掌骨受轴向压力作用下的腕部生物力学分析

目的研究正常腕部载荷传递及关节接触应力分布情况,以及腕横韧带切除对腕部生物力学的影响。方法通过CT扫描图像数据对腕部进行三维有限元建模,计算并分析掌骨受轴向压力作用下正常腕部载荷传递及接触应力的分布,以及腕横韧带切开前后腕骨运动的变化情况。结果腕部载荷传递及关节接触应力分布情况与前人实验数据相当接近;腕横韧带的切除导致舟骨发生向桡侧和掌侧的偏移,以及掌向屈曲和向桡侧的转动,而整个腕管结构则产生更大的桡侧偏移。结论立体构架了包括整个腕管结构、远端尺骨和桡骨以及近端掌骨的腕部整体三维有限元模型。本模型可以较好地模拟腕管和桡腕关节载荷传递与接触应力的分布情况,为进一步探讨腕部结构的力学行为提供了一个可操作的平台。通过计算分析腕管松解术对腕骨运动的影响,为腕管综合征的临床手术、术后康复等提供了相关的理论依据。

掌向拉伸力作用下腕管的三维有限元分析

腕管综合征是腕部正中神经受到卡压而引起的一种神经病症。目前对腕管综合征的生物力学研究大都集中在对尸体标本的实验测试与测量方面,而少数数值模型则单独集中在对腕骨的载荷传递及应力分析方面,缺乏针对整个腕管结构的三维有限元建模。本研究从生物力学角度,建立了基于CT扫描图像数据的腕管三维有限元模型,首次立体构架了包括腕骨、腕横韧带和腕骨间韧带在内的三维实体腕管管道模型,计算并分析了掌向拉伸力作用下腕横韧带和腕管典型截面的变形情况。通过与前人文献数据相对照,证明本模型能够对腕管的生物力学研究提供较为准确的理论数据,从而对腕管综合征的临床诊断、临床手术以及术后康复等具有一定的指导意义。