2.1  有限元法在髌腱炎损伤机制研究中的应用  利用有限元法能够实现对髌腱生物力学功能特点和损伤机制等的分析及评估。起先，RICHARDS等^[11]在1996年为确定跳台动作和髌骨肌腱炎之间是否存在预测关系，定量分析排球扣球和跳台动作中下肢的动力学变化，通过有限元模型的逻辑回归分析发现，扣球和跳台起跳阶段的垂直地面反作用力是预测肌腱炎的重要指标，即胫骨外扭转力矩变化使髌腱发生变形和位移，为髌腱炎等损伤的出现提供了力学依据。BORK等^[12]通过研究跑鞋几何形状和材料的关系对下肢过度使用的疾病综合征进行有限元动态模拟，了解到胫骨疲劳性骨折和髌骨肌腱病可能是重复强迫后足内旋在地面接触运动阶段产生过度使用损伤的结果，研究发现髌腱周围压力分布不均易产生疼痛。SLOTKIN等^[13]对青少年膝关节发育状况进行了有限元模拟，通过三维重建发现膝关节周围的生长变化、生物力学和解剖结构增加了前膝关节疼痛诊断和治疗的复杂性，该模型旨在非手术治疗中通过改善神经-肌肉控制和恢复下肢动力链功能来缓解前膝关节疼痛。综合以上研究结果表明，利用有限元法对髌腱等膝关节疾病进行生物力学特征分析，可以模拟髌腱疼痛产生的风险因素，进一步验证与膝关节伸肌结构的高张力和高负荷显著相关，同时髌腱炎的产生与增加胫骨外侧扭转力矩和膝关节加深屈曲角度有相关性。运用有限元法对髌腱承受较高张力的危险因素有以下2方面。

膝部解剖学特点及相关组织病变是导致髌腱张力增加的内在因素。已有相关实验证明导致髌腱炎疼痛产生的原因，与股四头肌腱高张力和髌骨位移改变相关^[14-15]。SCATTONE等^[16]对股骨进行有限元模型分析，验证跳跃着陆时髌骨矢状面位置改变对伴有和不伴有髌骨肌腱病变运动员下肢生物力学、髌腱力学特性和疼痛的直接影响，结果表明患髌骨肌腱炎运动员比未患髌骨肌腱炎运动员表现出更高的髌骨初始位置，所以在着陆过程中增加躯干屈曲使髌骨下移，可能是减少跳跃运动员肌腱过载的一个重要策略。SLANE等^[17]通过有限元分析对股骨进行模拟，指出股内收肌紧张痉挛是导致髌腱张力增加的一个重要原因。BODEN等^[18]利用MRI影像学及三维重建探讨了下肢骨骼排列是否影响，指出如果膝关节不稳定经常左右摇摆，肌腱受到不必要的压力，不加以纠正会延长髌腱损伤病程，见表2。

根据髌腱所处的解剖位置，其如同弓弦般紧张于髌尖及胫骨转子之间，长期跳跃或膝部屈曲落地模式不当(内翻或外翻动作)反复牵拉引起髌腱过高张力，从而导致髌腱炎。EDAMA等^[19]为探讨影响髌腱炎发生机制的解剖学因素，调查了50具尸体上的100条腿，对髌下缘的形态、髌腱附着部位、髌腱长度和病程进行了详细研究，并利用有限元模拟膝跳跃运动力学过程，在对髌下缘呈尖型和前型2种类型进行模拟跳跃运动中，髌骨后倾导致膝关节屈曲时，髌下缘和髌腱近后表面受到撞击，提示这可能导致损伤；另一方面，对于后型和钝型，提示髌下缘后突肌腱纤维可能存在较强的拉应力，有限元分析验证后与标本结果一致。SCATTONE SILVA等^[20]验证跳跃着陆时改变矢状面躯干位置对伴有和不伴有髌骨肌腱病变运动员下肢生物力学、髌腱拉应力和疼痛的直接影响，有限元分析结果显示：躯干屈曲越大髌腱拉应力越低；但将膝关节内、外翻应力加载作为研究变量得出：矢状面峰值运动学、动力学的数值变化曲线及着陆时髌骨肌腱拉应力峰值增加、膝关节伸肌力矩增加，运动员疼痛明显加重，说明内、外翻动作使髌腱的应力增加。MCCLAY等^[21]探讨了篮球运动员患髌骨肌腱炎和踝关节扭伤的病因及力学关系，采用有限元分析软件进行下肢关节运动学和结构参数的典型运动动作模拟，如在膝内翻上篮落地和侧向运动中发现，胫骨及髌韧带周围应力在内翻落地时显著增大，即应力峰值出现在内翻落地状态，验证力学状态的真实性。JOHNSTON等^[22]探讨了自行车运动对膝关节力学的影响，发现由于膝关节在蹬踏时多处于内、外翻模式并在踏板处产生扭矩，导致肌腱等软组织易受伤。综上研究结果显示，跳跃时内、外翻会使髌腱承受较大的应力分布，在张力的幅值和时间方面都有增加，推测长期表现为膝内、外翻模式易诱发髌腱炎。

