有限元分析肱骨外展与前屈运动中冈上肌腱及盂肱关节的受力变化OA

背景:肩关节是人体复杂且活动度大的关节,其正常运作对日常生活至关重要,但也易发生损伤,肩袖损伤、盂唇损伤和脱位等疾病较为常见。了解肩关节生物力学特性对预防和治疗相关疾病意义重大,而有限元分析为研究提供了有力工具。目的:采用有限元法分析肱骨外展与前屈运动中冈上肌腱及盂肱关节的受力变化。方法:构建肩关节三维有限元模型,在Mimics软件中提取肱骨与肩胛骨三维模型,于Geomagic软件处理并实体化。在SolidWorks软件装配、建立不同角度模型,构建冈上肌腱和关节软骨。于Ansys软件设置材料属性、接触关系等,观察并分析冈上肌腱和关节软骨应力变化。结果与结论:①Ⅰ型肩峰形态在肱骨外展角≤90°时未诱发肩峰下撞击征;②冈上肌腱应力随肱骨外展角度呈非线性递增趋势;③盂肱关节软骨应力与外展/前屈角度呈显著正相关性;④外展状态下关节软骨应力负荷显著高于前屈状态(P<0.01);⑤通过有限元分析首次揭示了Ⅰ型肩峰在0°-90°外展范围的生物力学安全性特征,量化了冈上肌腱及盂肱关节的应力-角度动态关系;但因模型简化和静态分析,结论需多模态体内实验验证,但研究结论仍可为相关病症干预策略奠定理论基础。