手腕部不同载荷状态下舟月骨间韧带应力分布分析

doi:10.13418/j.issn.1001-165x.2021.05.016

中国临床解剖学杂志 ›› 2021, Vol. 39 ›› Issue (5): 586-592.doi: 10.13418/j.issn.1001-165x.2021.05.016

手腕部不同载荷状态下舟月骨间韧带应力分布分析

魏明杰¹，　许育健³，　吴一芃²，　王腾²，　吴欢³，　袁礼波¹，　唐文宝¹，　郭孝菊¹，　徐永清²

1.昆明医科大学研究生院，昆明 650000；　2.中国人民解放军联勤保障部队第九二O医院骨科，昆明 650032
3.陆军军医大学研究生院，重庆 400000

收稿日期:2020-03-30 出版日期:2021-09-25 发布日期:2021-09-30
通讯作者: 徐永清，教授，主任医师，博士生导师，E-mail： xuyongqingkm @163.net
作者简介:魏明杰(1992-)，男，安徽滁州人，在读硕士研究生，医师，主要研究方向：显微外科和创伤骨科，E-mail：15288368413@163.com
基金资助:
云南省创伤骨科临床医学中心（ZX20191001）

Stress distribution of the scapholunate interosseous ligament under different load conditions on the wrist

Wei Mingjie¹, Xu Yujian³, Wu Yipeng2, Wang Teng², Wu Huan³, Yuan Libo¹, Tang Wenbao¹, Guo Xiaojv¹, Xu Yongqing²

1. Postgraduate Department of Kunming Medical University, Kunming 650000, China；2. Department of Orthopedics, the 920th Hospital of Joint Logistics Support Force of Chinese People’s Liberation Army, Kunming 650032, China; 3. The Graduate School, Army Medical University, Chongqing 400000, China

Received:2020-03-30 Online:2021-09-25 Published:2021-09-30

摘要/Abstract

摘要： 目的　建立腕关节三维有限元模型研究腕关节舟月骨间韧带（Scapholunate interosseous ligament,SLIL）在腕部不同运动中的应力分布。方法　选取正常腕关节CT数据，将其导入Mimics软件构建腕关节三维有限元模型，分析腕关节不同运动方向受力时的SLIL应力分布。结果　随背伸角度增大，SLIL应力增大，背伸角度增加到 90°时，SLIL受到最大应力为1.3787 MPa。背伸角度为 30°时，腕关节掌屈时SLIL受到的最大应力为 0.1596 MPa，掌屈角度增加到 90°时，SLIL的最大应力降低至0.2452 MPa。桡偏 25°时，SLIL受到的最大应力为0.8145 MPa，尺偏 25°时，SLIL受到的最大应力为 0.1356 MPa。腕关节做桡侧受力 20N 时，SLIL受到的最大应力为 0.4465 MPa，尺侧受力 20N 时，SLIL受到的最大应力为 0.4635 MPa。结论　腕关节三维有限元模型可以模拟SLIL在腕部不同运动中的受力情况。腕关节背伸角度达90°时，SLIL的应力最大。做尺偏、桡偏动作时，相同偏转角度下，SLIL桡偏时最大应力是尺偏最大应力的6倍左右。

关键词: , 腕关节, 　舟骨, 　月骨, 　骨间韧带, 　有限元分析

Abstract: Objective　To study the stress distribution of the scapholunate interosseous ligament(SLIL) of the wrist joint during different movements of the wrist by established a three-dimensional finite element model of the wrist joint.　Methods　The CT data of normal wrist joints were selected and imported into Mimics software to construct a three-dimensional finite element model of the wrist joint.. The SLIL stress distribution of the wrist joint under different motion directions was analyzed.　Results　With the increasing of the dorsiflexion angle, the SLIL stress increased. When the dorsiflexion angle increased to 90°, the maximum stress of SLIL was 1.3787 MPa. When the dorsiflexion angle was 30°, the maximum stress of SLIL was 0.1596 MPa. When the angle of palmar curvature increased to 90°, the maximum stress of SLIL reduced to 0.2452 MPa. The maximum stress of SLIL was 0.8145 MPa at 25° radial deviation, and 0.1356 MPa at 25° ulnar deviation. The maximum stress of SLIL was 0.4465 MPa when the radial force was applied to the wrist joints at 20 N, and 0.4635 MPa when the ulnar force was applied at 20 N.　Conclusions　The three-dimensional finite element model of the wrist joint can simulate the force of SLIL in different wrist movements. The stress of SLIL is maximum when the wrist joint dorsiflexion angle reaches 90°. When doing ulnar deviation and radial deviation, the maximum stress of SLIL radial deviation is about 6 times of the maximum stress of ulnar deviation at the same deflection angle.

Key words: Carpal joints, 　Scaphoid bone, 　Lunate bone, 　Interosseous ligament, 　Finite element analysis

中图分类号:

R686
R318.01

魏明杰, 许育健, 吴一芃, 王腾, 吴欢, 袁礼波, 唐文宝, 郭孝菊, 徐永清. 手腕部不同载荷状态下舟月骨间韧带应力分布分析[J]. 中国临床解剖学杂志, 2021, 39(5): 586-592.