2.2  有限元法在髌腱炎治疗方法研究中的应用  髌腱炎(跳跃者膝)最主要的表现为训练中跑、跳或蹲时出现膝关节髌腱-腱骨结合部的疼痛^[23]。临床应用保守治疗和手术治疗2种手段来缓解髌腱炎的疼痛。随着数字化技术的发展，计算机建模功能的提升帮助有限元分析软件更强大和完善。有限元分析法在髌腱炎缓解疼痛和康复方面起到了重要指治疗导策略。

2.2.1  保守治疗  对髌腱痛处进行适当的按摩，可松解已产生粘连的髌腱前面与深筋膜之间的结缔组织(腱围)，改善血循，促进组织液和静脉血回流，有助于降低肌腱内部组织的压力^[24]。按摩手法是治疗髌腱炎的方法之一，分髌底前缘推压和胫骨转子刮拨。华英汇^[25]在研究股内斜肌/股外侧肌髌腱末端受力的有限元分析中提出，随着髌底前缘粘连层的增加，髌腱屈曲度减小，髌腱应力也随之增加；同时，将胫骨结节打磨光滑，髌腱下端活动度增加，应力曲线呈下降趋势。因此，在对髌腱治疗的同时采用使患者有胀感的力度对股内斜肌和股外侧肌进行按摩，可缓解髌腱应力分布。DAN等^[26]利用有限元法分析髌骨肌腱病变内在生物力学危险因素的评价中指出，通过增加髌腱牵引力线与股四头肌力矩的夹角可以直接减小对髌腱的应力，同时增加髌腱中心点角和降低髌骨高度测得的髌腱应力。TYLER等^[27]利用有限元法成功证明了髌骨矢状位倾斜对髌韧带压力的影响，运用计算机描述一种新的测量髌骨股骨关系的方法，称为前后髌骨倾斜，即膝关节X射线侧位片上髌骨关节面与股骨前骨干轴之间形成的角度，研究结果显示与对照组相比，髌腱病变患者的前后倾斜平均减少了4.5°，这种差异的存在为生物力学提供了解释。刘波^[28]通过动物实验对髌腱进行归一化滞后环面积、循环蠕变和剩余蠕变、应力松弛、生理应力范围的弹性测试，发现电针治疗可以增加试件的部分塑性变形，加快应力松弛，提升生理应力范围的弹性，这些变化对末端病治疗有积极意义。

目前临床上治疗髌腱炎使用针灸、超声波等治疗3个月无效时，建议采用体外冲击波治疗。LEITGEB等^[29]对髌腱炎进行冲击波模拟的有限元分析，当髌腱的负压达到3.0 Pa、频率为10 Hz时对膝部应变能量的统计，模拟分析缩小冲击波作用在膝部的范围，显示多脉冲击波产生的累积效应对髌腱的治疗效果更佳。

