生物力学

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1. Personalized Design Method of Bionic Bone Scaffold with Voronoi Spacial Architecture

WU Li ∗ (武力), HUANG Wei (黄伟), LI Xuetao (李学涛)

J Shanghai Jiaotong Univ Sci 2022, 27 (4): 521-527. DOI: 10.1007/s12204-022-2410-0

摘要（310）

PDF（pc）（1761KB）（67）

In order to design and manufacture a bionic bone scaffold for personalized bone tissue repairing, we give the performance requirements and indicators, and propose a method of establishing a three-dimensional bone scaffold solid model based on the Voronoi architecture. The modeling parameters, number of seed points and scaling factor are found, which can control the model performance. The finite element analysis model of bone scaffold with different number of seed points and scaling factor is set up. By adopting the method of theory analysis, experiment and simulation calculation, the performance parameters of the porosity, the specific surface area and the elastic modulus of 15 sets of bionic bone scaffold model are obtained. The relation between the bone scaffold model parameters and the porosity, the porosity and the specific surface area, the porosity and the equivalent elastic modulus are established. The individual design method of Voronoi bone scaffold is proposed. In the condition of given equivalent elastic modulus and the defected shape of bone, the bone scaffold model with spatial Voronoi architecture which accords with the performance requirements can be designed and produced rapidly, which provides reference for the personalized treatment of bone defecting.

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2. Case Study of a Personalized Scoliosis Brace Based on 3D Printing

LU Dezhi 1,2‡ (鲁德志), LI Wentao1‡ (李文韬), WANG Xiaowen2 (王孝文), SONG Yan2 (宋艳), ZHANG Pingping2 (张萍萍), FENG Haiyang2 (冯海洋), WU Yuncheng1 (吴云成), XU Yuanjing3 (许苑晶), LI Tao4 (李涛), MA Zhenjiang1∗ (马振江), WANG Jinwu1,2∗ (王金武)

J Shanghai Jiaotong Univ Sci 2022, 27 (4): 528-534. DOI: 10.1007/s12204-022-2461-2

摘要（421）

PDF（pc）（653KB）（74）

We evaluated the effect of a new type of brace (primary material 3300PA) for treating scoliosis, which was produced based on 3D printing technology combined with a non-contact optical mold-taking and computer- aided design. Through the production of a brace for a 13-year-old patient with adolescent idiopathic scoliosis by a multidisciplinary team, the digital design and 3D printing of a personalized scoliosis brace were introduced. Parameters such as the Cobb angle, angle of trunk inclination, spine-coronal plane balance parameters, sagittal vertical axis (SVA), and Scoliosis Research Society-22 score (SRS-22) were measured to evaluate the treatment effect of the brace. The model-taking process of the non-contact optical scanner was successful, data were valid, and personalized scoliosis brace made by the computer-aided design and 3D printing fitted well with the patient. Before wearing, immediate in-brace, and 6 months after wearing, the Cobb angles were 29?, 9?, a n d 1 4?, respectively. The offsets between the C7 vertebra plumb line (C7PL) and central sacral vertical line (CSVL) were 3.2 cm, 2.2 cm, and 2.1 cm, respectively. SVAs were 3.3 cm, 2.9 cm, and 0.3 cm, respectively. Apex vertebral translocations were 4.3 cm, 0.3 cm, and 0.1 cm, respectively. The SRS-22 was 76 before brace application and 91 at the 6-month follow-up. The spine curve returned to normal, and the correction effect was obvious. The scoliosis brace indicates the integration between digital medicine and 3D printing technology, which has personalization and customization as advantages. The brace has good wearing comfort, invisibility, and orthopedic function, follows the psychological needs of teenagers, improves patients’ compliance, and improves the correction of the deformity.

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3. Biomechanical Analysis of a Radial Expansion Mechanism of Intestinal Robot Coupling with Hyperelastic Intestinal Wall

LIU Dasheng∗ (刘大生), YAN Guozheng (颜国正)

J Shanghai Jiaotong Univ Sci 2022, 27 (4): 552-560. DOI: 10.1007/s12204-022-2427-4

