期刊文献+
共找到12篇文章
< 1 >
每页显示 20 50 100
THREE-DIMENSIONAL FINITE ELEMENT SIMULATION OF TOTAL KNEE JOINT IN GAIT CYCLE 被引量:2
1
作者 Yuan Guo Xushu Zhang Weiyi Chen 《Acta Mechanica Solida Sinica》 SCIE EI 2009年第4期347-351,共5页
Based on CT scanning pictures from a volunteer's knee joint, a three-dimensional finite element model of the healthy human knee joint is constructed including complete femur, tibia, fibular, patellar and the main car... Based on CT scanning pictures from a volunteer's knee joint, a three-dimensional finite element model of the healthy human knee joint is constructed including complete femur, tibia, fibular, patellar and the main cartilage and ligaments. This model was validated using experimental and numerical results obtained from other authors. The pressure distribution of contact surfaces of knee joint are calculated and analyzed under the load action of ‘heel strike', ‘single limb stance' and ‘toe-off'. The results of the gait cycle are that the contact areas of medial cartilage are larger than that of lateral cartilage; the contact force and contact areas would grow larger with the load increasing; the pressure of lateral meniscus is steady, relative to the significant variation of peak pressure in medial meniscus; and the peak value of contact pressure on all components are usually found at about 4570 of the gait cycle. 展开更多
关键词 knee joint finite element simulation contact pressure biomechanics
下载PDF
外侧楔形鞋垫对足踝生物力学影响的有限元分析
2
作者 杜玮瑾 陈维毅 郭媛 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期469-475,共7页
目的 探究外侧楔形鞋垫对足踝内部组织(包括足骨、关节和韧带)的生物力学影响。方法 建立并验证足踝-鞋垫-地面三维有限元模型,探究步态3个关键瞬间赤足模型和鞋垫干预模型的足底压力分布、关节接触压力、跖骨及主要韧带的应力。结果 5&... 目的 探究外侧楔形鞋垫对足踝内部组织(包括足骨、关节和韧带)的生物力学影响。方法 建立并验证足踝-鞋垫-地面三维有限元模型,探究步态3个关键瞬间赤足模型和鞋垫干预模型的足底压力分布、关节接触压力、跖骨及主要韧带的应力。结果 5°外侧楔形鞋垫模型足底峰值压力比赤足模型减小65.8%。鞋垫干预使楔舟关节处峰值接触压力减小;距下关节处峰值接触压力和第4、5跖骨处峰值应力增大。结论 本研究量化评估了外侧楔形鞋垫对足踝各部分的生物力学影响,提出了可适当减小外侧楔形鞋垫第4、5跖骨处倾斜角度的设计建议。 展开更多
关键词 外侧楔形鞋垫 足底压力分布 关节接触压力 有限元分析 生物力学
下载PDF