2.2.2  手术治疗  髌腱腱围剥离及髌腱变性部分切除是治疗髌腱炎的主要有创治疗手段，此治疗手段的生物力学依据多由有限元法提供。临床上的髌腱腱围剥离是为了缓解髌腱承受的过高张力。BALDWIN等^[30]在膝关节置换力学评估的动态有限元仿真中提出，髌腱柔韧性的恢复是膝关节损伤康复的难题，即使外科采用膝关节假体的内固定器对髌腱有一定解压作用，但术后步态姿势的异常仍会导致髌腱炎的产生。仝路等^[31]在膝关节三维数字化模型的研究中，列举了国内南方医科大学钟世镇教授率先开展“虚拟中国人”人体切片建模的研究工作，并利用中国男性1号的膝关节断层切片图像建立了可供力学分析和假体设计的膝关节三维模型。有限元分析主要针对膝关节解剖参数的研究，临床上应用三维重建技术分析研究膝关节解剖结构及软组织和内部髓腔的大小和运动轨迹等数据，对国内膝关节假体的设计和选择具有重要意义。吴阳等^[32]利用关节镜下射频治疗顽固性髌腱腱病，结果显示射频治疗能有效改善患者的膝前痛症状，极大提高患者膝关节功能。有限元研究发现，肌腱炎症不仅与反复劳损有关，还与体质量指数、足弓高度、错误动作模式有一定的联系^[33]。同时剥离后的髌腱-腱围能降低粘连在髌腱上的应力，缓解集中在髌骨下缘的张力所导致的牵拉疼痛^[34]。因此临床上对髌腱炎的治疗首先考虑保守方式，如果髌腱粘连严重或变性则行切除(剥离)，还应考虑结构的完整性。关于髌骨肌腱病变的病因是一种应力屏蔽/压缩现象还是一种重复的微超载发病机制的争论仍在继续。然而，有足够的临床证据排除压迫性病因，有足够的生物力学尸体证据和有限元模型支持重复性微过载，符合临床研究中已知的过载外在危险因素支持重复性微过载的病因。利用有限元分析探讨髌骨肌腱病变和伸肌机制的生物力学中，假设识别潜在危险因素即将髌骨的外侧面视为一个杠杆，两侧的力矩必须保持平衡，通过外侧平面X射线片对试验组(髌骨肌腱病变患者)和对照组(非髌骨肌腱病变患者)分析了髌骨相关杠杆测量值的差异，发现试验组髌腱-胫骨结节结合部力矩明显大于对照组^[26]。HAYES等^[35]指出，有限元法在肌腱尺寸的精准测量已被证明有助于肌腱部分切除和肌腱移植的开展，数字化模拟出肌腱的应力和应变，对于判断正常肌腱和退化肌腱之间的差异具有重要意义。王大忠 等^[36]通过建立含有模拟韧带、肌肉等部分软组织结构的膝关节有限元模型，采用三维步态分析仪采集试验对象运动中关节运动轨迹及其同步的肌电图信号，计算出同步肌力大小，配准到三维有限元模型，进行仿真步态分析髌韧带等软组织响应特点，研究表明肌肉张力是关节主要稳定因素，韧带张力与肌肉张力呈负相关，对临床髌腱腱纵行切开提供了力学依据。

2.3  有限元法在可穿戴设备及肌内效贴设计中的应用  在研究髌腱炎常规治疗和缓解策略的同时，越来越多的研究将焦点放在膝关节可穿戴设备及肌内效贴的设计上，有限元也是此类研究的常用方法。

