胫骨旋转对髌股关节应力分布的影响

目的探明胫骨旋转状态对髌股关节应力分布的影响。方法选取7个新鲜离体膝关节,在屈膝30°、60°、90°状态下,分别用压敏片测量胫骨中立位、内旋10°、20°、30°和外旋10°、20°、30°时的内、外侧髌股关节接触压力与峰值。结果外旋过程中,外侧髌股关节的接触压均值和接触压峰值呈非线性递增趋势,内侧呈非线性递减趋势;内旋过程中,外侧髌股关节的接触压均值和峰值逐渐减小,内侧则增加显著。上述变化在内旋20°到外旋20°的范围内较有规律。结论胫骨旋转畸形使髌股关节应力分布严重失衡,可能是引起髌股关节退变的重要因素。     

高跟鞋足的平面光弹试验及应力分析

作者通过光弹实验，分析和计算高跟鞋足在不同跟高和坡度的情况下（０．０ｃｍ，３．８ｃｍ，７．５ｃｍ，９．０ｃｍ），足弓及跖趾部和足跟部的应力分布，为临床某些足病提供了力学依据。     

前交叉韧带重建术后关节粘连患者在体胫股关节运动学分析

目的 定量分析前交叉韧带重建(anterior cruciate ligament reconstruction, ACLR)术后关节粘连患者在体胫股关节 6 自由度的运动学特征。 方法 纳入 15 例 ACLR 术后关节粘连患者和 15 例健康受试者,运用便携式膝关节三维运动分析系统采集受试者负重屈膝和非负重屈膝时胫股相对于股骨的运动轨迹,获取胫股关节 6 自由度的运动学数据。 结果 与健康人相比,负重屈膝 30°、45°、60°和 75°时,膝关节粘连患者患侧胫骨内旋角度明显减少(P<0. 001);负重屈膝 30° 和 45° 时,膝关节粘连患者患侧胫骨相对于股骨的外翻角度较健康人明显减小(P<0. 05)。 非负重屈膝 75°时,膝关节粘连患者患侧胫骨内移距离较健康人明显减少(P<0. 05)。 结论 关节粘连限制了胫骨相对于股骨的旋转和内外移,对于胫骨相对于股骨的前后移动影响不大。 因此,临床上应该利用各种治疗手段松解股骨内外侧沟的粘连和外侧副韧带挛缩,解决旋转和内外移动受限的问题,以最大程度恢复膝关节功能。     

双端固定桥基牙牙槽骨承力的三维光弹应力分析

本文采用三维光弹性应力分析技术,对左下颌第一恒磨牙缺失的两基牙固定桥在三种载荷情况下基牙牙槽骨的应力分布进行了实验研究,保持模型与原形比为1∶1,得出定量分析结果,并绘出牙周组织应力值的曲线图。结果表明载荷方向对牙槽骨受力状况有明显影响:水平外力对牙槽骨产生应力最不均匀,牙槽骨嵴处应力集中,对骨组织的保健很不利。正中垂直向受载时,牙槽骨受力最均匀,相对的牙槽骨嵴处或根尖处应力值较大。不论在何种载荷形式下,磨牙根周骨组织受力最为均匀,是理想的基牙。     

弯道跑对下肢髌股关节应力的影响

目的 探究在较慢跑速下,相较于直道跑,弯道跑时两侧下肢髌股关节应力变化,分析长时间弯道跑增加髌股关节痛的可能性。方法 利用Newtest便携测速系统、Motion红外高速运动捕捉系统和Kistler三维测力台,采集13名普通男性大学生（无运动专项）以(4.0±0.2) m/s速度分别沿直道和弯道（内径为36 m）跑步时三维步态参数及地面反作用力。结果 相较于直道跑,弯道跑时外侧腿髌股关节应力增大。弯道跑髌股关节压力变化时未见膝关节屈曲角度和膝关节伸展力矩的显著变化。结论 长时间弯道跑会增加外侧腿患髌股关节痛以及加剧髌股关节痛患者疼痛感,建议跑步爱好者和髌股关节痛患者尽量避免重复长时间弯道跑。     

半月板垂直荷载的三维光弹性实验研究

用三维光弹性实验方法从生物力学角度研究人体半月板的受力状态及其对荷载传递的特点。半月板除了有衬垫作用外,还具有重要的承载功能,外侧半月板较内侧半月板承载力大,上表面强度大于下表面强度,膝关节囊等软组织在半月板承载中起一定的作用。实验证明,应用光弹性方法对半月板进行研究是可行且有意义的。     

机械臂超声成像结合超声-CT配准技术构建胫股关节在体检测系统的可行性及精度分析

目的 应用机械臂超声成像结合超声-CT配准技术构建胫股关节在体检测系统,并对该系统的测试精度进行评价。方法 采集猪胫股关节及股骨标本的CT及超声图像,分别三维重建后进行手动配准;采集股骨标本六自由度运动超声图像,进行三维重建后与CT三维模型配准,比较CT三维模型间测量的位移与真实位移差值,计算配准精度;配准及精度计算由两名研究人员分别进行,计算组内相关系数。结果 利用三维几何信息进行超声-CT手动配准构建胫股关节在体检测系统具有可行性;平移精度为0.94～1.16 mm,旋转精度为0.63°～1.50°;精度测量结果的组内相关系数为0.794(P=0.014)。结论 本超声-CT配准技术是可行的,其精度能够满足胫股关节动态检测要求,未来需改进机械臂扫描获取超声图像的方法,利用计算机图像处理技术进行快速配准。     

