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新型骶髂拉力钉的生物力学特征: 2025年; 背景:骨盆松质骨含量丰富,普通骶髂经皮拉力钉把持松质骨的能力有限,易固定失效,开发更能有效把持松质骨的拉力钉具有重要意义。目的:采用生物力学测试和数值模型分析的方法探究新型骶髂拉力钉的力学性能,并分析抗拔出力数值模型的可靠性。方法:根据新型骶髂拉力钉的工作原理建立力学模型,采用数值方法分析其抗拔出性能并用聚氨酯材料进行抗拔出力的力学测试验证,分析抗拔出力数值模型的可靠性。采用骨盆标本,分析正常站立姿态下新型骶髂拉力钉修复骶髂关节损伤的力学效果;并分析站立姿态下,不同骨盆固定模型的承载刚度。结果与结论:①数值模型的计算值和实测值平均误差为13.19%,数值模型具有一定的有效性;②观察拉力钉拔出后的聚氨酯材料破坏情况,新型骶髂拉力钉组的破坏更小;③新型骶髂拉力钉抗拔出力的平均有效把持位移为(9.24±0.27)mm,显著大于普通骶髂经皮拉力钉的平均位移(1.71±0.57)mm;但普通骶髂经皮拉力的最大抗拔出力显著大于新型骶髂拉力钉;④新型骶髂拉力钉能有效修复骶髂关节损伤;⑤关于骶髂关节损伤修复后的刚度,1枚新型骶髂拉力钉与2枚普通骶髂经皮拉力钉效果相当;⑥此文建立的拉力钉理论模型具有一定有效性,能够参考并设计力学性能更优异的拉力钉;新型骶髂拉力钉具有更良好的固定性能,具有临床实用性。; 梁成卓川川张小刚王冠段可李忠鲁晓波卓乃强靳忠民; 关键词：松质骨骶髂关节损伤生物力学

不同内植物固定耻骨上下支骨折生物力学特征的比较: 2025年; 背景:经皮逆向空心螺钉、微创经皮钢板广泛应用于单侧耻骨支骨折中,但存在误穿髋关节和损伤骨盆内侧滋养动脉等缺点。一种新型逆行耻骨上支髓内钉治疗骨盆前环骨折拥有透射次数少和手术时间短等优点,但目前缺乏上述3种内植物生物力学特征的验证。目的:通过有限元分析方法,比较在不同工况下经皮逆向空心螺钉、微创经皮钢板和逆行耻骨上支髓内钉治疗耻骨上下支骨折的生物力学差异。方法:收集1名志愿者的骨盆CT数据,将数据导入mimics 20、Geomagic Wrap 2021、Soildworks 2019中,建成3种内固定治疗单侧耻骨支骨折的几何模型,分别为空心螺钉组、钢板组、髓内钉组。分别将上述模型导入Ansys 2022软件设置垂直工况、开书样工况、剪切工况进行前处理和计算,比较分析内植物的力学稳定性。结果与结论:①在垂直工况下,空心螺钉治疗单侧耻骨骨折的生物力学稳定性较钢板和髓内钉更为优秀,其内植物应力峰值最小,其余两组对比空心螺钉组峰值增加4倍以上;②在开书样工况下,钢板治疗单侧耻骨骨折有更好的生物力学稳定性,钢板组降低耻骨上支断端应力有较好表现,其他两组的应力较钢板组增加5倍以上;③在剪切工况下,髓内钉治疗单侧耻骨骨折表现出良好的生物力学稳定性,其维持骨盆位移效果最佳,其他两组骨盆位移比髓内钉组增加了25%以上;④提示不同内植物在生物力学上存在差异性:逆行经皮空心螺钉在垂直工况下内植物应力峰值最小,微创经皮钢板在开书样工况下减小耻骨上支断端应力最优,逆行耻骨上支髓内钉在剪切工况下骨盆位移最小,可以将内植物生物力学差异性与患者临床实际情况相结合,选择最优内植物治疗方式。; 饶鑫蒋代翔鲁辉罗杨兴李盟刘定玺吴启梅刘融; 关键词：微创经皮钢板生物力学