2.3.1  可穿戴设备设计方面  最初，利用有限元法进行膝关节护具的研究中，李翼等建立一个膝关节三维模型，模拟了在膝关节佩戴一种动态生物功能腿部护具(依据不同种类的保护带)后的髌骨压力分布，来确定保护带佩戴位置对髌腱附着部压力大小的影响^[37]。LAVAGNINO等^[38]基于放射学测量研究了髌骨加压带对于减小跳高者膝关节损伤部位髌腱张力的影响，结果显示不同幅度的屈膝运动对髌腱响应特点都有直接影响，佩戴护具可以自动调节膝部材料的弹性模量，在膝角度数极小或高运动量下依然可以提供弹力保护，加固髌骨、防止位移。秦鹍等^[39]应用剪切波弹性成像测量髌腱和股四头肌的硬度，并进行重复性测试信度研究，得出结论剪切波弹性成像是一种可靠、可重复的方法。也有研究表明佩戴后托稳定型髌骨带对治疗轻度髌腱炎有效^[40-42]。有研究利用有限元模型预测处于不同状态时髌腱局部张力的相应变化，发现髌下带可以通过增加髌腱角来减少髌腱区域的平均局部应变^[43-44]。WILLY等^[45]认为髌骨应该被看作是一个杠杆，髌腱-股四头肌力矩随着膝关节佩戴双侧强力束带限制屈曲程度的变化而变化，利用有限元分析等一系列数学方程来描述髌骨在矢状面上位置和力的关系，简单理解为髌腱在第一次屈曲时处于相对较高的应力水平，然后将这种关系逆转为相对于髌腱股四头肌有较高的应力水平。

多年来运动专家提倡使用下肢加压带作为一种治疗方法，以减少各种原因引起的膝关节前疼痛，包括髌腱病、髌半脱位、髌股综合征、奥斯古-舒尔特病和髌骨软化症。尽管经常使用这些矫形器，而且佩戴这些矫形器运动员的主观膝关节前疼痛减轻，但对髌骨带发挥作用的潜在机制尚未阐明。然而，还没有研究评估髌骨带对髌腱本身张力的影响。最近的一项尸体研究表明，髌骨带降低了髌下脂肪垫压力和髌股关节面接触应力，平均降低了10%^[45]。DUNKMAN等^[46]探讨了利用髌骨带改变髌腱角，即通过减少局部髌腱张力变化起到缓解疼痛的作用。有限元模型计算表明，髌骨肌腱病变可能是较小髌骨-髌骨肌腱角高定位肌腱张力的结果，使用特殊托型髌腱加压束带时模型张力会减小^[47-49]。跳跃着陆时，在经典位置的髌腱张力与髌腱角呈负相关。

2.3.2  肌内效贴设计方面  根据髌腱炎及髌股关节疼痛综合征不同的伤病情况，设计科学有效的肌内效贴治疗方案，将其作为保守治疗中缓解疼痛的治疗手段^[50-51]，例如考虑到髌腱在整个下肢动力链中与髋关节和足/踝复合体的联动配合，针对股四头肌过紧^[52]、髌骨位置过高^[53]、胫骨前肌薄弱等原因造成的髌腱炎进行肌贴干预^[54]，结合运动康复训练改善髌腱应力分布，以帮助运动员恢复运动水平，重返赛场。目前，关于髌骨加压带的研究设计主要针对髌骨带形状和材料方面，根据人体肌肉发力顺序设计符合动力学的髌骨带，使其作用于髌腱的牵拉应力最小化。采用肌贴干预旨在肌肉起止点处加压来改变髌腱局部应变模式，再通过运动训练激活原动肌，减小对髌腱的牵拉，利用肌贴加压处来调整髌腱的弹性模量，从而提高肌肉等软组织的牵拉耐受能力^[55-56]。此外，BENJAMIN等^[57-58]通过有限元分析探讨了不同紧度肌内效贴作为支撑条件在肌腱和韧带等软组织结构内部的应力和应变情况，发现随着肌内效贴弹性紧度的增加，肌腱的压力峰值逐渐减小。肌内效贴的使用不仅可以提高纤维软骨对压缩负荷的适应能力，还可以实现膝关节的阻抗控制策略，在跳跃运动时调节股四头肌的力矩，减小对髌腱的牵应力^[59-60]。自定义形状贴扎技术满足膝关节发力的具体要求。有研究对髌腱进行有限元分析，探讨3种肌内效贴形状(A型、X型、Y型)及3种弹性紧度(120%，150%，180%)对髌腱压力的影响，结果表明肌贴形状对峰值压强影响较小，对弹性紧度影响较大^[61]。

