创伤

刘清华, 张堃, 庄岩
西安市红十字会医院

目的 研究足踝部有限元模型的构建方法，为足踝部生物力学提供一个数字化研究平台。
方法 获取一名30岁男性志愿者的右足螺旋CT 扫描图像, 利用Mimics软件重建出足踝部28块骨骼及外围软组织的三维结构,通过SolidWorks处理后导入Ansys的Workebench模块，建立起足踝部三维有限元模型。在模型中还通过解剖和文献数据模拟建立各关节软骨、韧带、跖筋膜、小腿骨间膜。然后模拟踝关节正常站立状态下受力，选择相应边界条件进行加载分析。
结果 建立了一个包含骨与外围软组织等复合结构的正常人体右足三维有限元模型，相对客观地反映了人体足踝部的基本解剖结构和力学特性；模拟人体站立状态垂直加载600 N 载荷于胫骨下端的上截面，踝关节胫骨下关节面应力主要分布于中部及前外侧，最大应力为3.97 MPa，平均接触应力为1.52 MPa，接触面积为343.6 mm2。
结论 本研究所建立的正常人体足踝部三维有限元模型经验证结果可靠，可进一步用于足踝部损伤的研究。