研究目的:随着中共中央、国务院发布了“健康中国2030”规划纲要,大力推进健康中国的建设。运动锻炼已经成为人民群众日常生活重要的一部分。随着运动锻炼的增多,人们对足踝部的功能完整性要求也越来高,足踝部损伤的比例也在逐年增加。在过去的研究中,对于分歧韧带的研究主要集中在了解剖形态学研究,很少有关于分歧韧带生物力学的研究。本研究通过建立足踝关节复合体三维模型,使用有限元分析对分歧韧带损伤后,跟骰关节、距舟关节及分歧韧带的力学变化,为分歧韧带的生物力学提供更多的理论依据。研究方法:1、通过计算机断层扫描技术,对1名25岁成年男性志愿者的足踝部进行扫描获取影像数据。通过Mimics Medical 21.0软件,对DICOM格式的影像数据进行提取,并使用该软件将二维图像转化为三维模型,最终获取胫骨、腓骨、距骨、跟骨、骰骨、舟骨、楔骨、跖骨、趾骨、软组织的模型,并保存为Stl格式文件。2、将所有骨骼依次导入Geomagic Wrap软件对各个骨骼进行光滑处理与曲面的构建,最后用STP格式的文件进行保存。将经过处理的各个模型导入Solidworks2017软件中进行装配,并在该软件中构建关节软骨、刚性地面与线体韧带草图的绘制,将生成的骨骼与软组织模型,以XT文件格式进行保存。3、将文件导入Workbench17.0对模型的材料属性进行赋值后,建立Link10线体韧带与弹簧韧带,完成模型的网格划分、边界条件与载荷的设置,参照以往的文献对模型的有效性进行验证。4、通过对足踝关节复合体模型进行跟骰韧带与跟舟韧带的去除,模拟分歧韧带的损伤,分别对模型予以正常中立位、内翻、内收、跖屈位的载荷,对正常组、单独跟舟韧带受损、单独跟骰韧带受损、跟骰韧带与跟舟韧带合并受损四组受力模型进行有限元分析。研究结果:完整的足踝关节复合体由1121390个节点、664871个单元组成,最终生成了包含胫骨、腓骨、距骨、跟骨、骰骨、舟骨、楔骨、跖骨、趾骨、软组织、韧带、关节软骨的模型。通过将本模型的胫骨远端关节面、足底应力分布与相关足踝有限元分析的分析结果进行对比,证明该模型具有较好的仿真性可以用于有限元分析。通过有限元软件模拟分歧韧带损伤模型,在分歧韧带损伤后,跟骰背侧韧带会相应的受到更大的等效应力,其中在跖屈位时最为明显。跟骰韧带损伤时,距舟关节面在正常负重下的最大应力发生了明显的增加。分歧韧带损伤后,中足的力学分布会因为损伤发生不同程度的改变,可能会进一步导致足部跗横关节不稳。结论:通过三维有限元软件,完成了对正常足踝关节三维元有限模型的建模,并将三维有限元模型与既往建立的足踝关节模型进行对比,验证了本实验的有限元模型的有效性。通过该模型对分歧韧带损伤进行有限元分析,发现了分歧韧带会不同程度地影响中足力学的稳定性,为分歧韧带的生物力学研究提供了一种全新的方法。