膝部是下肢关节枢纽，连接着髋关节和踝关节，是人体行走、运动负重的重要器官，在各项运动中都发挥着不可替代的作用。髌腱也称髌韧带，是膝部的重要组成成分，作为股四头肌肌腱的连续部是全身最强大的韧带之一，位于膝关节囊的正前方，起于髌尖及其后面的转子，止于胫骨结节，长约8 cm，具有加强稳定关节囊、防止髌骨向侧方移位、辅助肌肉控制小腿发力等重要的作用。髌腱炎是膝部常见软组织损伤之一，多发于跳跃项运动员及从事跳伞军事人员等，排球和篮球运动员的发病率高达50%^[1]，亦是膝前疼痛的主要原因，在大众人群中跑步与自行车项目的发病率达36%^[2]，因此有“跳跃者膝”和“髌腱末端病”之称。病理学研究表明，病理性肌腱附着部病变由髌骨尖软骨膜-骨撕脱和慢性髌骨尖肌腱附着部水肿的炎症组成，拉伸生物反应器施加的高应变(或长占比周期)可导致张力细胞产生异常水平的基质金属蛋白酶，进而降解胶原蛋白导致炎症^[3]。镜下观纤维的玻璃样变^[4]，腱的胶原纤维波状排列消失、互相融合、血管增生或小圆细胞浸润等^[5]。由此，这些研究发现髌腱的损伤机制多为结构异常、髌腱受髌股关节面的压应力和扭转应力外产生的一种退行性改变，而不仅仅是一种炎症。虽然目前尚少有研究髌腱作为髌骨与胫骨枢轴点的生物力学意义，以及改变髌股关节内应力对髌腱的相关临床结果，但对于引起该损伤的危险因素已通过多项研究结果间接指出并验证。两方因素造成膝部结构异常：内部有高位髌骨、末端结构的“胞囊缓冲”不足、股四头肌建力矩偏小、髌骨-髌骨肌腱角、小腿肌力下降等^[6]；外部有半蹲运动或跳跃等运动使髌腱受到牵拉应力、高强度训练量、更硬的训练面、膝关节的纵向冲击等^[7]。

髌腱炎在长期从事跳跃(篮球、排球、短道速滑)的运动员最为常见，但多数研究表明无论是否经常跳跃，患上髌腱炎的概率无明显差异^[8]。其主要疼痛表现为蹲位起跳时明显，走平路无痛感，理学检查显示为髌下方压痛，与膝前方疼痛：髌股关节综合征；膝外侧疼痛：髂胫束摩擦综合征；膝内侧疼痛：鹅足腱滑膜炎临床上相鉴别。急性髌腱炎若不治愈易发展为慢性。根据其临床表现一般分为4期：Ⅰ期运动后出现疼痛；Ⅱ期始运动时出现疼痛，运动中疼痛消失，运动后出现疲劳和疼痛；Ⅲ期开运动时和平时均出现疼痛；Ⅳ期髌腱撕裂^[9]。因此，从生物力学角度研究髌腱炎的诱发机制，预防其损伤和治疗康复手段一直是临床研究者及医学学术界的热点话题。

膝部生物力学研究主要通过运动人体实验和尸体标本测量等传统方法获取其力学信息。运动人体实验是通过3D膝关节测力设备对压力分布测量得出膝部承受的身体重力、压强和压力分布情况，膝部不同组织间的应力状态及载荷传递机制通过传统方法无法获取。应用尸体标本模拟在慢性髌骨尖肌腱炎症发生的过程，比如由皮质再塑到皮质缺损和/或皮质下囊变应力分布，其整体的应力分布趋势及内在的损伤恢复机制很难解释。利用有限元法对膝内部结构进行生物力学机制辅助研究，可以很好地解决上述难题。

