背景:利用已建立的足部有限元数字模型,仿真模拟碾压工况下足骨的力学分布及损伤.目的:对足部三维有限元数字模型进行模拟碾压伤有限元力学分析,探讨有限元方法进行人足受力与损伤研究的新技术.方法:对1名健康女性志愿者足部(足尖至胫骨远端、腓骨远端在内的所有骨及关节)行螺旋CT扫描,将三维重建软件生成的足部三维数字模型导入有限元软件ANSYS 13.0中处理生成有限元模型.对受力面加载100,200,500,1000 N的压力,模拟压力缓慢作用于足背.经有限元力学计算步骤,对其进行模拟碾压伤有限元生物力学计算分析.结果与结论:①计算结果显示在碾压力作用下,随着压力的增加,足骨所产生的应力普遍升高,应力最大值均出现在足跟前内侧;②跖骨中应力主要集中在第一、二、三跖骨;③在跗骨中的应力主要集中在跗骨与跖骨、各跗骨之间的关节处;④随着压力的增加,应力逐渐向跗跖关节内侧集中,内侧楔骨应力较其余跗骨大;⑤经过模拟碾压伤情况下跗跖关节有限元应力分析,得出碾压伤情况下应力最大并集中部位,与临床跗跖关节损伤病人的骨折多发部位一致,间接证实了有限元模型的可靠性,可以为跗跖关节损伤研究提供数字化平台.
作者：张宏；范雅丽；杨东浩；任国山；周宇宁；闫占平
来源：中国组织工程研究 2019 年 23卷 12期