Finite element analysis of tibio-femoral contact mechanics of a customised knee spacer
3
作者 Alex C.T.Choh Andy Yew +2 位作者 Seng Jin Yeo Desmond Y.R.Chong Shi-Lu Chia 《Biosurface and Biotribology》 EI 2022年第2期121-128,共8页
With one-third of patients having osteoarthritis predominantly in one compartment of the knee,unicompartmental knee spacers have been introduced as a less invasive alternative to total knee replacement.However,patient... With one-third of patients having osteoarthritis predominantly in one compartment of the knee,unicompartmental knee spacers have been introduced as a less invasive alternative to total knee replacement.However,patients with the knee spacer implanted were seen to have persistent pain,resulting in high revision rates.A static finite element model of the knee and its interaction with a knee spacer implant at full extension and 90°flexion was used to investigate the tibio-femoral contact mechanics of the knee joint after a knee spacer surgery.Three different knee spacer designs(contoured,flat and C-shaped)were modelled and prescribed with cobalt-chrome,ultra-high molecular polyethylene and polyurethane material properties.The results suggested that a softer spacer is generally preferred as this helps in the conformity of knee spacer to the condyle,effectively distributing the load subjected to the implant.Flat spacers that result in high stresses resulting from lower contact areas should be avoided. 展开更多
关键词 biomechanics contact pressure finite element analysis knee spacer
原文传递
全膝关节置换中胫骨假体旋转对髌股关节峰值接触压影响的有限元分析
4
作者 杨龙江 黄浩 +4 位作者 吕奇 杨子肖 钟超 蔡东峰 洪嵩 《遵义医科大学学报》 2023年第5期466-474,共9页
目的通过有限元分析方法,研究全膝关节置换术中胫骨假体在不同旋转角度放置时屈膝过程中的髌股关节峰值接触压的变化,以期为临床膝关节置换中胫骨假体旋转轴线的选择提供理论支撑。方法筛选1名健康志愿者,选取右侧膝关节CT、MRI扫描数... 目的通过有限元分析方法,研究全膝关节置换术中胫骨假体在不同旋转角度放置时屈膝过程中的髌股关节峰值接触压的变化,以期为临床膝关节置换中胫骨假体旋转轴线的选择提供理论支撑。方法筛选1名健康志愿者,选取右侧膝关节CT、MRI扫描数据建立自然膝关节三维模型。参照常规全膝关节置换术方法,将胫骨假体参考Akagi线分别外旋5°、10°和内旋5°、10°安装,股骨假体相对后髁连线外旋3°固定放置,得到5组膝关节的三维模型,建立膝关节的有限元模型,计算各模型组在屈膝0°、30°、60°、90°、120°时的髌股关节峰值接触压值。结果各模型组的髌股关节峰值接触压值均随膝关节屈曲加深而增大,所有TKA膝关节模型组的接触压值均高于自然膝关节组。在胫骨假体旋转模型组中,随着内旋或外旋转度数增加,髌股关节峰值接触压值均随之升高。结论在全膝关节置换术中,当胫骨假体参照Akagi轴放置时,5°及以上的内旋或外旋均会引起髌股关节接触压值的明显升高,因此我们建议术中应尽可能根据Akagi线放置胫骨假体,并高度警惕胫骨假体的内外旋转不良。另外还发现,胫骨假体外旋5°组与内旋5°组的髌股关节峰值接触压值较为接近,外旋10°组与内旋10°组也较为接近。 展开更多