有限元法是将研究对象连续型区域离散为一组有限个且按照一定方式相互连接在一起的单元结合体^[10]。因为不同形状的单元可以按照不同的联结方式进行组合，有限元素是那些可以模拟为不同几何形状的求解小区域，主要是对有限元素进行力学分析，最后汇合到整体分析，这种化简为繁、集繁为整的方法是其基本思想。有限元法起初是应用于飞机等交通工业结构的力学特性分析，随着其应用越来越广泛，有限元法被应用在骨骼的建模、动静态的生物力学研究，逐渐发展为对肌肉、韧带等软组织的建模，对外形和材料的赋予上都有一套相对自动化的处理，通过CT和MRI影像辅助在计算机中建立虚拟的、具有几何约束、固定载荷、弹性模量的“仿真标本”，模拟疲劳程度、牵拉应力等实验条件，忽略人为因素的影响，准确度高。利用有限元软件对验证过的模型进行分析，经过前处理模块、分析计算模块和后处理模块3大计算机程序模拟膝部生物力学作用机制。研究者主要利用后处理模块求出相关力学特性，如应力、应变和位移等。膝部生物力学研究一直受到医用生物力学及临床康复工程专家的关注，虽然目前已经取得了不少研究成果，从最初仅能模拟简单的髌骨静态分析发展到含髌韧带、脂肪垫等所有膝关节骨骼在内的更为完整的三维髌腱结构模型，髌腱炎的生物力学损伤机制取得了一些进展，利用数字化的计算机技术对膝部复杂材料的内部结构进行模型重建，为髌腱炎生物力学研究提供理论支持，见表1。应用有限元法对髌腱生物力学的损伤机制、治疗手段、运动处方干预、康复器械的研发进一步研究，对可穿戴设备及肌内效贴设计研究进行应用，旨在为有限元法对髌腱炎研究的应用提供指导性的理论基础，并为髌腱炎的预防和康复干预提供新的临床思路。

1.1  资料来源  由第一作者以“有限元分析，膝部，髌腱(炎)，生物力学”为中文检索词，以“finite element analysis，knee，Patellar tendinitis，biomechanics”为英文检索词，在中国期刊全文数据库CNKI、SportDiscus、PubMed数据库、Elsevier数据库检索了1981至2019年发表的相关文献，检索文献类型包括研究原著、综述、荟萃分析等，截止检索时间2019-02-28，检索过程均由第一作者完成。

1.2  入选标准  ①文章所述内容明确阐释了利用有限元法进行髌腱炎生物力学研究；②文章所述内容涉及髌腱炎生物力学相关的研究，例如研究方法、损伤机制的临床研究、有限元法的特点等；③文章所述内容论点可靠、论据充分，具有原创性。

1.3  数据提取  计算机初检的得到160篇文献，通过阅读标题和摘要进行初筛，排除与入选标准不符、相关性差和中英文重复文献重复性研究。阅读全文，判断符合入选标准的文献，并根据文献所述内容进行了详细的分类汇总，最终提取61篇符合标准的文献进行综述，其中中文10篇、英文51篇，见图1。

1.4  质量评估  符合入选标准的61篇文献中包括研究原著、综述、荟萃分析以及临床研究等，内容分别涉及探讨有限元法在髌腱炎产生机制、治疗康复干预、可穿戴装备及肌内效贴设计中的应用，此外，还分析了有限元法的特点、局限性及髌腱炎生物力学研究方法和相关临床研究。

3.1  有限元法在髌腱炎生物力学研究的优势  通过有限元法建立一系列数学方程来分析髌腱在解剖面及功能位置上力的关系，可以重复性模拟力微过载的状态及变化，在髌腱炎生物力学特性研究中占有重要意义，不仅实现了对髌腱响应特点的分析，还对髌腱炎症发生前后的内部结构力学作用机制改变进行了详细阐述，为证明髌腱炎的损伤机制、预防及康复手段提供了理论依据。此外，还对髌骨-髌腱-可穿戴设备的模型设计提供了一个便捷验证方法，在无需进行多种不同材料及形状参数髌骨带的制作与测试情况下，利用有限元法多次模拟方式实现对可穿戴设备等实验分析和评估，避免了高昂制作成本的浪费和人体试错实验的不便。

