PCNA以及CyclinD1较对照组高(P<0.05),免疫荧光检测提示2 000μstrain刺激组的细胞核内Ki67表达较对照组明显增多;而4 000μstrain刺激组细胞PCNA的表达与对照组相比明显降低(P<0.05),而Cyclin D1降低不明显(P>0.05)。结论适宜的周期性单轴牵张力能引起大鼠前软骨干细胞相关增殖基因的表达增加。

CT评价跆拳道足部应力对足弓形态的影响

目的观察跆拳道运动员足部应力对足弓形态的影响,为运动损伤康复影像解剖学和人类学提供依据。资料与方法选择10名高水平跆拳道运动员作为跆拳道组,10名普通在校生作为对照组,均为男性。采用64层螺旋CT扫描受试者足部,三维重建后测量足内外侧纵弓角度、高度(足背高、弓高)、高度/长度、内外侧纵弓高度比、前弓角及后弓角。结果与对照组相比,跆拳道组右足(进攻足)外侧纵弓角、内/外侧纵弓高度比均明显增大(P<0.05、P<0.01),外侧纵弓高度、外侧纵弓高度/长度、前弓角和后弓角均明显减小(P<0.01、P<0.001、P<0.01、P<0.01)。两组内侧纵弓角、高度、高度/长度和足背高度均无显著改变(P>0.05),跆拳道组右足与左足之间内、外侧纵弓角、高度、高度/长度及足背高度、前弓角、后弓角、内外侧纵弓高度比均无显著差异(P>0.05)。结论足部长期经受跆拳道运动应力可以使足弓形态发生特异性和适应性改变,表现为外侧足纵弓呈现下降趋势,并有足内翻倾向,以右足(进攻足)最为明显。

稻谷热湿梯度场物理参数及裂纹机理的研究进展

对稻谷裂纹产生机理的几种理论进行了比较分析,简述了测定热湿应力场物理参数、确定玻璃化转变温度以及含水率与应力场相互关系的实验方法,在此基础上,指出了结合损伤力学与玻璃化转变理论量化稻谷裂纹的产生的新方法。

股骨转子间骨折不同固定方式影响股骨近端应力的有限元分析

背景:股骨转子间骨折髓内与髓外固定方式的力学特点一直是有限元研究的热点,但国内对于股骨近端张力及压力侧对比研究较少。课题组研究发现,股骨近端应力带的分布是研究骨折及内固定设计与使用的重要依据。目的:探讨股骨转子间骨折采用髓内及髓外固定对股骨近端压力侧及张力侧的应力影响。方法:通过对志愿者股骨CT扫描,Mimics建模,模拟EvansⅠ型股骨转子间骨折,分别采用股骨近端防旋髓内钉及动力髋螺钉固定,模拟双下肢负重时股骨近端的应力状况,运用Abaqus 6.13有限元分析软件进行计算,并对不同固定方式下股骨近端、固定器械压力侧及张力侧的应力进行分析。结果与结论:(1)股骨近端防旋髓内钉组压力侧及张力侧的应力均小于动力髋螺钉组,股骨近端防旋髓内钉固定后股骨近端的应力更加趋向于生理状态;(2)结果提示,股骨转子间骨折髓内固定较髓外固定具有更好的力学优势,髓内固定有利于股骨近端压力侧及张力侧的保护。

用于骨科应力遮挡效应研究的带骨痂有限元模型设计

目的设计带骨痂有限元模型,为骨科应力遮挡效应研究提供有效方法。方法采集正常胫骨CT扫描DICOM数据,应用Catia软件建立胫骨上段几何模型,用Solidworks软件切割出模拟骨折线,并在骨折端用计算机辅助设计(computer assisted design,CAD)制图软件导入骨痂模型,再用特征建模方法导入内固定模型,对模型进行力学有限元分析,得出不同工况和内固定方式下的骨痂应力情况,根据应力遮挡率计算公式计算应力遮挡率。结果加压固定导致的应力摭挡率为1.46%,锁定固定为0.42%,减少1个锁钉的锁定固定为0.33%,减少2个锁钉的锁定固定为0.06%。结论带骨痂有限元模型可以模拟不同条件对应力遮挡效应的影响,不同内固定方式或工况条件下应用有限元分析软件可精确计算应力遮挡率。与加压固定相比,锁定固定方法的应力遮挡率较低。

应力在肌腱愈合中的作用

背景:肌腱在体内作为承受机械负荷的组织,具有独特的生物力学特点,对其施加不同的应力时会改变它的结构和生物学反应,因此,适当的应力刺激对肌腱生长及愈合是必要的。目的:全面了解损伤肌腱的愈合过程及生物力学属性,明确应力在肌腱愈合过程中作用的研究进展。方法:电子检索中国生物医学文献数据库和计算机Pub Med数据库1967年1月至2014年12月收录的应力对于肌腱愈合影响的相关综述和论文报告,并从微观和宏观层面进行分析应力在损伤肌腱愈合过程中的作用。结果与结论:共纳入应力在肌腱愈合中的作用相关文献59篇。肌腱是对应力敏感的组织,对其施加不同的应力时会改变它的结构和生物学反应。适当的应力刺激对肌腱生长及愈合是必要的。如何在最低(引起异化作用)和最高应力负荷(会引起微创)之间达到一个很好的平衡是临床肌腱损伤愈合的难题。目前绝大多数肌腱损伤区域是以胶原为主要成分的纤维瘢痕组织愈合,肌腱损伤的治疗仍然是临床医生所面临的巨大挑战。