关键词 全膝关节置换 髌股关节 有限元分析 胫骨假体 接触压值 生物力学
下载PDF
金属对金属人工髋关节边缘接触效应 被引量:4
5
作者 程倩 田波 +3 位作者 王元培 赵三星 陈晓明 王凤才 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 2011年第6期508-513,共6页
目的研究金属对金属人工髋关节不同行走姿态下的接触力学行为,特别是大幅度运动可能导致的边缘接触效应。方法建立球面共型接触的髋关节有限元模型,通过改变髋臼相对股骨头的倾斜状态和对股骨头施加恒定竖直方向载荷相结合,等效模拟分... 目的研究金属对金属人工髋关节不同行走姿态下的接触力学行为,特别是大幅度运动可能导致的边缘接触效应。方法建立球面共型接触的髋关节有限元模型,通过改变髋臼相对股骨头的倾斜状态和对股骨头施加恒定竖直方向载荷相结合,等效模拟分析人工髋关节不同行走姿态下的接触状态。结果髋臼相对股骨头倾角在小于约60°范围内增加时,其对应的最大接触压力呈下降趋势,接触面积有所增大;当倾角超过80°范围时,关节接触区域因靠近髋臼边缘,最大接触压力位置由初始接触点向髋臼倾斜方向移动了约6°~9°的位置,用以满足压力分布合力与外载荷的平衡,接触压力和分布范围有所增加。结论髋臼相对股骨头较大倾斜状态极易引起不同的边缘接触现象,置换人体髋关节产生的边缘接触问题需要引起临床外科和关节制造上的重视。 展开更多
关键词 人工髋关节 金属对金属 边缘接触 有限元法 接触压力 载荷 生物力学
下载PDF
基于ANSYS的人体膝关节半月板撕裂数值模拟 被引量:7
6
作者 朱水文 陈国平 彭伟 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期102-106,共5页
目的研究半月板在撕裂情况下膝关节应力、应变以及有效表面压力分布的情况。方法基于CT和MR扫描图像数据,使用软件Mimics和ANSYS,应用逆向工程原理建立膝关节的三维有限元模型(包括上、下膝盖骨和半月板),模型中处理忽略关节软骨和韧带... 目的研究半月板在撕裂情况下膝关节应力、应变以及有效表面压力分布的情况。方法基于CT和MR扫描图像数据,使用软件Mimics和ANSYS,应用逆向工程原理建立膝关节的三维有限元模型(包括上、下膝盖骨和半月板),模型中处理忽略关节软骨和韧带。分析和对比健康完整膝关节、内侧半月板"V"字形撕裂膝关节和半月板纵向撕裂膝关节3种模型在承受轴向载荷时的力学响应情况。结果在轴向载荷作用下,健康膝关节半月板要传递大部分压应力载荷,且这些载荷主要集中在半月板中部的横向侧,最大的接触压力出现在半月板中间部分的后方。半月板撕裂时,应力最大的部位出现在撕裂部位周边,且由于撕裂部位的存在,半月板的接触应力分布有显著变化。结论半月板撕裂对膝关节各部件的应力分布和峰值有很大影响,医生可根据半月板的撕裂形状,通过确定半月板上应力集中的位置,有效、准确地确定半月板撕裂患者最需要重点修复治疗的地方。 展开更多
关键词 膝关节 半月板 撕裂 接触应力 有限元分析
下载PDF
不同运动状态下国产人工膝关节接触压力分布有限元分析 被引量:8
7
作者 张绪树 郭媛 +1 位作者 安美文 陈维毅 《计算机辅助工程》 2013年第2期61-65,共5页
为研究力轴一致时不同运动对人工膝关节各组件接触压力的影响,拍摄下蹲、上楼梯和步行运动过程并解析得到运动学数据,基于国内厂家提供的图纸,建立人工膝关节的三维有限元模型,对其施加运动和载荷进行计算分析.结果表明:双腿直立时各组... 为研究力轴一致时不同运动对人工膝关节各组件接触压力的影响,拍摄下蹲、上楼梯和步行运动过程并解析得到运动学数据,基于国内厂家提供的图纸,建立人工膝关节的三维有限元模型,对其施加运动和载荷进行计算分析.结果表明:双腿直立时各组件上的接触压力峰值最小,而下蹲90°时股骨组件最大,下蹲120°时胫骨垫组件最大,上楼梯时各组件峰值介于下蹲90°和120°之间;步行过程中,单腿支撑、脚趾离地和脚跟着地时各组件的压力峰值依次降低.这表明该国产人工膝关节符合国人膝关节的解剖结构,内、外侧接触压力峰值适中且具有较大的接触面积,可以满足临床上的要求. 展开更多
