背景:随着精准医疗时代的来临,数字医学通过将信息科学技术与医学的有机融汇获得了迅猛发展,已深入到医学领域的各个方面,有力地推动和提升了医学的发展与水平。骨科矫形修复逐步走进了数字化时代,对足踝部生物力学的有限元分析研究,对治疗和预防损伤、手术重建功能有重要的意义。并且对患者术后康复训练也具有指导价值。目的:重建腓总神经损伤所致足下垂患者的人体足踝部骨骼、肌腱三维有限元模型,对此模型进行肌腱转位手术模拟,分析力学特性,指导手术及预后。同时为年轻的骨科医生寻求一种可行的精准医疗模式,缩短临床学习曲线。方法:1.通过导入1例左侧腓总神经损伤导致左侧足下垂的男性患者足踝部C T数据,运用MIMICS、Cero、Abaqus、ANSYS等一系列软件重建足踝部骨骼;2.选择10位体格匀称的除外腿部疾患的青年男性受试者,运用肌电诱发电位仪测量计算出表面肌电信号的均方根幅值RMS,对肌力大小进行预估;3.赋予各个部分的材料参数,限定踝关节四个方向的极限角度,从而得出具有正常足的有限元模型;4.在此模型基础上,规定腓总神经支配的肌肉肌力为0,模拟腓总神经完全损伤所致的足下垂畸形状态;5.再在此基础上,对胫后肌腱转位,锚定点分别确定为内、中、外侧楔骨,转位肌腱将足固定于背伸10~o位,且转位后胫后肌肌力下降一级;6.对三个不同锚定位置的两次下垂状态进行有限元分析,分别计算这六种工况下的踝关节背屈、内外翻角度,以及转位肌腱的最大应力。结果:足踝生物力学模型,初步模拟正常足和下垂足的背伸、跖屈状态,对足踝部力学特性的了解、指导治疗、评价预后具有积极的意义。足下垂的肌腱转位手术设计围绕不同的肌腱锚定位置来展开,对各种情况的比对发现:锚定中侧楔骨的肌腱转位方式对足下垂的角度纠正作用最大,肌腱所受应力最小;锚定外侧楔骨对纠正足下垂畸形的效果最差,同时该处的肌腱所受应力大于其他两处位置。胫后肌腱转位手术治疗足下垂时,优选中间楔骨作为转位后锚定点,可以获得较佳的力学效应。无论是正常足、下垂足或者肌腱转位后的足,肌腱的应力集中点位于肌腱骨骼接触面,易发生肌腱损伤甚至撕脱骨折,手术过程中应做到坚强固定,术后石膏保护患足直至形成腱骨愈合。结论:1.有限元建立的足踝生物力学模型可以模拟正常足和下垂足;2.锚定中侧楔骨的肌腱转位方式对足下垂的矫形效果最佳;3.转位肌腱的应力集中点位于肌腱骨骼接触面,术中应做到坚强固定。