Wei Mingjie, Xu Yujian, Wu Yipeng, Wang Teng, Wu Huan, Yuan Libo, Tang Wenbao, Guo Xiaojv, Xu Yongqing. Stress distribution of the scapholunate interosseous ligament under different load conditions on the wrist[J]. Chinese Journal of Clinical Anatomy, 2021, 39(5): 586-592.

参考文献 22

[1]	刘波. 腕关节损伤治疗相关争议问题探讨[J]. 中华创伤杂志, 2018,34(9):769-772. DOI: 10.3760/cma.j.issn.1001-8050.2018.09.001.
[2]	Berger RA. The gross and histologic anatomy of the scapholunate interosseous ligament[J]. J Hand Surg Am, 1996, 21(2):170-178. DOI: 10.1016/S0363-5023(96)80096-7.
[3]	韩利军. 手舟月骨间韧带和月三角骨间韧带的解剖学特点[J]. 中国组织工程研究与临床康复, 2009,13(37):7318-7321. DOI: 10.3969/j.issn.1673-8225.2009.37.024.
[4]	李秀忠, 蔡锦方, 张元信, 等. 近侧列腕骨间关节及韧带的应用解剖学观察[J]. 中国临床解剖学杂志, 2012,30(1):22-25. DOI：10.13418/j.issn.1001-165x.2012.01.005.
[5]	徐永清, 钟世镇, 徐达传, 等. 腕关节韧带解剖及组织学特性研究[J]. 中华创伤骨科杂志, 2005，7(12):1147-1151. DOI: 10.3760/cma.j.issn.1671-7600.2005.12.013.
[6]	陈延荣. 桡骨远端骨折畸形愈合后腕关节的生物力学变化 [D].苏州大学, 2013.
[7]	何川, 李彦林, 张振光, 等. 不同屈曲状态下膝关节韧带生物力学的有限元分析[J]. 中国运动医学杂志, 2015, 34(7): 662-669. DOI: CNKI:SUN:YDYX.0.2015-07-009.
[8]	艾登超. 腕关节三维有限元精细模型的建立及其验证 [D]. 天津医科大学, 2017.
[9]	Shin SS, Moore DC, McGovern RD, et al. Scapholunate ligament reconstruction using a bone-retinaculum-bone autograft: a biomechanic and histologic study[J]. J Hand Surg Am, 1998, 23(2): 216-221. DOI: 10.1016/S0363-5023(98)80116-0.
[10]	李秀忠, 赵卫东, 钟世镇, 等. 舟月骨间韧带的解剖及生物力学研究[J]. 中华骨科杂志, 2005，25(4): 214-217. DOI: 10.3760/j.issn:0253-2352.2005.04.007.
[11]	Rybicki EF, Simonen FA, Weis Jr EB. On the mathematical analysis of stress in the human femur[J]. J Biomech, 1972, 5(2):203-215. DOI: 10.1016/0021-9290(72)90056-5.
[12]	Sun J, Yan S, Jiang Y, et al. Finite element analysis of the valgus knee joint of an obese child[J]. Biomed Eng Online, 2016,15(Suppl 2):158-158. DOI: 10.1186/s12938-016-0253-3.
[13]	Ren D, Liu Y, Zhang X, et al. The evaluation of the role of medial collateral ligament maintaining knee stability by a finite element analysis[J]. J Orthop Surg Res, 2017,12(1):64-64. DOI: 10.1186/s13018-017-0566-3.
[14]	Shriram D, Praveen Kumar G, Cui F, et al. Evaluating the effects of material properties of artificial meniscal implant in the human knee joint using finite element analysis[J]. Sci Rep, 2017, 7(1):6011-6011. DOI: 10.1038/s41598-017-06271-3.
[15]	Gíslason MK, Stansfield B, Nash DH. Finite element model creation and stability considerations of complex biological articulation: The human wrist joint[J]. Med Eng Phys, 2010, 32(5):523-531. DOI: 10.1016/j.medengphy.2010.02.015.
[16]	朱海波, 朱建民, 马南, 等. 基于软骨和韧带的全腕关节有限元模型建立和舟状骨生物力学研究[J]. 上海医学, 2014,37(7):602-605+541. DOI: CNKI:SUN:SHYX.0.2014-07-018.
[17]	徐永清, 钟世镇, 赵卫东, 等. 部分腕关节韧带生物力学特性的研究[J]. 中华手外科杂志, 2003, 19(1):33-35. DOI: 10.3760/cma.j.issn.1005-054X.2003.01.015.
[18]	刘国峰. 自体骨-韧带-骨移植治疗慢性舟月不稳定的临床效果[J]. 河北医科大学学报, 2018, 39(3): 289-292. DOI: 10.3969/j.issn.1007-3205.2018.03.010.
[19]	唐春晖,姚高文,王林, 等. 切开复位内外固定结合锚钉修复腕骨间韧带治疗月骨周围损伤[J]. 中国骨伤, 2018,31(9):863-866. DOI: 10.3969/j.issn.1003-0034.2018.09.016.
[20]	李秀忠, 蔡锦方, 张元信, 等. 舟月骨间韧带在舟月骨屈伸运动中的作用[J]. 中华创伤杂志, 2011, 27(10):919-923. DOI: 10.3760/cma.j.issn.1001-8050.2011.10.017.
[21]	朱小弟, 王利, 李文庆, 等. 切开复位加压空心螺钉内固定治疗经舟骨月骨周围骨折-脱位[J]. 中国临床解剖学杂志, 2012, 30(3):353-355.DOI: 10.13418/j.issn.1001-165x.2012.03.029.
[22]	刘国峰. 腕关节舟月不稳定临床研究[J]. 中国药业, 2018, 27(A01):241-242.