摘要（358）

PDF（pc）（2471KB）（67）

This paper proposes a new type of radial expansion mechanism by adopting the scissor type telescopic design for intestinal robot to meet the requirements of the intestinal robot’s movement and residence in the intestinal tract. The robot’s maximum expansion radius is up to 25 mm, which can well adapt to the intestinal tract with different diameters. At first, the mathematical model of the scissors-type telescopic mechanism (STM) is established to further study its dynamics characteristics by theoretical analysis and simulation. Then, in order to study the coupling effect between the STM and intestinal wall, the strain-energy function of Fung-type is used to establish the constitutive model of intestinal wall. Moreover, aimed at solving the non-convergence problem caused by the selection of material parameters in general Fung-type model, the restrictions for selecting material parameters were given by using positive definite matrix theory. Furthermore, the motion coupling characteristics between the mechanism and intestinal wall were analyzed by using the finite element method. The result shows that if the expansion radius of the STM exceeds a certain value, the intestinal wall may reach its deformation limit, which means that the maximum rotating angle of the three-claw butterfly disc of STM can be decided based on the maximum deformation stress of the intestinal wall. Therefore, it provides a design basis for formulating a reasonable expansion radius in mechanism control to avoid damage to the intestinal wall.

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4. Piezoelectric-Based Smart Bone Plate for Fracture Healing Progress Monitoring

GAO Zihang (高梓航), WANG Xin (王鑫) ZHAO Yifan (赵一帆), JIN Zhehui (金哲慧), WANG Gang (王刚), GAO Shuo∗ (高硕)

J Shanghai Jiaotong Univ Sci 2022, 27 (4): 561-569. DOI: 10.1007/s12204-022-2417-6

摘要（308）

PDF（pc）（1304KB）（74）

Fracture healing progress monitoring techniques attract global research attention due to the importance of selecting the timing of removing the fixation device. To this end, in this research, we present a piezoelectric- based smart internal fixation device, in which a piezoelectric sandwich structure is laminated to the surface of a bone plate. In the content, we explain the reasons for utilizing piezoelectric films, elaborate the mechanism of fracture monitoring, and introduce the mechanical parameters of the sensor. The simulation and experimental results show that the electrical output of the device is associated with the elastic modulus of the filler between the tested broken bones when the working load is maintained, indicating that the bone recovery progress could be successfully detected by the developed technique.

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5. Dynamic Modeling and Performance Evaluation of a Novel Humanoid Ankle Joint

LI Yanbiao∗ (李研彪), CHEN Ke (陈科), SUN Peng (孙鹏), WANG Zesheng (王泽胜)

J Shanghai Jiaotong Univ Sci 2022, 27 (4): 570-578. DOI: 10.1007/s12204-022-2422-9

摘要（373）

PDF（pc）（1322KB）（60）

Aimed at the problems of design difficulty and weak kinematic performance caused by spherical joint, a novel PRC+PRCR+RR humanoid ankle joint based on the partially decoupled spherical parallel mechanism is proposed. According to screw theory, the degree of freedom and decoupling characteristics of this mechanism are analyzed. Based on Klein formula and virtual work principle, the kinematic expressions of each link and dynamic model are established. The correctness of the dynamic model is verified by combining the virtual prototype software and the ankle pose function obtained by gait planning and Fourier fitting. The workspace of this mechanism is mapped into a two-dimensional polar coordinate system with the azimuth and elevation angles of the spherical coordinate system as parameters. The motion/force transmission index and constraint index of this mechanism are evaluated and expressed in the workspace, showing this mechanism with excellent kinematic characteristics.

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6. 用于评价神经电极植入行为的精细化脑模型的建立及其模拟行为研究

贺雨欣, 张文光, 胥浩天, 徐倚帆, 许李悦

J Shanghai Jiaotong Univ Sci 2023, 28 (4): 401-. DOI: 10.1007/s12204-022-2523-5

摘要（428）

PDF（pc）（1512KB）（177）

神经电极的长期可靠性与其植入行为密切相关。为了以低成本和精确的方式实现神经电极植入行为的定量研究，设计了一种包含脑膜的精细脑模型。首先，基于原子力显微镜压痕技术，通过测量弹性模量选择符合预期的脑模型模拟材料。结果表明，2%琼脂糖凝胶用于模拟灰质和白质，7:1聚二甲基硅氧烷薄片用于模拟硬脑膜，聚氯乙烯薄膜用于模拟硬脑膜。其次，设计了具有三层结构的脑模型模具，采用倒浇法制备脑模型，可以获得较为平整的植入表面；最后以大鼠脑为参照，对脑模型的模拟行为进行了研究。在植入力学行为上，植入力曲线在脑模型和大鼠脑中均出现两个峰值，其中较大峰值分别为10.17 mN和7.69 mN。脑模型中植入力更大，代表脑模型对电极的强度要求就越大，但该特点在实际应用中降低了电极植入屈曲的风险。对于体液溶解行为，电极的PEG涂层在脑模型和大鼠脑中的溶解速率分别为7000 μm3/s和5600 μm3/s。脑模型中更快的溶解速度会导致涂层设计的厚度更大，但在实际应用中提供更充足的植入时间。脑模型的建立及其模拟行为的研究有利于电极基底和涂层的尺寸设计、植入机理的研究，进一步提高电极的功能性寿命。

