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浅析肱骨髁上骨折好发于儿童的生物力学原因

  来源:120online      日期:2007-05-09
生物医学工程学杂志1999年第3期第16卷论著作者:郑 翔 陈 奇单位:郑 翔(扬州大学工学院,扬州 225009);陈 奇(扬州市中医院,扬州 225002)关键词:生物力学;肱骨踝上骨折;前倾角...

  5 肱骨AB的受力分析

  当人体受暴力前俯跌扑上肢撑地,肱骨上部的力学分析较为复杂,但我们以取下部为研究对象,肱骨AB在B处受到来自前臂的反作用力RB。由于小儿肱骨下端无明显前倾角,所以其肱骨直接受到RBx和RBy共同作用的组合力(见图7),且B点(肱骨踝上)的压应力为:



  由文献[1]可知,肱骨髁上抗压强度最低,是儿童此类骨折的好发部位,临床表现也是如此 。因此小儿肱骨髁上易发生骨折,不仅仅是该处骨质抗压强度低,而且因该处的骨形状的特点所致,使得该处的组合压应力较大。



图7 小儿肱骨受力图

  Fig 7 Child humerus weighted diagram  成人由于前倾角γ的存在(见图1),使得肱骨踝上受到的力不同于儿童(见图8),取BB0段为研究对象,则B0(肱骨踝上)的受力为剪力QB0、轴力NB0、弯矩MB0,且

  由∑FN=0

  得NB0=RBycos(γ-θ)+RBxsin(γ-θ)



图8 成人肱骨受力图

  Fig 8 Adult humerus weighted diagram

  由于成人肱骨AB相对较长,成人因前倾角存在产生的θ角实际上是很小的。不妨假设,γ=45°,θ≈0,则NB0=0.7(RBy+RBx),而α值较小,所以sinα也相应较小,则RBx=Fcsinα也很小。故NB0仅为0.7RBy。再看MB0,受到RBy和RBx不同方向的力矩作用,可抵消部分弯矩。再看E点,由于前倾角γ位于端部,随着x值的增大,γ角对轴力的影响逐渐减小。有:

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