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Stress distribution of the scapholunate interosseous ligament under different load conditions on the wrist

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[1]	江剑宏, 段仁鹏, 李晓锋. 国人胆道三维重建解剖变异应用研究[J]. 中国临床解剖学杂志, 2024, 42(1): 1-4.
[2]	郭红志, 王瑜, 张加琪, 梁海彬, 马梓玮, 冯伟, 吴忧, 司子燚. 血管铸型结合CT三维模型评估先兆子痫胎盘血管结构[J]. 中国临床解剖学杂志, 2024, 42(1): 5-10.
[3]	李佳伟, 张静, 李灿然, 兰文杰, 籍庆余, 郭志勇, 张云凤, 刘启, 陈清威, 李筱贺. 蒙古族人群股骨近端解剖参数X线测量[J]. 中国临床解剖学杂志, 2024, 42(1): 11-16.
[4]	李琨, 张燕, 郭冉, 郝咪咪, 吴轩宇, 徐艺芳, 王超群, 马文童, 张灵淇, 杨宏宇, 李志军, 张少杰, 王星. 儿童及青少年枕颈角与后枕颈角数字化测量及其临床意义[J]. 中国临床解剖学杂志, 2024, 42(1): 17-20.
[5]	李文, 杨思艺, 黄蕾, 卿霁雯, 蒋松涛, 张磊. 基于MRI探讨Lisfranc韧带的形态学特点及临床意义[J]. 中国临床解剖学杂志, 2024, 42(1): 21-25.
[6]	李凡凡, 徐阳, 王晓旭. 紫草素调节Nrf2/HO-1信号通路对实验性大鼠肉芽肿性小叶性乳腺炎的治疗作用研究[J]. 中国临床解剖学杂志, 2024, 42(1): 26-32.
[7]	王兴航, 丁佳媛, 李放, 包翠芬, 阎丽菁. 人参皂苷Rg1通过抑制NLRP3炎症小体途径减轻氧糖剥夺/复供后小胶质细胞炎症反应[J]. 中国临床解剖学杂志, 2024, 42(1): 33-41.
[8]	程莹莹, 武建军, 蔡海燕, 焦旭文, 马江波, 丁银秀. 体外炎性诱导星形胶质细胞激活及功能分析[J]. 中国临床解剖学杂志, 2024, 42(1): 42-46.
[9]	祁志, 杨力, 贾秋叶, 陈浩伦, 段兆达, 吴春云. 依达拉奉经MAPKs通路对脂多糖激活的小胶质细胞Sirt3表达调控[J]. 中国临床解剖学杂志, 2024, 42(1): 47-53.
[10]	张晶晶, 王洪新. 黄芩苷通过PDGF/P38 MAPK信号通路对肺动脉高压大鼠的保护作用[J]. 中国临床解剖学杂志, 2024, 42(1): 54-58.
[11]	乐钦, 陈荣丽, 熊婧熙, 王婷怡, 蔡志恒, 易秋实, 曾心怡. 白芨多糖对大鼠跨区皮瓣choke区的影响[J]. 中国临床解剖学杂志, 2024, 42(1): 59-64.
[12]	李笑予, 张磊, 付磊, 李东波, 汪国友. 三步接骨法治疗Sanders Ⅱ型跟骨骨折的有限元研究[J]. 中国临床解剖学杂志, 2024, 42(1): 65-70.
[13]	吴研飞, 马剑雄, 卢斌, 王颖, 柏豪豪, 靳洪震, 马信龙. CT后处理技术重建CT值与终板抗压强度的相关性研究[J]. 中国临床解剖学杂志, 2024, 42(1): 71-76.
[14]	庄万强, 唐毅, 骆勇刚, 张辉. 关节镜联合胫骨高位截骨术对髌骨位置及髌股关节功能影响的早中期回顾性研究[J]. 中国临床解剖学杂志, 2024, 42(1): 77-82.
[15]	罗鹰, 窦伟誉, 吴小杭, 陈璟昆, 彭昌贵, 潘剑英 . 微创海马钢板内固定治疗跟骨骨折并发症的影响因素[J]. 中国临床解剖学杂志, 2024, 42(1): 83-88.