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7. 三种不同血液粘度模型中分叉血流的数值研究

吴辉，富荣昌，杨晓玉，李现政，王召耀

J Shanghai Jiaotong Univ Sci 2023, 28 (4): 450-. DOI: 10.1007/s12204-022-2512-8

摘要（406）

PDF（pc）（1759KB）（133）

本研究旨在分析不同血液黏度模型分叉血管的血流动力学影响。基于CT图像构建腘动脉分叉血管三维模型，通过计算流体力学（CFD）方法计算牛顿模型、Casson模型和两相模型的血流动力学参数。血液流经腘动脉分叉血管后血液流速发生改变，胫前动脉血液流速加快；分叉血管外侧产生低速涡流区并伴随低壁面切应力(WSS)区域。在心动周期内局部非牛顿重要性系数IL > 1，心动初期和心动末期 IL > 1.75。与Casson模型和两相模型相比，牛顿模型的涡流区更大，WSS更低。分叉血管的低速涡流区和低壁面切应力区可能会导致动脉粥样硬化的产生。血液在分叉血管表现为非牛顿流体特性（IL > 1），在心动初期和心动末期非牛顿特性影响显著（IL > 1.75）。牛顿模型预测的动脉粥样硬化形成的风险更高；血流动力学研究中，应考虑血液非牛顿特性的影响。

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8. 多肽水凝胶在软骨再生工程中的应用

胡颖涵1, 朱泽宇1, 滕林2, 何雨石3, 邹德荣1 , 陆家瑜1

J Shanghai Jiaotong Univ Sci 2023, 28 (4): 468-. DOI: 10.1007/s12204-022-2507-5

摘要（374）

PDF（pc）（3066KB）（1296）

关节软骨缺损被认为与骨关节炎的发展有关。相关组织再生的研究在骨关节炎的治疗中具有重要意义。用于软骨再生的支架应具有良好的组织相容性，力学性能及无细胞毒性，并能促进种子细胞的增殖和分化。多肽水凝胶中多肽序列的不同组合使其具有优异的生物可降解性和准确模拟软骨细胞细胞外基质的独特特性，以维持软骨表型的稳定性及促进关节透明软骨的再生。因此，多肽水凝胶在软骨再生中的应用前景广阔。本文系统综述了多肽水凝胶在软骨再生工程中的研究进展。对这些材料的特点、局限性和前景进行了评价。

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9. 考虑肌肉因素的脊柱侧弯矫正的数值模拟方法

李健1, 2，朱晔1，关天民1

J Shanghai Jiaotong Univ Sci 2023, 28 (4): 486-. DOI: 10.1007/s12204-022-2535-1

摘要（376）

PDF（pc）（1382KB）（136）

青少年特发性脊柱侧凸严重影响青少年的身心健康。过去，治疗性矫形器的研究忽略了肌肉因素的影响。针对这一问题，基于逆向工程原理，通过对脊柱CT数据模型进行三维重建，将脊柱周围的肌肉力导入脊柱肌肉力模型，并利用AnyBody软件进行仿真。从几何相似性和生物力学有效性两方面验证了所建立模型的有效性。为了获得所施加的矫形力与Cobb角和椎体位移之间的关系，建立了符合脊柱解剖结构的有限元模型，并对该有限元模型进行了脊柱侧凸的生物力学分析。合理控制椎旁肌对矫形治疗有积极作用，拟合方程可为医生施加矫形力提供参考。

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10. 基底刚度和拓扑结构对人体皮肤成纤维细胞形态的影响