植入人工腰椎间盘后小关节应力分布的有限元分析(英文)

背景:目前所使用的人工椎间盘结构、材料特性及生物学特性等与正常生理的椎间盘有着很大区别,因此,人工椎间盘植入后相应脊柱节段的应力传导将发生一定的变化。目的:通过三维有限元的方法研究正常椎间盘、髓核摘除、人工腰椎间盘三组小关节的应力分布,探讨人工腰椎间盘植入对小关节应力分布的影响。设计:观察对比实验。单位:中山大学附属第三医院骨科、附属第二医院骨科及南方医科大学生物力学实验室。对象:以健康人意外死亡的无任何脊柱疾患的脊柱标本(家属志愿捐献)建立起脊柱运动节段的有关正常椎间盘、人工椎间盘、髓核摘除的三种三维有限元模型作为实验对象。方法:利用有限元软件MSC.MARK,建立正常椎间盘模型,高度为10.00mm,横截面积1300.00mm2,髓核横截面积495.80mm2;髓核摘除模型,将髓核内压取值为零;人工腰椎间盘及L4-5运动节段的三维模型,小关节高度10.53mm,宽度13.37mm,关节面面积135.00mm2。然后模拟腰椎节段的运动,进行小关节应力分布的比较研究。主要观察指标:上述三种椎间盘的运动节段模型在6种运动状态下小关节应力大小的比较。结果:髓核摘除组小关节的上边缘部、后中部、下边缘部和前中部在前屈、后伸、压缩、侧屈、旋转状态应力最大,人工腰椎间盘组的小关节的应力比正常椎间盘高,但明显小于髓核摘除组,但正中部在旋转状态下,人工腰椎间盘小关节的中心部位承受的应力最大。结论:人工腰椎间盘植入后与髓核摘除组相比可降低小关节的应力,但仍高于正常的腰椎间盘组;人工腰椎间盘组的抗旋转能力明显低于正常腰椎间盘组和髓核摘除术后组,由此可见,目前的人工腰椎间盘具有腰椎间盘大部分的力学功能,与真正的腰椎间盘仍有差别。

弯曲应力作用下兔胫骨骨干皮质骨的骨重建方式

背景:骨所承受的应力变化是骨重建的重要刺激源。目前应力与骨重建关系的研究集中在轴向应力对骨重建的影响,而对弯曲应力环境下的骨重建模式缺乏研究。目的:观察在长期弯曲应力作用下生长期兔胫骨骨干皮质骨骨重建的方式。方法:在兔左胫骨近端内侧骨骺线远侧0.5 cm处开一直径2.5 mm骨窗,用冰盐水将兔胫骨及记忆合金片降温,降温后将记忆合金片拉直后经骨窗置入胫骨髓腔。记忆合金置入方向:使其复温后两端抵在外侧骨皮质上,弧形顶点抵向内侧骨皮质,缝合伤口。通过胫骨髓腔内置入的形状记忆合金片,给予兔胫骨骨干内部施加持续弯曲应力,观察胫骨骨干皮质骨在长期弯曲应力环境下骨重建的模式。结果与结论:在6个月持续弯曲应力作用下,兔胫骨骨干张应力侧骨皮质变薄,压应力侧骨皮质增厚,胫骨未观察到明显弯曲形变,压力侧骨皮质增厚程度与胫骨上的应力分布有关。结构完整的胫骨对弯曲应力表现出一种内在的"抗性",说明无骨折长骨骨干部分基本上不具备力线矫正潜力。实验结果提示,弯曲应力下兔胫骨骨干皮质骨骨重建模型创伤小,应力可控,不影响骨的生长和代谢,不限制实验动物活动,更符合生理状态,是一个理想的骨重建动物模型。

单髁置换与全膝置换:假体接触表面的应力分析

背景:单髁置换相比全膝置换具有微创优势,但相对于全膝置换金标准,单髁置换生存率仍存争议。目的:参数化建立人工单髁置换与全膝置换三维有限元模型,对比分析两者假体接触表面的应力变化。方法:选择1例单侧行人工单髁置换、对侧行人工全膝置换的志愿者,置换前采用3D CT扫描膝关节,通过三维软件建立膝关节模型,然后通过参数化软件设计与膝关节模型相匹配的关节假体,建立膝关节单髁置换与全膝置换三维模型,最后通过有限元分析软件模拟膝关节在站立和水平行走情况下,膝关节屈曲度分别为0°,10°,30°,60°时内髁的最大等效应力,并进行比较分析。结果与结论:在模拟站立位时,单髁置换假体与全膝置换假体0°,10°时最大等效应力差异无显著性意义(P>0.05),模拟30°,60°时单髁置换假体最大等效应力分别高于全膝置换假体15.01%,6.08%,差异有显著性意义(P<0.05)。模拟水平行走时,模拟0°,10°,30°,60°时单髁置换假体最大等效应力分别高于全膝置换假体5.45%,6.65%,6.67%,9.01%,差异有显著性意义(P<0.05)。提示单髁置换假体与全膝置换假体水平位元件对聚乙烯垫片磨损无实际意义,但在水平运动时,单髁置换假体聚乙烯垫片磨损可能高于全膝置换假体,可为临床进一步提供指导意义。