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膝关节作为人体中最大的关节，既支撑人体重量又承担下肢活动。由于膝关节的外裸结构极易损伤，加之疲劳损伤导致的膝关节炎病，就更使膝关节损伤及关节炎病例攀升迅速。膝关节炎病症的终极治疗方法是全膝关节置换，伴随着社会老龄化，全膝关节置换成为骨外科的主要手术，其影响面广影响力强更是举目可知。但膝关节生物结构复杂，胫股及髌股关节串、并耦合，全膝关节置换后关节材料与形面的改变，不仅影响胫股关节与髌股关系的运动性能，而且影响置换后关节的稳定与动平衡，尤其是对髌股关节的影响更为明显，例如：会改变关节面的应力分布，引起应力集中或关节失稳，还可能改变关节韧带的松紧程度及应力分布，由附加应力致使韧带损伤。因此，膝置换后髌股关节的性能及髌骨的运动特性成为术后关节质量的主要指标。为降低全膝置换术后膝关节的并发症，避免置换膝的术后翻修，测试置换假体膝的髌骨的运动特性就成为骨外科领域的一个重要而且迫切需要解决的关键问题。

该项目基于人体置换膝假体的运动，通过股骨、髌骨及胫骨机构模拟置换膝后假体关节的运动，采集其膝关节屈伸的整个运动过程中股骨近端的上下移动、股骨的屈伸运动、髌骨的摆动、胫骨的屈伸运动及自旋运动等相关数据，综合合成而得到其髌骨的运动性能。本装置能实现的最大屈伸角度为120°，为置换膝假体关节尤其是髌骨的运动测试提供了技术及设备。该装置相关技术参数：膝关节屈伸角度范围为0°至120°，其中胫骨的屈伸角度范围为0°至62°，股骨近端的移动范围为0至373mm，加载频率为1±***，股骨近端往返运动线速度为764mm/s。

北航工研院相关研发团队

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