刘阳1,2，王雅靖1，温大渭1，张全有1，王立1，安美文1，刘勇3

J Shanghai Jiaotong Univ Sci 2023, 28 (4): 495-. DOI: 10.1007/s12204-022-2542-2

摘要（427）

PDF（pc）（1268KB）（71）

增生性瘢痕是一种常见的纤维化疾病，最终可导致严重的功能障碍和畸形，本文旨在研究瘢痕基底力学微环境对人体正常皮肤成纤维细胞（HFbs）形态的影响。采用微模式化制作技术，设计了新型交叉沟槽拓扑结构，构建刚度（19.3 kPa、90.1 kPa）分别耦合平行沟槽、交叉沟槽的4种弹性基底，模拟皮肤创面及瘢痕组织的力学微环境，观察不同组别基底上HFbs的形态变化，统计细胞长轴长度、面积、细胞长轴与沟槽夹角的变化，免疫荧光染色观察微丝分布情况。结果表明，基底刚度和拓扑结构影响HFbs形态：平行沟槽上细胞被拉长，在交叉沟槽限制沟槽长度的区域，细胞长度被限制且细胞长轴与沟槽夹角有所增大；拓扑结构对细胞面积无明显影响，但刚度增加，细胞面积增大；平行沟槽在一定程度上促进F-actin的表达，刚度增加时，F-actin荧光强度下降；研究基底力学微环境对HFbs形态的影响对于瘢痕的形成及预防具有重要意义。

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11. 不同节段的颈椎前路椎间盘切除和融合术中植入Cage-Plate或Zero-P融合器系统后相邻节段生物力学分析

叶鹏，富荣昌，王召耀

J Shanghai Jiaotong Univ Sci 2025, 30 (1): 166-174. DOI: 10.1007/s12204-023-2633-8

摘要（413）

PDF（pc）（930KB）（48）

Cage-Plate融合器（CP）系统和零切迹融合器（Zero-P）系统广泛用于颈椎前路椎间盘切除和融合术中（ACDF）。本研究对比分析了不同节段ACDF植入CP或Zero-P融合器系统后相邻节段生物力学特性。首先，建立了完整C1—C7颈椎节段的模型，并对其有效性进行了验证。同时，通过在完整模型的基础上将Zero-P或CP植入C4—C5或C5—C6节段，建立了四种手术模型。将手术模型的节段活动度（ROM)和椎间盘内压最大值与完整模型进行比较。C4—C5植入CP、Zero-P使其ROM平均减少了91.6%，84.3%；临近节段ROM平均增大了8.3%，6.82%。C5—C6植入CP、Zero-P使其ROM平均减少了93.3%，89.9%；临近节段ROM平均增大了4.9%，4%。此外，C4—C5植入CP、Zero-P使临近节段椎间盘内压平均增大了4.5%，6.7%。C5—C6植入CP、Zero-P使临近节段椎间盘内压平均增大了54.1%，15.4%。总之，植入CP和Zero-P融合器系统均会显著降低ACDF中植入节段的ROM，同时增加相邻节段的ROM和椎间盘内压力。结果表明，Zero-P融合器系统是C5—C6节段ACDF的最佳选择。然而，需要进一步的研究来选择最适合C4—C5节段ACDF的颈椎融合器系统。同时，本研究为临床手术提供生物力学建议。

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12. 基于机械导纳与振动传递率的鞋底振动传递特性分析

吴旭阳1, 刘晓颖1, 郝艳华1, 刘长煌1, 黄贤伟2

J Shanghai Jiaotong Univ Sci 2025, 30 (1): 175-186. DOI: 10.1007/s12204-023-2587-x

摘要（368）

PDF（pc）（2284KB）（38）

在日常生活中，探究足鞋振动能量的响应与传递特性尤为重要。本文采用有限元分析方法，结合机械导纳与振动传递率理论，研究普通鞋底与多胞结构鞋底在3种激励工况下的振动响应及振动传递特性。对普通鞋底的力学分析结果表明：激励位置与振型对普通鞋底的振动能量分布与传递产生显著的影响；趾骨区域的振动响应和振动传递更为激烈。同时，多胞结构鞋底的振动特性分析结果表明，不同类型的多胞结构鞋底对等效机械导纳与等效振动传递率产生不同程度的影响，其中Grid型多胞结构鞋底的振动响应与传递最为显著。本研究有助于预防足部损伤，并为鞋底的优化设计提供理论指导。

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13. 考虑人体躲避效应的脊柱侧弯矫形力生物力学分析

朱晔1, 任东1, 张爽2, 曹倩3

J Shanghai Jiaotong Univ Sci 2025, 30 (1): 187-196. DOI: 10.1007/s12204-023-2620-0