功能性踝关节不稳男性下蹲跳过程中下肢的生物力学特征被引量：2: 2025年; 背景:踝关节作为人体的末端承重关节,承受着机体自上而下的压力,这导致踝关节在运动中很容易发生损伤,诱发功能性踝关节不稳,对日常生活造成负面影响。研究功能性踝关节不稳患者在下蹲跳过程中的下肢生物力学表现,对实现科学训练、预防踝关节损伤以及伤后临床康复提供理论参考具有重要意义。目的:探究功能性踝关节不稳患者下蹲跳过程中的下肢运动学与动力学特征。方法:于2023年3-9月在苏州大学招募男性功能性踝关节不稳患者与健康人群各15名,年龄22-28岁,所有受试者均完成下蹲跳试验。采用Vicon红外高速运动捕捉系统和Kistler三维测力台对两组受试者在下蹲跳起跳阶段、离地瞬间时刻、初始着地时刻和垂直地面反作用力峰值时刻的下肢运动学和动力学指标进行同步采集及对比分析。结果与结论:(1)离地瞬间时刻,与健康对照组的匹配侧相比,功能性踝关节不稳组患侧显示出了更小的膝关节内旋力矩(P=0.020)、更小的踝关节内旋力矩(P=0.009)。(2)落地瞬间时刻,与健康对照组的匹配侧相比,功能性踝关节不稳组患侧显示出了更小的髋关节屈曲角度(P=0.039);功能性踝关节不稳组相较于健康对照组显示出了更小的髋关节外展角度(P=0.022)、更小的膝关节内翻角度(P=0.010)、更大的膝关节外旋角度(P=0.021)、更小的踝关节内翻角度(P=0.004)、更小的踝关节外旋角度(P=0.008)。(3)垂直地面反作用力峰值时刻,功能性踝关节不稳组相较于健康对照组显示出了更小的踝关节内翻角度(P=0.044);(4)结果说明,功能性踝关节不稳者在下蹲跳动作中相较于健康人群存在异常的下肢生物力学特征,主要表现为离地与落地瞬间时刻,下肢关节在矢状面和额状面的运动学和动力学指标变化。这些改变反映出功能性踝关节不稳人群在执行下蹲跳时采用了僵硬的起跳与着陆模式,倾向�; 王子龙孟昕张芷棋谢雨孟令越张秋霞孔翎宇; 关键词：生物力学动力学参数

视觉干扰对前交叉韧带重建后运动者下肢生物力学特征的影响: 2025年; 背景:由于本体感觉缺陷,前交叉韧带重建后运动者可能会使用代偿性稳定策略,将感觉重新加权到更可靠的视觉刺激。然而,尚不清楚视觉信息受到干扰时,其下肢生物力学特征会如何改变。目的:探究视觉干扰对前交叉韧带重建后运动者和健康运动者单腿着陆时下肢运动学、动力学特征的影响。方法:招募20名前交叉韧带重建术后运动者和20名健康运动者,随机经历睁眼和视觉干扰2种不同的视觉条件,并分别在2种视觉条件下完成单腿着陆。采用频闪眼镜进行视觉干扰,频率设为3 Hz,即睁眼0.1 s,闭眼0.233 s。应用红外高速运动捕捉系统(200 Hz)采集患侧/优势侧下肢的运动学参数,应用三维测力台(1 000 Hz)采集下肢动力学参数。采用双因素重复测量方差分析确定组别和视觉条件对运动学、动力学变量的影响。结果与结论:(1)与睁眼条件相比,视觉干扰条件下前交叉韧带重建术后运动者和健康运动者在初始着地时刻的膝关节外翻角度(P=0.026)和踝关节内翻角度(P=0.006)显著升高;(2)与睁眼条件相比,视觉干扰增加了前交叉韧带重建术后运动者在膝关节屈曲峰值时刻的膝关节外翻角度(P <0.001),但对健康运动者没有显著影响(P=0.527);(3)与睁眼条件相比,视觉干扰条件下前交叉韧带重建术后运动者和健康运动者在膝屈曲峰值时刻的髋关节伸直力矩显著升高(P=0.047),膝关节伸直力矩显著降低(P=0.001)。结果表明:视觉干扰增加了前交叉韧带重建术后运动者和健康运动者膝关节外翻和踝关节内翻角度,这可能会增加前交叉韧带损伤/二次损伤和踝关节外侧扭伤的风险。此外,视觉干扰使运动者在矢状面表现出负荷向近端转移的代偿策略。; 张思卓刘骁蒨王广兰; 关键词：前交叉韧带重建运动学生物力学

