冈上肌部分损伤对肌腱应力分布影响的有限元分析

目的应用有限分析的方法,研究冈上肌部分损伤对肌腱应力的影响。方法选取1名成年男性志愿者,采用64排螺旋CT对志愿者肩部行薄层扫描,CT图像以DICOM格式导入Mimics 16.0中,分割出肩胛骨、肱骨近端、冈上肌,然后以点云文件格式导入Geomagic studio2012,拟合模型的NURBS曲面,在Hypermesh 13.0有限元模型。将冈上肌腱性部分由前向后分为3个区域,每个区域设计出损伤深度依次为20%(A组)、40%(B组)、60%(C组)肌腱损伤的有限元模型,并与正常无冈上肌损伤模型为对照,通过改变盂肱关节的相对位置,建立外展0°、30°、60°、90°四个肩关节模型,将模型导入Abaqus 6.14。沿冈上肌纵轴添加400N的拉力,在肱骨远端添加约束。结果a)在肩关节外展过程中,冈上肌中区受到的应力最大,其次为前区和后区。b)在四个观察组中,伴随着肩关节外展角度的增大,冈上肌载荷产生的肌腱应力以外展30°最大,与其他外展角度相比差异有统计学意义(P0.05)。外展90°的肌腱应力仍明显大于外展0°时的应力,差异有统计学意义(P0.05)。c)在前区及后区损伤的三组中,C组中肌腱应力明显大于A组和B组(P0.01),A组和B组之间差异无统计学意义(P0.05)。d)在中区损伤的三组中,B组和C组的肌腱应力明显大于A组(P0.01),B组和C组之间差异无统计学意义(P0.05)。结论冈上肌中部的应力要明显高于前后区。在冈上肌中部损伤深度40%,前后区损伤深度60%,会导致损伤周围肌腱的应力集中,容易延伸为全层损伤,应积极进行手术重建。