目的 建立一个具有高度几何相似性的足踝部三维有限元模型,并用此模型静态地分析人体不同步态相时距骨的生物力学特性,量化距骨的应力-应变状况。
    方法 基于志愿者足的三维CT扫描数据,利用Mimics13.0、Geomagic10.0软件对足踝相关组织进行几何重建,导入Hypermesh10.0软件中进行网格划分,赋予材料属性,最后导入Abaqus6.9中,模拟人体正常步态过程中3个位相(落地相、中立相、离地相)时的受力状况,进行有限元分析。
    结果 建立距骨及周围结构的三维有限元模型,共21865个节点、73440个单元,具有较好的几何相似性。正常步态中从落地相到离地相中等效应力峰值在距骨滑车分别为3.0MPa、4.3MPa、4.8MPa;在距骨颈分别为1.3MPa、1.9MPa、2.8MPa;在距舟关节分别为2.8MPa、3.0MPa、3.4MPa;在距下关节分别为2.2MPa、1.8MPa、1.5MPa。
    结论 本研究中创建的三维有限元模型,经验证是一个正确可靠的模型,可以帮助临床医生和其他研究人员更好的理解正常步态下距骨的许多生物力学特性。