神经生理学的月骨无菌性坏死生物力学机理研究

Biomechanical study on Kienb?ck's disease is hot and frontier for hand surgery. This project proposed using neural physiology theory "force transmission and interaction between the nerve - muscle - bone and joint force " study on mechanism of force transmission and stress distribution of kienb?ck's disease, and to establish a neurophysiological wrist biomechanical model of Kienb?ck's disease, to provide a unique theoretical framework for Kienb?ck's disease's biomechanics research;Study on the signal changes of the muscle that control the wrist movement in vivo in different locations, then to build multi-channel EMG data fusion model; Study on in vivo carpal and carpal ligament, to establish image three-dimensional finite element model of the wrist; Study on mapping relations between EMG characteristic parameters that reflected in controlling wrist movement and "muscle force - joint torque", to establish a isokinetic muscle strength model; Studies on in vivo lunate's biomechanical changes at different locations, to establish lunate 3D dynamometer model. The project's research will provide theoretical basis for our study on Kienb?ck's disease for surgical approach, refine and develop and to provide a completely new way for our research Kienb?ck's disease.

月骨无菌性坏死的生物力学研究是手外科研究的热点和前沿。本项目拟运用神经生理学理论"神经-肌肉-骨关节间的力的传递和相互作用关系"研究月骨无菌性坏死的腕关节载荷传递与关节接触应力分布的机理，并以此建立一套神经生理学的月骨无菌性坏死生物力学模型，为月骨无菌性坏死的生物力学研究提供一种独特的理论架构：研究在体腕关节处于不同位置时控制腕关节运动的肌肉的电信号变化，建立多通道肌电信息融合模型；研究在体腕骨及腕骨间韧带关系，建立腕关节影像学三维有限元模型；研究肌电信息中反映控制腕关节运动的特征参数与"肌肉力-关节力矩"的映射关系，建立等动肌力模型；研究在体腕关节处于不同位置时月骨的生物力学变化，建立月骨三维测力模型。本项目的研究将为月骨无菌性坏死以后术式的选择、完善和发展提供基础理论依据，为我国月骨无菌性坏死方面的研究提供一条全新的途径。

本项目已按照计划执行。进行了有关腕关节医学图像的预处理方面的研究与实验，生成了人体腕部的有限元模型，对腕关节的医学图像生成的有限元模型进行力学模拟与分析，模拟了月骨在相同压力作用下不同受力的位置以及月骨在不同压力作用下相同受力位置的应力情况，成功的生成了运用两种建模方法生成的在体月骨有限元模型的三维模型，运用基于PSO算法的图像分析方法进行了月骨的受力分析，并提出了一种在体骨关节应力分布检测方法和一种肢体等速多通道肌电信号特征提取方法。本项目按照计划书的预定目标，课题组进行了三年的持续深入研究，很好的完成了研究任务，已发表科技论文3篇，会议报告1份，已申请发明专利2项，并培养研究生3名。