摘要目的:构建有轻度内侧膝关节骨性关节炎的膝关节有限元模型,模拟行开放楔形胫骨高位截骨术,通过撑开角度的不同,获得不同的力线矫正,对膝关节力学变化进行有限元分析。通过有限元技术来分析不同矫正力线下的膝关节生物力学的变化,来找到合适的力线矫正,去验证Fujisawa点是否合理。为临床运用开放楔形胫骨高位截骨术治疗轻度内侧间室膝关节骨性关节炎提供力学研究基础。<br> 方法:收集3例患有内侧间室膝关节骨性关节炎的患者的三维CT及MRI影像学资料,将该影像学资料以DICOM格式数据导入Mimics21.0软件中,分别提取出股骨、胫骨、腓骨及髌骨等骨性结构蒙版以及软骨、半月板及韧带等非骨性结构蒙版,组合配准后建立三维有限元模型。在Hypermesh2019中实现网格划分后导入Abaqus6.14中进行分析。将膝关节最内侧设定为0%,最外侧为100%。材料赋值后,模拟行开放楔形胫骨高位截骨术,使得术后矫正力线通过45%、50%、55%、60%、62.5%以及65%处,载荷为300N,进行膝关节力学变化的研究。<br> 结果:根据膝关节及钢板应力分布图可见不同矫正力线下胫骨平台以及钢板上的应力分布不同。当矫正力线通过62.5%附近时,胫骨平台上的内外侧应力分布最均匀,内外侧应力集中区域面积最为接近;当下肢矫正力线通过55%时,钢板应力分布最为均匀,所受峰值应力最小,分别为7.99MPa,9.04MPa,8.98MPa。<br> 结论:有限元分析证实了通过62.5%点附近时,膝关节内外侧平台应力分布最为均匀,在55%点附近时,钢板上所受的最大应力较小。在术中,在考虑膝关节生物力学稳定的同时,应兼顾钢板所受的应力,降低钢板断裂并发症发生的风险以及减轻应力遮挡效应。
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