关键词 人工膝关节 接触压力 下蹲 步行 三维有限元
下载PDF
基于CT和MRI膝关节有限元模型建立与不同载荷下生物力学特性分析 被引量:5
8
作者 杭声琪 张文韬 +4 位作者 王泰淇 任建澄 李富超 赵改平 马童 《中国医学物理学杂志》 CSCD 2021年第3期370-374,共5页
基于CT和MRI图像数据建立膝关节有限元模型,采用六面体网格对不同载荷系统下人体膝关节生物力学特性进行研究,并进行有效性验证。建立膝关节有限元模型包括:股骨、胫骨、髌骨、腓骨、股骨软骨、胫骨软骨、腓骨软骨、半月板、前后交叉韧... 基于CT和MRI图像数据建立膝关节有限元模型,采用六面体网格对不同载荷系统下人体膝关节生物力学特性进行研究,并进行有效性验证。建立膝关节有限元模型包括:股骨、胫骨、髌骨、腓骨、股骨软骨、胫骨软骨、腓骨软骨、半月板、前后交叉韧带、内外侧副韧带、髌韧带和股四头肌腱等。对膝关节施加1 kN轴向压缩载荷、134 N后向抽屉力和5、10、15 N∙m内翻力矩和外翻力矩,分析膝关节内软骨和半月板的接触应力和接触面积,股骨内外翻倾角以及位移变化情况。在1 kN压缩载荷和134 N抽屉力作用下,股骨软骨、内外侧半月板和内外侧胫骨软骨的接触应力峰值分别为4.47、3.25、2.83、2.70、2.53 MPa,Von Mises应力峰值分别为2.22、2.44、2.25、2.07、1.64 MPa。股骨相对胫骨前向位移为4.19 mm。施加5、10、15 N∙m内翻和外翻力矩时,股骨内翻和外翻倾角分别为3.49°、4.48°、4.91°和3.22°、3.62°、4.01°。随着力矩的线性增大,膝关节各组成部分的应力呈非线性变化趋势。膝关节软骨、半月板和韧带的研究结果符合其生物力学特性,与前人数值分析和实验研究结果相一致,可为临床膝关节生理病理分析和治疗提供一定的理论依据。 展开更多
关键词 计算机断层扫描 磁共振成像 膝关节 生物力学特征 内外翻力矩 接触应力 六面体网格 有限元分析
下载PDF
人体下肢生物力学仿真和实验的研究现状与发展趋势 被引量:3
9
作者 张雪玲 任武 +3 位作者 王淑婷 常金龙 李佳 胡彬彬 《生物医学工程研究》 2021年第4期448-454,共7页
人体的站立、行走及弹跳等机能主要依靠下肢肌肉骨骼系统来维持,下肢肌肉骨骼系统出现病变或发生损伤会影响人体的协调功能,进而影响人体的稳定性和安全性。下肢骨骼系统中关节易受到冲击造成骨折、炎症和老化,导致功能衰退,整体运动能... 人体的站立、行走及弹跳等机能主要依靠下肢肌肉骨骼系统来维持,下肢肌肉骨骼系统出现病变或发生损伤会影响人体的协调功能,进而影响人体的稳定性和安全性。下肢骨骼系统中关节易受到冲击造成骨折、炎症和老化,导致功能衰退,整体运动能力下降。本综述以人体下肢为研究对象,总结并重点阐述下肢关节的生物力学仿真和实验研究进展,对其发展趋势进行展望,为相关疾病的预防、临床治疗和康复提供理论参考。 展开更多
关键词 髋关节 膝关节 踝关节 生物力学 有限元仿真 实验
下载PDF
股骨假体材料对人工膝关节置换性能的影响 被引量:9
10
作者 贾巍 张满栋 +2 位作者 陈维毅 王晨艳 郭媛 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2021年第10期1477-1481,共5页
背景:股骨假体无菌松动是影响膝关节置换后寿命的重要问题之一,高分子聚乙烯衬垫磨损产生的颗粒和应力遮挡是引起这种松动的主要原因,均与股骨假体材料有关。目的:采用有限元法分析股骨假体材料对膝关节股骨远端应力和胫骨衬垫上接触压... 背景:股骨假体无菌松动是影响膝关节置换后寿命的重要问题之一,高分子聚乙烯衬垫磨损产生的颗粒和应力遮挡是引起这种松动的主要原因,均与股骨假体材料有关。目的:采用有限元法分析股骨假体材料对膝关节股骨远端应力和胫骨衬垫上接触压力的影响,方法:利用Abaqus有限元软件分别建立钛合金、钴铬合金、钛-羟基磷灰石功能梯度生物材料(FGBMⅠ)、钛-生物活性玻璃功能梯度生物材料(FGBMⅡ)4种材料的膝关节置换模型,赋予假体不同材料属性,研究股骨假体在不同材料下股骨中重要易损路径的应力分布情况和胫骨衬垫上的接触压力变化。结果与结论:①与钛合金和钴铬合金相比,功能梯度生物材料(FGBM)可明显增大股骨-假体界面处应力和股骨重要易损区域路径中的应力,其中以FGBMⅠ增加最显著;②接触压力云图显示,FGBMⅠ、FGBMⅡ假体在聚乙烯衬垫的最大应力比钴铬合金假体分别降低了20.41%和19.98%,比钛合金假体分别降低了20.07%和19.63%;③结果表明,功能梯度生物材料可在股骨远端产生更高的应力,同时在聚乙烯衬垫上产生更小的接触压力,减少应力遮挡和聚乙烯衬垫磨损,且FGBMⅠ功能梯度材料效果显著。 展开更多
