步态下膝关节的肌肉、韧带和关节接触力

目的：在活体中测量人类组织的力和应变目前是不可行的。计算机建模和仿真可以非侵入性地估算这些量。本文回顾了我们在步态中膝关节的肌肉、韧带和关节负荷的最新研究。方法：从复杂的步态计算机仿真中获得的肌肉和地面反应力被输入到下肢的详细模型中，以获得膝关节在一个完整步态周期中的韧带和关节接触负荷。结果：前交叉韧带（ACL）力的峰值出现在早期站立阶段，主要由髌腱对胫骨的前向拉力决定。内侧副韧带是ACL缺损膝关节前胫骨平移（ATT）的主要制约因素。通过增加腿筋肌肉力，可以将ACL缺损膝关节的ATT降低到完整膝关节计算的水平。减少股四头肌的力量不足以将ATT恢复到完整膝关节计算的水平。在正常和ACL缺损步态中，施加在股骨和胫骨之间的结果力主要保持在膝关节的内侧。膝关节内收力矩受到肌肉和韧带力量的综合抵抗。结论：步态站立阶段膝韧带负荷的解释与施加在腿部的前剪切力模式有关。胫股关节的力分布由施加在膝关节的外部内收力矩的变化决定。在正常和ACL缺损的步态中，施加在胫股和髌股关节的力量相似。在ACL缺损步态中，腿筋的促进比股四头肌的避免在减少ATT方面更有效。