三维重建和有限元分析股骨髁上截骨对矫治膝内翻有积极作用

背景:从生物力学方向研究股骨髁上截骨矫治膝内翻的治疗效果,对以截骨方式治疗膝内翻畸形矫治手术的理解具有积极作用。目的:基于CT数据构建股骨髁上截骨手术前后膝关节三维模型,介绍一种可供参考的组织建模方法,通过生物力学分析验证方法的可行性及股骨髁上截骨的积极作用。方法:随机选取1例股骨髁上截骨患者手术前后的CT数据,基于图像分割建立膝关节骨骼模型,基于轮廓延展建立膝关节间半月板假体和主要韧带的三维模型,经网格划分、材料定义后,以同等工况(1 000 N,下肢力线方向)施加载荷,对手术前后模型进行有限元仿真分析,与前期学者研究结果对比验证建模方法的可行性,研究手术前后膝关节胫骨近端的应力差值和应力峰值点随时间的受力变化情况。结果与结论:(1)术后胫骨内侧最大接触应力为2.334 MPa,胫骨外侧最大接触应力为2.819 MPa,与前期研究比较差异,验证了模型的有效性及建模方法的可行性;(2)测得术前胫骨可承受最大应力(7.085 MPa)远大于术后胫骨可承受最大应力(2.819 MPa),同时伴随时间的变化,术前胫骨应力集中情况明显,术后胫骨应力集中得到改善;(3)结果表明,股骨髁上截骨对矫治膝内翻具有积极作用。

三维步态分析在髋膝关节置换术中的应用

缓解髋膝关节炎终末期和部分严重关节创伤所致疼痛及恢复关节功能和步态,人工关节置换术是目前较好的治疗方法之一,但术后仍可能存在一定程度的疼痛和异常步态。三维步态分析系统作为具有全面、客观、高精度、高效率等优点的步态评估手段,目前已广泛应用于神经系统和运动系统等相关的临床研究,借助该系统可精准测量并分析髋膝关节置换术前后运动过程中的生物力学和运动学数据,为诊疗和康复训练提供客观数据支持。简述三维步态分析在髋膝关节置换术及后期康复训练过程中的应用,为三维步态分析系统在优化髋膝关节置换术前、术中和术后治疗方案的进一步应用提供借鉴。