基于个性化肌肉-骨骼-韧带模型研究高负荷运动下优势与非优势侧ACL应变  

作　　者：巩泽 敖迪 李庚 李乐 

机构地区：[1]西北工业大学医学研究院,西安710000 [2]美国莱斯大学机械工程系,计算神经力学实验室,休斯敦77072

出　　处：《医用生物力学》2024年第S01期650-650,共1页Journal of Medical Biomechanics

基　　金：国家自然科学基金国际(地区)合作与交流项目,NSFC-STINT(中瑞),32211530049;国家自然科学基金项目,32301090;南京医科大学附属江宁医院医工融合实验室

摘　　要：目的本研究旨在搭建个性化肌肉-骨骼-韧带模型,以研究高负荷复杂运动下优势与非优势侧ACL应变差异。方法首先,基于Open Sim及NMSbuilder,搭建包含下肢及躯干核心肌群与完整膝关节韧带结构的肌肉骨骼模型,能够可靠估测在膝关节多角度被动屈曲时,前后向力、内外翻力、内外旋力对ACL应变的影响。其次,招募18-35正常受试者,完成双侧下肢在侧切、单脚前跳、双/单脚着陆、双/单脚着陆垂直起跳、单脚着陆侧切等高负荷动作时运动学(Opti Track动捕系统)与动力学(Kistler力台)数据采集。另外,结合个性化模型,进行逆向运动学与动力学分析,计算运动中ACL最大应变。并使用SPSS配对t检验对比受试者优势与非优势侧ACL最大应变。结果新建肌骨模型在被动屈曲0~100°、多角度下100 N前后向力、10 N·m内外翻力矩、5 N·m内外旋转力矩等被动行为测试中,所有韧带应变0~15.67%,ACL应变4.10%~10.35%,与既往文献对比相符。招募12名受试者(6男,6女),优势侧肢体各项动作ACL最大应变2.14%~6.22%,非优势侧肢体各项动作ACL最大应变9.75%~12.72%,不同动作非优势侧ACL应变均显著高于优势侧(P<0.05)。结论研究结果表明,研究建立的肌骨韧带模型可以为ACL应变定量评估提供新思路。且发现高负荷运动中非优势侧韧带应变高于优势侧,揭示非优势侧ACL更易受损的潜在机制。

关 键 词：非优势侧 正常受试者 被动屈曲 膝关节韧带 配对T检验 单脚 旋转力矩 ACL 

分 类 号：R318.01[医药卫生—生物医学工程]