关键词 假体 3D 生物材料 有限元 膝关节 无菌松动 接触压力 股骨假体
下载PDF
全膝关节置换过程中股骨假体旋转对髌股关节接触压影响的有限元分析 被引量:5
11
作者 黄浩 洪嵩 瓦庆德 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2022年第6期848-852,共5页
背景:髌股关节并发症是全膝关节置换后的常见并发症,置换中股骨假体旋转不良会影响髌股关节的一致性,引起髌股关节接触力及运动学的改变。目的:通过有限元分析方法,研究全膝关节置换中当股骨假体在不同旋转角度放置时屈膝过程中的髌股... 背景:髌股关节并发症是全膝关节置换后的常见并发症,置换中股骨假体旋转不良会影响髌股关节的一致性,引起髌股关节接触力及运动学的改变。目的:通过有限元分析方法,研究全膝关节置换中当股骨假体在不同旋转角度放置时屈膝过程中的髌股关节接触压变化。方法:根据志愿者右膝关节的CT、MRI数据,建立自然膝关节的三维模型。模拟全膝关节置换过程,股骨假体参照股骨外科上髁轴线(股骨内侧髁沟与股骨外侧髁最凸起点之间的连线)以3°为增量,从内旋6°至外旋9°安装(外旋3°、6°、9°,旋转0°,内旋3°、6°),而胫骨假体参考Akagi线(髌腱内侧缘与后交叉韧带止点中央的连线)旋转0°固定放置,建立全膝关节置换膝关节三维模型。将膝关节的三维模型进行网格划分,得到膝关节的有限元模型,并通过计算提取,获得各膝关节模型在屈膝过程中的髌股关节接触压。结果与结论:(1)所有模型的髌股关节接触压均随着膝关节屈曲加深而增高。股骨假体外旋3°组的髌股关节接触压均低于旋转0°组,当外旋大于3°时,随着假体外旋度数增加,髌股关节接触压增大。股骨假体内旋3°组和内旋6°组在屈膝过程中的髌股关节接触压明显高于其他组,且内旋6°组的接触压最高。(2)结果表明在全膝关节置换术中,当以上髁轴为股骨假体旋转的参考轴线时,外旋3°有可能减少髌股关节接触压,而过度的外旋股骨假体则可能导致髌股关节接触压的增大;置换中应避免股骨假体内旋,大于3°的内旋不良可能会导致髌股关节接触压明显增大,增加置换后膝前疼痛以及假体磨损的风险。 展开更多
关键词 膝关节 髌股关节 全膝关节置换 有限元 股骨假体 旋转对线 接触压 生物力学
下载PDF
不同偏移角度荷载下膝关节假体接触压力的有限元分析 被引量:3
12
作者 相昌鑫 纪斌平 +2 位作者 陈维毅 王长江 郭媛 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2019年第28期4522-4528,共7页
背景:人工膝关节置换后因为假体的失效部分患者的满意程度不高。造成膝关节假体早期失效的原因有高分子聚乙烯垫衬的早期磨损、假体松动与假体失稳,且均与假体的接触压力有关。目的:分析在步态过程中,载荷偏移角度对胫骨垫衬上接触压力... 背景:人工膝关节置换后因为假体的失效部分患者的满意程度不高。造成膝关节假体早期失效的原因有高分子聚乙烯垫衬的早期磨损、假体松动与假体失稳,且均与假体的接触压力有关。目的:分析在步态过程中,载荷偏移角度对胫骨垫衬上接触压力、面积和压力分布的影响。方法:将膝关节假体的模型导入到Abaqus 三维有限元软件中,将步态过程中的轴向载荷偏移0°,1°,2°,3°,4°,5°和6°形成7 种不同工况,研究不同工况下胫骨垫衬上的接触压力、面积与接触压力分布的变化。结果与结论:①在步态过程中,高分子聚乙烯垫衬上的接触压力随载荷偏移角度的增加而增加;②随轴向载荷向外侧偏移,胫骨垫衬与内侧髁的接触面积减少,与外侧髁的接触面积增大;③通过接触压力分布云图发现,接触位置逐渐向胫骨垫衬边缘移动,在胫骨垫衬与外侧髁接触位置产生了应力集中现象;④结果表明,下肢对线不齐造成的载荷偏移会引起高分子聚乙烯垫衬上的接触压力明显增大,改变原本的接触面积和接触位置,易发生应力集中现象。如果膝关节假体长期处于上述不良的力学环境之中,会造成膝关节假体的失效。 展开更多
关键词 人工膝关节 有限元分析 步态载荷 接触压力 接触面积 生物力学 国家自然科学基金
下载PDF
上一页 1 下一页 到第
使用帮助 返回顶部