踝关节有限元模型的特性及临床应用OA

背景:踝关节是人体中最复杂的关节之一,包括腓骨、胫骨及距骨等骨性结构,以及韧带、肌肉和肌腱等软组织。有限元模型作为一种重要的工程分析技术,已广泛应用于生物工程研究的各个领域。然而,很少有文献介绍踝关节有限元模型的每个解剖结构应选择什么样的材料性能,以满足不同的研究目的。目的:在前人踝关节有限元研究的基础上,总结踝关节有限元模型建模方法、材料特性、模型验证以及临床和康复应用。方法:检索PubMed数据库、中国知网,检索时限为2000-2024年,英文检索词为“ankle joint,finite elements,material selection,ligament injury,osteoarthritis等”;中文检索词为“踝关节,有限元,材料选择,韧带损伤,骨关节炎等”,对入选的71篇文献进行归纳总结。结果与结论:①踝关节结构复杂,准确的解剖结构和材料是建立仿真模型的基础;②踝关节的有限元建模可以深入了解踝关节的生物力学特性,开发新的置入材料,预测踝关节疾病,改进手术技术,并指导康复锻炼;③过去的研究大多没有考虑体温和关节液对模型的影响,未来需要解决这个问题;此外,踝关节作为下肢重要的负重关节,还可以进行屈曲、伸展和旋转活动,踝关节有限元模型模拟复杂运动将是未来研究的重点。