三种内固定方式治疗髌骨下极骨折生物力学特征的有限元分析: 2025年; 背景:髌骨下极对伸膝装置完整性和稳定性以及保持良好的膝关节功能非常重要。目前临床治疗髌骨下极骨折尚没有统一的手术方法,但有效的内固定应该具备对抗股四头肌和髌韧带的拉应力与股骨髁的屈曲应力以及骨折断端分离移位的能力。目的:通过有限元法建立髌骨下极骨折三维模型,对比克氏针张力带、克氏针张力带结合环抱、克氏针张力带结合纵向捆绑3种固定方式的生物力学稳定性,进而为髌骨下极骨折的治疗提供一种可靠的术式选择。方法:选择一名健康的女性志愿者进行膝关节CT扫描,利用有限元软件构建髌骨下极骨折模型。根据不同内固定方式设定为A、B、C组:A组为克氏针张力带固定,B组为克氏针张力带结合环抱固定,C组为克氏针张力带结合纵向捆绑固定。在相同的支撑和约束条件下,运用有限元分析软件评估3种内固定模型的生物力学特性。结果与结论:有限元分析结果表明,在45°合力方向上施加不同大小载荷的条件下,C组相比于A、B两组整体模型、髌骨骨折端及内固定物的位移最小,模型及内固定物的应力最小。提示相较于克氏针张力带和克氏针张力带结合环抱这两种内固定方式,克氏针张力带结合纵向捆绑技术呈现出更小的位移和应力,具备更出色的生物力学强度及更为可靠的内固定强度,从理论上来讲可以很好地满足患者术后早期进行功能锻炼的需求。; 王磊李铖嵩张申申王清; 关键词：骨折有限元分析生物力学骨科植入物

有限元仿真分析不同矫形方式治疗青少年特发性脊柱侧凸的生物力学特征: 2025年; 背景:青少年特发性脊柱侧凸不对称的生物力学环境会导致椎体进一步楔形变,严重时或可影响心肺功能,压迫神经。不同侧凸程度的青少年特发性脊柱侧凸应进行运动、支具或手术治疗,然而,因患者的个体差异性,选择不同矫形方式的力学机制仍不明确。目的:基于青少年特发性脊柱侧凸患者的脊柱模型,探究不同矫形方式治疗的生物力学机制,为临床治疗方式的选择提供依据。方法:基于1例青少年特发性脊柱侧凸患儿脊柱CT图像,于Mimics软件中三维重建出脊柱侧凸模型(C7-L5),在T8/T9胸廓处施加横向侧推力,在C7椎体上方施加纵向撑开力,力的大小为20,40,60,80,100,120 N,分析两种矫形方式下椎间盘凹凸侧应力、椎体凹凸侧位移和脊柱Cobb角变化。结果与结论:①横向侧推力下,C7T1-T7T8椎间盘应力无明显变化,T7T8-L4L5节段凹凸侧应力随着侧推力的增加先减小后增大,侧推力对T8T9附近节段的矫正效果明显,随着节段延伸至头端和尾端,矫正效果减弱;侧推120 N时,胸部Cobb角由53.2°变为32.5°,腰部Cobb角由50.2°变为43.9°;②纵向撑开力下,胸椎椎间盘应力先减小后增大,腰椎椎间盘应力均减小,C7位移最明显,节段延伸至尾端,矫正效果逐渐减弱;撑开力120 N时,胸部Cobb角由53.2°变为39.4°,腰部Cobb角由50.2°变为47.6°;③提示两种矫形方式均对脊柱侧凸程度有一定改善,胸部矫正大于腰部矫正,同时凹凸侧不对称的应力分布也得到改善,这有助于骨逐渐恢复正常生长;脊柱侧凸Cobb角较大时,适合采用纵向撑开方式,脊柱侧凸Cobb角较小时,适合采用横向侧推方式;研究结果有助于理解脊柱矫形机制并为矫形方式的选择提供理论依据。; 岳波岳波张云凤张云凤金凤金凤王利东王星仝玲刘清华方源沙丽蓉王海燕李筱贺李志军; 关键词：青少年特发性脊柱侧凸

