换一批全膝关节置换个体化患者右转步态的骨肌多体动力学仿真
Musculoskeletal multi-body dynamic simulation on patient-specific total knee replacement during right-turn gait
摘要目的 构建个体化患者全膝关节置换(total knee replacement,TKR)的骨肌多体力学模型,模拟患者下肢右转步态时体内膝关节的生物力学行为.方法 以1位具体患者的相关数据为材料,基于骨肌动力学仿真软件AnyBody及其依赖于力的运动学建模方法,建立与患者相对应的TKR下肢骨肌多体动力学模型,并对患者的右转步态进行模拟.通过逆动力学分析右转步态,同时预测患者膝关节接触力、关节运动、肌肉活性和韧带力.结果 模型预测的胫骨-股骨关节内、外侧接触力的均值均方根误差分别为285、164N,相关系数分别为0.95和0.61,预测的髌骨接触力均值最大值为250 N.模型预测的接触力和肌肉活性与患者实验测量结果基本一致.此外,模型预测的胫骨-股骨的伸展弯曲、内外旋和内外翻运动的均值分布范围分别为3°～47°、-3.4°～1.5°、0.2°～-1.5°,胫骨-股骨的前后、上下和内外侧平移的运动范围分别为2.6 ～9.0 mm、1.6～3.2 mm、4.2～5.2 mm.模型还预测了内、外侧旁系韧带力和后交叉韧带力,其最大值分别为190、108、108 N.结论 所开发的模型能够预测人工膝关节体内生物力学行为,为后续研究膝关节假体临床失效问题提供强有力的计算平台.
更多相关知识
关键词
人工膝关节全膝关节置换右转步态骨肌多体动力学接触力肌肉活性Artificial knee jointTotal knee replacement (TKR)Right-turn gaitMusculoskeletal multi-body dynamicsContact forceMuscle activation
分类号
R318.01（医用一般科学）
栏目名称
DOI
10.3871/j.1004-7220.2015.05.397
发布时间
2015-12-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
基金项目
- 浏览133
- 被引24
- 下载36
相似文献
- 中文期刊
- 外文期刊
- 学位论文
- 会议论文
