女性全身关节过度活动患者跳深着陆时膝关节应力分析

目的分析全身关节过度活动(generalized joint hypermobility,GJH)女性患者与健康女性在跳深着陆中膝关节软骨、半月板von Mises应力分布差异。方法采集女性GJH患者与女性健康受试者在跳深着陆缓冲阶段垂直地面反作用力(vertical ground reaction force,VGRF)峰值时刻的膝关节运动学与地面反作用力特征,通过逆动力学计算膝关节反作用力,并将膝关节沿股骨长轴方向的合力作为载荷;基于1名女性膝关节三维有限元模型,分别对2组受试者跳深着陆过程进行数值仿真,计算膝关节软骨与半月板von Mises应力及应力分布。结果在跳深着陆VGRF峰值时刻,GJH组和对照组膝关节屈曲、外翻角度具有统计学意义(P<0.05)。相比于对照组,GJH组膝关节屈曲角度降低、外翻角度增加;在跳深着陆中,GJH组膝关节内部承受应力更大且胫股关节内、外侧室负重区应力分布不均衡,其股骨软骨外侧髁外侧、外侧胫骨软骨前部/中部外侧以及外侧半月板前角、体部外侧缘为应力集中部位。结论女性GJH患者因膝关节活动范围增大、关节囊松弛,导致在跳跃类项目中膝关节稳定性降低、关节力线发生改变,从而使膝关节外侧软骨与半月板损伤风险增加;在跳跃运动中,GJH女性患者尤其要防止膝关节额状面力线改变造成膝关节的损伤。