不同类型女性髌股关节疼痛综合征患者的下肢生物力学特征被引量：1: 2025年; 背景:目前国内外关于髌股关节疼痛综合征的运动学和动力学研究已经涉及到上下楼梯、行走等日常生活活动。但是不同距下关节状态的髌股关节疼痛综合征年轻女性患者的下肢生物力学特征尚未见报道。目的:探究不同距下关节功能状态的髌股关节疼痛综合征年轻女性患者的下肢生物力学特征,为临床治疗不同类型的髌股关节疼痛综合征提供理论支撑。方法:共纳入受试者33例,其中健康对照组(C组)10例,其余27例髌股关节疼痛综合征受试者根据足姿指数分组,距下关节正常组(A组,足姿指数0-6分)14例,距下关节异常组(B组,足姿指数7-12分)13例。采集各组受试者在正常速度下阶梯时的生物力学指标并进行对比,运动学指标选取初始触地时刻与支撑期屈膝角度最大时刻的髋膝三维关节角度与踝矢状面关节角度;动力学指标选取支撑期屈膝角度最大时刻的髋膝三维关节力矩与踝矢状面关节力矩;表面肌电指标选取股内侧肌、股外侧肌、股直肌、半腱半膜肌、股二头肌和臀中肌在预激活阶段和缓冲阶段的均方根振幅。结果与结论:(1)在初始触地时刻,A组相较于B组有更大的屈膝角度(P <0.05)、髋外旋角度(P <0.01)和更小的膝外旋角度(P <0.01);A组与C组相比有更大的屈膝角度和更小的屈髋角度(均为P<0.01);B组和C组相比有更大的膝外旋角度和更小的髋外旋角度、屈髋角度(均为P<0.01);(2)在屈膝角度最大时刻,A组相较于B组有更小的膝外翻角度(P<0.05)、膝外旋角度(P<0.05)和更大的屈膝角度(P<0.01);A组相较于C组有更小的膝外翻角度(P <0.05)、屈髋角度(P <0.01)和髋外旋角度(P <0.05);B组相较于C组有更小的屈膝角度、屈髋角度、髋外旋角度和更大的膝外旋角度(均为P <0.01);且A组相较于C组有更大的髋内旋力矩(P <0.05)和跖屈力矩(P <0.01);(3)在正常速度下阶梯缓冲阶段时,C组相较于A组有更大的�; 董友清魏子轩吴海鸥陈瑞兄段鹏陈楠林熙凯; 关键词：距下关节髌股关节疼痛综合征日常生活活动女性

CT影像数据建立吞咽肌骨三维模型以及生物力学特征分析: 2025年; 背景:目前对于吞咽障碍的临床研究较多,而吞咽障碍状态对骨骼及舌骨肌群应力影响的研究较少。目的:建立吞咽肌骨三维模型,探讨吞咽运动中舌骨及舌骨上肌群的应力变化。方法:选取1名健康成年男性并拍摄头颈部CT,通过影像数据提取法构建三维模型。根据舌骨的位移情况,设定舌骨的最低位置及最高位置,依次加载舌骨上肌群的肌力,观察生理状态下舌骨上肌群对舌骨的应力影响。通过改变肌肉的材料属性,模拟不同程度吞咽障碍,观察吞咽异常状态下舌骨上肌群的应力变化。结果与结论:①建立了包含C2-C4椎体、部分颞骨、下颌骨、舌骨及下颌舌骨肌-颏舌骨肌的有限元模型,可反映患者吞咽时舌骨位移情况及应力变化。②生理状态下,舌骨上肌群中下颌舌骨肌对舌骨的应力影响最大,其次是二腹肌、颏舌骨肌及茎突舌骨肌。③通过模拟不同程度的吞咽障碍,发现随着吞咽障碍严重程度增加,舌骨上肌群的应力也逐渐增加。④结果说明,舌骨上肌群中下颌舌骨肌及二腹肌对舌骨应力影响较大,提示特定肌肉刺激的重要性。吞咽障碍的加重与舌骨上肌群的应力改变呈正相关,该结果为吞咽障碍的机制研究及临床诊疗提供了生物力学参考。; 方丹丹马睿杰黄怿何克林吴磊; 关键词：舌骨生物力学

