作者：吴恺; 杨茂伟; 都承斐足踝生物力学有限元分析
摘要：背景：传统的足踝部生物力学研究有其局限性，本文介绍一种足踝部有限元建模方法，使其具有高度的几何相似及物理相似。目的：探讨建立足踝部有限元模型的方法，为生物力学研究提供数字化仿真平台。方法：通过CT扫描1名男性志愿者踝关节获取足踝部影像学资料，将其输入Mimics软件重建骨骼和韧带，通过Geo—magic处理并生成关节软骨后导入Ansys的Workbench模块，建立足踝部有限元模型，参考相关文献确定材料属性，划分网格，设置边界条件，模拟踝关节正常站立状态下受力，进行加载分析。结果：本研究建立了一个包含骨、软骨及韧带的足踝部有限元模型，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600N载荷于胫、腓骨下端的上截面，踝关节胫骨下关节面的接触应力主要分布在中部及前外侧，最大接触应力为3．74MPa，接触面积为335．5mm2。踝关节周围四条主要韧带的位移（拉伸长度）中：胫跟韧带〉胫舟韧带〉跟腓韧带〉下胫腓联合前韧带。结论：本研究所建立的人体足踝部有限元模型经验证结果可靠，可进一步用于足踝部生物力学研究。
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