肱骨外展动作中肩袖生物力学的有限元分析

目的 构建肩关节有限元模型,用于分析肩袖生物力学.方法 采集1名26岁健康男性志愿者右肩CT、MRI数据,构建肩关节有限元模型,包含肩胛骨、肱骨、锁骨,以及肩袖肌群(冈上肌、冈下肌、小圆肌、肩胛下肌).模拟肱骨在肩胛骨平面外展,分析肩袖肌肉应力变化.结果 肱骨在肩胛骨平面外展0°～30°过程中,各组肌腱与肱骨头连接处的应力均增大.冈上肌腱应力变化速率较快;肩胛骨前方的肩胛下肌对比肩胛骨后方的冈下肌-小圆肌,两组肌腱的应力变化较为同步.当肱骨在肩胛骨平面外展30°时,冈上肌腱、肩胛下肌腱及冈下肌腱-小圆肌腱与肱骨头连接面的平均应力分别为7.894 8、4.721 7、3.768 8 Mpa,冈上肌腱关节面与滑囊面结点平均应力分别为7.931 4、4.099 0 Mpa.冈上肌腱的关节面与滑囊面应力有明显差异,应力差值随肱骨在肩胛骨平面外展而增大,造成的剪切力可造成冈上肌腱撕裂.结论 肩袖对肩关节的活动与稳定性有重要作用,其受力特点易引起肩袖损伤.