基于LASSO-偏相关分析探讨解结除痹中医外治法对腰椎间盘突出症患者步行生物力学特征的影响: 2025年; 目的:分析解结除痹中医外治法对腰椎间盘突出症(LDH)的临床疗效及步行生物力学特征的影响。方法:纳入2020年1月1日至2023年12月31日就诊于长春中医药大学附属医院推拿科且采用解结除痹中医外治法治疗的70例LDH患者,分析基线资料,治疗前后步行生物力学特征参数、疼痛视觉模拟评分(VAS)、日本骨科协会(JOA)腰痛评分、Oswestry功能障碍指数(ODI),采用LASSO回归及偏相关分析筛选与治疗相关的关键生物力学因素。结果:与治疗前比较,患者治疗后VAS评分和ODI显著降低(P<0.01),JOA评分显著升高(P<0.01),总有效率为87.14%(61/70);步行状态中,部分足底压力有显著变化(P<0.01,P<0.05),部分关节活动度显著降低(P<0.01),部分对称指数升高(P<0.01,P<0.05)。LASSO回归分析中,前后足负荷比与骨盆、髋、膝、踝关节活动度相关[λ=0.3793,log(λ)=-0.9694],大趾负荷比与髋关节活动度相关[λ=0.6143,log(λ)=-0.4873],T2-T5趾负荷比与骨盆、膝关节活动度相关[λ=0.1943,log(λ)=-1.6384],跖骨头Ⅰ负荷比与膝关节活动度相关[λ=0.4464,log(λ)=-0.8065];偏相关分析中,前后足负荷比与髋关节旋转、膝关节内外翻、踝关节屈伸角度呈显著相关性(P<0.05,P<0.01),T2-T5趾负荷比与踝关节旋转角度呈显著正相关(P<0.01),跖骨头Ⅰ负荷比与踝关节旋转角度呈显著负相关(P<0.01)。结论:解结除痹中医外治法可有效缓解LDH患者疼痛和功能障碍,其机制可能与改善关节功能和活动度,优化足底压力分布及其负反馈调节有关。; 姚俊杰孙明商强强常天瀛孙雅蕙江晶蕾吴兴全丛德毓; 关键词：椎间盘突出足底压力中医外治法

特发性脊柱侧弯患者步行生物力学特征:三维运动捕捉的横断面分析: 2025年; 背景:脊柱侧弯的生物力学分析病例数量有限,仅限于对脊柱或下肢独立进行生物力学分析,缺乏对人体多维度整体的评估,难以反映躯干与下肢在日常活动中的运动关系,不利于综合指导临床治疗。目的:通过测量脊柱侧弯患者在步行活动中的脊柱运动学,研究脊柱不同节段及下肢运动学/动力学在步态活动中的关系,以全方位多层次评估脊柱侧弯患者与正常人群在生物力学的差异,为临床防治脊柱侧弯提供循证依据。方法:此研究为一项横断面研究,于2020年7月至2021年6月,在福州大学城、福建中医药大学附属康复医院纳入脊柱侧弯患者28例及同年龄段正常人28例。采用三维运动捕捉系统以100 Hz的采样频率捕捉步态的运动学数据,2块测力台(AMTI 400600,采样频率1500 Hz)嵌于长10 m(数据采集有效长度为4 m),宽2.4 m平地走道采集动力学数据。比较两组受试者执行平地步行时步态时空参数,运动学及动力学参数的差异。所有受试者在纳入后立即接受全脊柱X射线片测量比较两组差异。结果与结论:(1)脊柱侧弯患者肩胛带-躯干相对旋转活动度、胸廓-骨盆相对旋转活动度较正常组小(P<0.05),骨盆旋转活动度相较正常组大(P<0.05)。(2)脊柱侧弯患者髋、膝关节屈伸活动度,髋关节凹凸侧屈伸峰力矩、地反力凸侧内外向峰值较正常组小(P<0.05)。(3)脊柱侧弯患者的膝关节屈伸活动度非对称性指数、肩胛带-躯干相对旋转活动度非对称性指数、胸廓-骨盆相对旋转活动度非对称性指数较正常组大(P<0.05)。(4)上述结果证实,脊柱侧弯患者在平地行走时肩胛带-胸廓-骨盆之间僵硬的运动模式,髋膝关节屈伸活动度减少,髋关节双侧屈伸力矩峰值及地反力凸侧内外向峰值降低。这些特征可以作为康复评估及治疗方案制定的依据。; 苟艳芸侯美金江征陈少清陈祥高誉展王芗斌; 关键词：特发性脊柱侧弯步态运动学

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