通过三维磁共振成像和超声纹理分析揭示了游离跟腱的形态学与力学特性之间的联系

《Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports》：Morphology-Mechanics Links of the Free Achilles Tendon Revealed by Three-Dimensional Magnetic Resonance Imaging and Ultrasound Texture Analysis

　　

摘要

本研究旨在阐明活体状态下游离跟腱（AT_Free）的形态学特征与力学特性之间的关系。形态学特征主要从整体尺寸（长度和横截面积）以及内部纤维束的组织结构（纵向排列和横向结构）两个方面进行描述。在低负荷被动条件下，研究了这些特征与AT_Free力学特性（包括刚度和弹性模量E-modulus）之间的关联。共有18名健康成年人参与了实验。通过基于MRI的三维重建技术，在踝关节处于20°跖屈和20°背屈位置时，测量了AT_Free的长度和横截面积（CSA）。通过测量踝关节的被动扭矩来估算AT_Free的刚度和E-modulus。在AT_Free的标准位置获取的B模式超声图像通过二维傅里叶变换框架进行数字分析，从中提取了平均水平和垂直峰值空间频率分量（PSF-H和PSF-V；分别反映纤维束的纵向排列和横向结构），作为纹理参数。简单线性回归分析显示，AT_Free的刚度（515?±?119?N·mm^?1）与CSA呈正相关（β?=?0.526, p?=?0.025），但与肌腱长度或E-modulus无显著关联。相比之下，E-modulus（485?±?78?MPa）与PSF-H呈负相关（β?=??0.540, p?=?0.021），而PSF-V则没有预测作用，并且个体间差异较小。这些发现表明，在低拉伸载荷下，AT_Free的形态学特征与力学特性之间存在两种不同的关联：较大的CSA与较高的刚度相关，而纵向排列更整齐的纤维束（表现为较低的PSF-H）则对应较高的材料属性（E-modulus）。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

数据可用性声明

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