3.2  有限元法在髌腱炎生物力学研究的局限性  在有限元法分析中，构建完善的骨骼、肌腱、韧带、半月板等还存在一定的局限性和不足：①计算机数据处理量过大时会将复杂多变的膝关节简化，当髌腱的跳跃缓冲作用在平路步行体现不明显时，会减少计算量忽略其结构的建立；或者将部分软组织(如前、后交叉韧带和内、外侧副韧带)对研究对象影响较小结构以外部载荷或约束的形式模拟；此外，利用有限元法很大程度地是将髌腱模拟为杆状单元，而不是其固有形态，所以正面分析结果的精准度受到影响；②针对各种文献中所列举出的组织材料属性假设可以看出，研究膝部髌腱等软组织各材料属性的获取不是很完善，尤其是膝部除骨骼外其他组成部分均被视为各向同性、均质的线性材料；③在进行髌骨带-膝部模拟时，髌骨加压带的应力加载不同，且模型较为简化，与膝部的相对位置关系确立可能不一定准确，无法模拟髌骨带-膝部真实的结合面响应特点；目前大多数研究结果均是处于静态力学特性分析，缺乏跳跃时髌腱动态应力的加载实验，在模型仿真程度上存在一定局限。

       有限元法为膝部生物力学研究提供了新的试验验证方法，为膝部损伤机制的研究拓宽了新视野。结合文献调查发现，有限元法的临床应用也相对深入，近年来随着数字化三维重建技术的发展，有限元法的应用也深入医学研究中，不仅对骨骼损伤、髌腱炎、半月板撕裂等复杂的软组织结构损伤机制有研究，还对介入治疗前后的康复干预、可穿戴装备、肌内效贴设计等方面的生物力学研究有所突破，为今后临床上髌腱炎治疗方法的探索、康复装置的开发、可穿戴设备材料及结构的设计等方面指明道路方向。在此声明基于计算机强大的建模功能，利用虚拟模型进行有限元分析可很好地完成理论性指导的实验条件，但其结果的有效度仍需实验来验证。综上所述，有限元法在膝部生物力学的研究应用中仍有局限性和不足，但随着数字化软件技术的开发、计算机硬件的更新换代，今后有限元法对于大数据处理能力也将得以提升，建模功能和分析速度也会升级，从而完整地实现对膝部各组织结构的力学机制模拟，其单一的静态模式转为动态真实模式的分析。随着各种生物组织材料力学性能的模拟不断发展，使得膝部髌腱有限元分析过程中对其材料的定义及边界接触关系和算法选择更接近实际，更可靠有效地为髌腱炎等膝部损伤治疗手段的研究、康复干预及可穿戴设备的研发提供临床应用价值。 

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程 

文题释义：
有限元法：是一种基于计算机断层成像数据的移动式立方体算法，通过三维重建后的几何模型转换为有限元网络，使其模型的结构完整、三维空间呈现准确度高、单元划分紧密精准、重点突出，对整体连续型结构转变为离散型，可以反映模型的连续性力学及物理变化参数。
髌腱炎：是膝部常见的软组织损伤之一，目前尚不清楚如何将髌腱炎患者的病理症状减轻及疼痛减小，治疗机制尚不明确，但综合其风险因素以及病理学研究指出其可能是由于膝部相关组织构建结构发生了异常、髌腱过度受力所导致的肌腱发生慢性退行性改变，相比临床上膝部难以区分的其他病变，髌腱炎可能反映的不仅仅是一种炎症。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

膝部生物力学研究主要通过运动人体实验和尸体标本测量等传统方法获取其力学信息，得出膝部承受的身体重力、压强和压力分布情况，但其整体的应力分布趋势及内在的损伤恢复机制很难解释。利用有限元法对膝内部结构进行生物力学机制辅助研究，可以很好地解决上述难题。研究通过探讨有限元法在髌腱炎损伤机制、治疗方法、可穿戴设备及肌内效贴设计研究中的应用，旨在为髌腱炎的预防及康复提供指导性建议，并对有限元法在髌腱炎研究的应用提供新的思路。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程