長短腿個體在步態中立期時股骨與髖關節力學形態之研究(重點研究計畫)

長短腿個體之步態與正常人步態是有明顯差異的。對於長短腿個體之相關生物力學
研究需要先行具備其結構型態、負載條件和邊界條件，而這些資料都仍相當缺乏。
本計劃擬建立長短腿結構型態，並推導出大腿骨骼肌肉的力學模型和髖關節受力的
數學模型。首先由長短腿個體進行步態分析，測量中立期瞬間單腳站立時脊柱、骨盆與
下肢的相關位置。接著瞭解骨盆傾斜後中心邊緣角的變化，並配合修正後的長短腿髖部
肌肉模型，以力學平衡條件，推算出長短腿兩側股骨頭分別承受的作用力方向及量值，
據此以長短腿髖關節數學模型推算出荷重接觸面積，並探討接觸面上應力分佈的狀況。
由於髖關節特殊的結構，髖臼曲率半徑小於股骨頭，使得髖關節在承受逐漸增加的
荷重時，荷重接觸區域會由周圍向中心逐漸增加，以維持於一定值的壓力。為了進一步
瞭解在長短腿個體上此種髖關節對應力分佈的調節效應，本研究擬以多孔彈性有限元素
模擬軟骨層和骨骼，探討荷重面積、作用力方向改變時，上述效應對應力分佈的影響。
最後，配合套裝軟體Lifemod，將本研究所獲得的結果建立一個符合長短腿力學條件的
生物力學介面系統，俾利於臨床人員能迅速地獲得相關資料。