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膝内、外翻畸形对膝关节影响的生物力学实验研究

作　者: 房明亮
导　师: 陶有略
学　校: 福建中医学院
专　业: 中医骨伤科学
关键词: 膝内翻，膝外翻，生物力学 @有限元 @光弹性实验
分类号: R318.01
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
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内容摘要

目的：本课题采用有限元和光弹性的实验方法，研究膝关节由内翻30°至外翻30°之间的应力应变规律，为全面了解膝内、外翻所产生的不良后果和临床治疗该病提供生物力学依据。方法：有限元模型的建立是利用膝关节内、外翻X线平片和正常人膝关节横断CT片，并用Super-Sap软件分别建立平面和三维有限元模型，在内翻30°至外翻30°之间，每2°按实际受力大小和方向加载，分别生成31个模型和31种工况，计算得出模型中各节点的应力应变情况。平面光弹性实验是按膝关节骨组织弹性模量，制成近似实际组织透明环氧树脂材料，并按膝关节X线上膝部形状切割制成模型，加载后置于偏振光场中观察应力光图，了解膝关节应力分布状况。结果：1、正常膝关节(外翻0°～10°)内、外侧均表现为压应力，内侧压应力约为外侧的1.4倍，最大值位于股骨内髁。2、随着膝关节内翻角度逐渐加大，内侧膝关节应力值增大，在10°～18°之间应力变化显着，以内侧胫骨平台最显著；内侧关节软骨-半月板复合体中心和外侧应力集中明显。3、随着膝关节外翻角度逐渐增加，在最初12°内应力值变化不大，外翻大于20°后应力开始变化较明显，应力主要集中于外侧胫骨平台和外侧复合体中心及内侧。－4· 结论：1、正常膝关节负荷主要通过膝关节内侧传递。2、随膝关节内翻角度力。大，内侧膝关节破坏趋势力。大，其中以内侧胆骨平台最明显，复合体中心和外侧易受损伤，内翻10”－14”可能为内翻应力开始破坏和截骨预防并发症的临界角度。3、随膝关节外翻角度增加，最易受损伤的部位位于外侧胜骨平台和外侧复合体中心和内侧，外翻大于20”可能为外翻应力破坏和截骨预防的临界角度。4、单纯从生物力学的角度阐述，截骨矫形在内翻6”至外翻10”之间是可以接受的。

全文目录

英文摘要  3-5
中文摘要  5-7
正文  7-32
  前言  7-8
  方法与结果  8-21
    第一部分膝关节有限元计算分析  8-18
      一、有限元计算原理  8-9
      二、实验方法  9-13
      三、结果与分析  13-18
    第二部分膝关节光弹性实验  18-21
      一、光弹性实验原理  18-19
      二、实验方法  19-20
      三、结果与分析  20-21
  讨论  21-28
    一、关于实验方法  21-23
    二、膝关节内、外翻与并发症的关系  23-26
    三、膝关节内、外翻的治疗  26-28
  结论  28-29
  参考文献  29-32
致谢  32-33
图片资料  33-38

膝内、外翻畸形对膝关节影响的生物力学实验研究

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