塔拉位移对关节接触力学的影响:3D有限元素分析研究使用载重计算断层扫描
Matthias Peiffer1,2, Lauren Lewis1,3, Katherine Xie1,3
1Foot and Ankle Research and Innovation Lab (FARIL), Department of Orthopaedic Surgery, Massachusetts General Hospital, Harvard Medical School, Boston, MA, USA.
Foot & ankle international
|February 26, 2024
概括
骨位移显著影响脚骨折的结果. 外部旋转大于12度最影响接触应力峰值,而横向转换对接触面积的影响小于此前认为的.
科学领域:
- 骨科生物力学 骨科生物力学
- 计算建模计算建模
- 医学成像分析分析 医学成像分析
背景情况:
- 脚位移是脚骨折后不良结果和创伤后关节炎的关键预测因素.
- 之前对孤立侧面舌膜翻译的研究并没有完全捕捉到脚骨折中的多向关节脱.
研究的目的:
- 为了分析多个单平面体移位对体接触力学的影响.
- 为了本次调查,利用负载计算断层扫描 (WBCT) 和有限元素分析 (FEA).
主要方法:
- 19名受试者接受了WBCT (带或不带关节图).
- 从WBCT图像中创建了骨和软骨的3D模型.
- FEA模拟了多个单平面舌头移位 (侧向翻译,前后向翻译,角-角角,外侧旋转) 以评估角接触力学.
主要成果:
- 峰值接触应力增加,接触面积随着在所有测试方向上的增量移位而减少.
- 一毫米的横向翻译增加了14%的峰值塔拉尔接触压力,并减少了3%的接触面积.
- 对于每个位移类型,观察到压力失调的独特模式.
结论:
- 外部旋转大于12度对峰值接触应力预测产生了最大的影响.
- 与先前的研究相比,侧面舌翻译导致骨接触区域的变化较小.