垂直载荷对哈氏棒中应力影响的光弹性分析

本文用二维光弹性方法研究了垂直载荷对哈氏棒应力分布的影响。发现在垂直载荷作用下棒的棘齿区呈现高应力集中，棘齿区应力高于光滑区，棘齿区应力值受垂直载荷影响最大，棒的前侧各点应力与垂直载荷呈线性相关。当增加水平载荷作用后，哈氏棒应力分布发生变化。     

单叶人工心瓣瓣架应力分析的光弹性方法

本文提供了人工心瓣瓣架应力分析的光弹性方法。解决了模型制作、加载方法、冻结和观察分析等一系列问题。并以作者们提出的一种单叶瓣型为对象,获得了全开和全闭两种状态下的全场等色条纹图,确定了瓣架孔口边缘应力集中的部位和大小,提出了改型设计的建议。本文给出的光弹性方法还可用于其他形式的心瓣瓣架应力分析,它比有限元法等数值方法简便、直观。     

人体踝关节跖屈时光弹性应力实验分析

该实验是采用光弹性应力分析法，分析踝关节在不同跖屈位置时，胫骨－距骨负重区的位置，大小以及胫距关节接触应力的分布状况。实验结果表明，踝关节在跖屈7°时，接触应力分布面积最大，压应力最小，且分布均匀；在跖屈大于19°时，接触应力分布面积开始减少，压应力增大；在跖屈大于43°时，接触应力分布面积明显减少，压应力明显增大、从中揭示，从应力观点看，踝关节在跖屈0°～19°时，为最佳负重角度范围；跖屈大于43°时，踝关节应力集中，易发生疲劳性损伤。     

人膝关节矢状面内啮合运动的数学模型

本文基于人体膝关节的解剖特征,建立了人体下肢在矢状面内运动时,膝关节啮合的运动协调约束方程。这些运动协调约束方程,包含了运动膝关节股骨与胫骨相啮合时的滚动和滑动两种运动。它对于建立仿真人体下肢的生物动力模型是非常重要的。     

身体承重对膝关节生物力学研究的影响

为了解自体承重对膝关节生物力学的影响，本研究以连续性Ｘ光数位化系统拍摄及分析十二位正常人的膝关节，将其分成有自体承重及无自体承重两组来探讨，分析比较的参数包含膝关节弯曲角度，股四头肌的力臂，髌骨肌腱受力与股四头肌力的比值及髌股骨关节受力与髌骨肌腱受力的比值。研究结果显示，自体承重的确对膝关节生物力学分析有所影响，所以本研究建议，膝关节生物力学的研究应考虑自体承重的因素。     

膝关节动脉的血液供应

本文通过动脉灌注,对120侧不同年龄(新生儿至87岁)尸体的膝关节骨性部和软组织的血液供应分别进行了研究。新生儿的膝动脉在软骨内分布呈节段性,软骨骨化后,骨骺和髌骨的动脉间建立广泛的吻合。骺软骨板分隔膝关节的骨骺与干骺端。随骺板的闭合,两者间有血管互相交通。骺板的血液供应来自骺动脉、干骺动脉和滋养动脉终末的毛细血管袢以及骨膜动脉网的小支。髌骨的动脉分3组,发自髌前丛和髌周动脉环。滑膜和髌下脂垫的血管分布丰富。肌睫和韧带在骨的附着处缺乏血管。成人半月板外1/5有血管分布,内4/5无血管。本文对膝关节血管分布的临床意义作了简要讨论。     

膝关节动脉血液供应的初步观察

本文选择固定和新鲜尸体下肢标本57侧,采用局部解剖、动脉铸型、动脉造影和标本透明等方法,对膝关节动脉血液供应作了初步观察。动脉关节支起点变异和共干形式,以右侧居多。膝区各动脉均有特殊的形态和一定的分布区域,在每一局部几个血液供应来源中,总有一个主次关系和层次关系。膝区动脉按口径大小,可以分成3组。口径的变化除了可以评价局部血液供应丰富的程度外,也是衡量相邻动脉大小的指征。整个膝区动脉血液供应配布比较均匀对称。供应膝关节的各动脉起点的高度是恒定的,相互间保持一定关系。本文还就纯关节支和肌关节支的概念、动脉吻合、局部“乏血管区”、髌前动脉网与髌骨血液供应的关系等进行了简单讨论。     

半月板在膝关节中的振荡吸收作用

膝关节半月板的振荡吸收能力在退行性骨关节炎的发展中起了很大作用，为了评估它的振荡吸收能力，各种周期性负载下用微晶体压力传感器测量胫股关节的动态接触压，半月板切除后，在胫骨平台上的接触压随时间而迅速增高，较在切除半月板前压力作用下的同一区域，其达到饱和点的时间显著减少并达到相当高的数值，这指出没有半月板，股骨髁及胫骨平台之间将发生强烈和快速的直接接触，半月板具有振荡吸收和传递负载作用。     

修正型人工膝关节在单、双髁负荷下二种固定界面胫骨平台的力学数值分析

本文对具有补偿前、后十字韧带功能的修正型人工膝在单双髁负荷下 ,以骨水泥固定和骨组织生长固定的胫骨平台二种固定界面的多种生物材料和金属材料组成复合结构的固定胫骨平台近端结构 ,通过有限元的数值分析 ,计算其应力与位移的分布和量值 ,并和人体膝胫骨平台计算结果比较 ,分析结果可供膝关节外科临床医学和新型人工膝关节的研究参考。