前交叉韧带个性化康复支具的数字化设计

作     者：张永弟 贾康 孙宝钰 杨光 董威 冯岩 ZHANG Yongdi;JIA Kang;SUN Baoyu;YANG Guang;DONG Wei;FENG Yan

作者机构：河北科技大学机械工程学院河北石家庄050018 河北医科大学第一医院骨科河北石家庄050030 

出 版 物：《河北工业科技》 (Hebei Journal of Industrial Science and Technology)

年 卷 期：2022年第39卷第3期

页      面：210-217页

学科分类：1002[医学-临床医学] 1010[医学-医学技术（可授医学、理学学位）] 100215[医学-康复医学与理疗学] 10[医学] 

基　　金：河北省技术创新引导计划科技冬奥专项(20477706D) 

主　　题：康复工程学 膝关节 前交叉韧带 有限元分析 支具 

摘      要：为了帮助膝关节前交叉韧带损伤或断裂患者快速康复,设计了一款个性化康复支具。首先,采用膝关节CT及MRI图像,使用Mimics,3-matic等软件构建了前交叉韧带正常和断裂情况下的三维膝关节模型。其次,利用Ansys软件分析了膝关节屈曲0°,30°,60°,90°时,在固定外载荷作用下内、外侧副韧带和后交叉韧带的应力变化情况。最后,根据最新循证医学证据和临床经验,应用正、逆向建模技术设计了一款针对前交叉韧带损伤的膝关节康复支具,并通过虚拟穿戴支具分析了膝关节组织的受力情况。结果表明前交叉韧带断裂会显著增加膝关节内、外侧副韧带和后交叉韧带的应力和股骨相对于胫骨的位移。所设计的支具能有效减少膝关节因前交叉韧带断裂而产生的过度位移和其他韧带的应力,对患者康复具有积极的促进作用。