陈瑱贤  王玲  李涤尘  靳忠民

目的:构建个体化患者全膝关节置换（total knee replacement, TKR）的骨肌多体力学模型，模拟患者下肢右转步态时体内膝关节的生物力学行为。

方法:以1位具体患者的相关数据为材料，基于骨肌动力学仿真软件AnyBody及其依赖于力的运动学建模方法，建立与患者相对应的TKR下肢骨肌多体动力学模型，并对患者的右转步态进行模拟。通过逆动力学分析右转步态，同时预测患者膝关节接触力、关节运动、肌肉活性和韧带力。

结果:模型预测的胫骨股骨关节内、外侧接触力的均值均方根误差分别为285、164N，相关系数分别为0.95和0.61，预测的髌骨接触力均值最大值为250 N。模型预测的接触力和肌肉活性与患者实验测量结果基本一致。此外，模型预测的胫骨股骨的伸展弯曲、内外旋和内外翻运动的均值分布范围分别为3°~47°、-3.4°~1.5°、0.2°~-1.5°，胫骨股骨的前后、上下和内外侧平移的运动范围分别为2.6~9.0 mm、1.6~3.2 mm、4.2~5.2 mm。模型还预测了内、外侧旁系韧带力和后交叉韧带力，其最大值分别为190、108、108 N。

结论:所开发的模型能够预测人工膝关节体内生物力学行为，为后续研究膝关节假体临床失效问题提供强有力的计算平台。