摘要（377）

PDF（pc）（1836KB）（29）

由于缺少人体躲避分析，矫形器在矫形时不能准确施加矫形力，致使矫形效果不佳。因此研究人体主动躲避能力与施力之间的关系，从而实现矫形力的精准加载。首先基于CT数据建立高精度的侧弯模型，分析矫形力与Cobb角之间的关系；然后选取9名受试者按体重指数分组进行躲避能力试验，拟合出不同群体的躲避函数；最后通过躲避函数修正矫形力的施加。结果显示：偏胖群体的躲避能力最大，其次是标准群体、偏瘦群体；数值模拟分析矫形力60 N时，Cobb角由33.77°减少为20°，由躲避函数可得标准群体在50 N时躲避能力为20.28%，主动躲避掉10.14 N，因此施加50 N时，实际产生了60.14 N，能够达到数值模拟分析60 N时的矫形效果。躲避效应可将人体主动因素考虑到矫形中，实现矫形力更加准确的施加，为临床医师在矫形中提供数据参考。

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14. 基于Voronoi Tessellation开发的径向梯度骨支架的机械和渗透性能研究

Xu Qingyu, Hai Jizhe, Shan Chunlong, Li Haijie

J Shanghai Jiaotong Univ Sci 2025, 30 (3): 433-445. DOI: 10.1007/s12204-024-2770-8

摘要（129）

PDF（pc）（4136KB）（58）

基于 Voronoi tessellation 设计的不规则骨支架与人体松质骨的形态和性质相似，这已成为近年来骨组织工程支架研究的热门话题。然而，关于不规则仿生支架径向梯度设计的研究还很有限。本研究旨在开发一种类似于天然长骨的径向梯度结构，促进仿生骨支架的开发。研究采用了一种新颖的梯度方法：保持恒定的孔隙率，控制种子在不规则多孔结构中的特定部位分布，并改变支柱直径以产生径向梯度。不规则支架与四种传统支架，即Cube、Pillar BCC、Vintiles与Diamond，在渗透性、应力集中特性和机械性能方面进行了比较分析。结果表明：径向梯度不规则多孔结构的渗透性范围最广，应力分布优于传统支架，弹性模量范围4.20~22.96 GPa和屈服强度范围68.37~149.40 MPa均符合骨植入物的性能要求，具有巨大应用开发潜力。

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15. 仿生六边形微凸起纹理高度对摩擦触觉感知的影响

Wang Lei, Zhu Yuqin, Fang Xingxing, Wang Shuai, Tang Wei

J Shanghai Jiaotong Univ Sci 2025, 30 (3): 463-471. DOI: 10.1007/s12204-023-2648-1

摘要（82）

PDF（pc）（2519KB）（38）

从仿生学角度出发，加工出类似动物表面具有特殊功能的纹理，进而提高接触表面摩擦稳定性和接触舒适性对于触肤产品的表面纹理设计具有重要的指导意义。本文采用激光加工方式在亚克力表面制备了仿生六边形微凸纹理。通过有限元、认知行为学、摩擦学和脑电试验研究了不同触摸速度、压力条件下手指触摸仿生六边形微凸纹理的摩擦机理，探究了仿生六边形微凸纹理高度变化对于摩擦触觉感知的影响。研究表明形变摩擦力是手指触摸仿生六边形微凸纹理的主要摩擦分量，滑溜感和摩擦因数呈现显著负相关关系。随着触摸速度减小或触摸压力增大，手指的滞后摩擦以及互锁摩擦呈增大趋势，滑溜感呈减小趋势。触摸凸起高的仿生六边形纹理引起的摩擦因数大、滑溜感小、P300峰值低。纹理凸起低、摩擦因数小、滑溜感高的六边形微凸纹理在触觉感知过程中需要较大的大脑注意资源和触感信息加工强度。

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16. 特发性脊柱侧后凸的动态响应

Li Pengju, Fu Rongchang, Yang Xiaozheng, Wang Kun

J Shanghai Jiaotong Univ Sci 2025, 30 (3): 482-492. DOI: 10.1007/s12204-023-2635-6

摘要（77）

PDF（pc）（1618KB）（33）

目前侧后凸脊柱对振动的动态反应特征尚不清楚。用有限元法研究了特发性侧后凸脊柱患者的振动响应。目标是分析特发性侧后凸脊柱的动态特征。用CT扫描图像建立T1—S1段的有限元模型，并进行验证。对建立的脊柱侧后凸模型进行静力学和动态验证。利用有限元软件ABAQUS对脊柱侧后凸模型进行模态分析、稳态分析和瞬态分析。从模态分析中提取的前四阶固有频率分别为1.34、2.26、4.49和17.69 Hz。值得注意的是，前三个固有频率随着上半身体质量的增加而降低。在稳态分析中，x方向最大振幅对应的频率为一阶固有频率，y方向和z方向最大振幅对应的频率为二阶固有频率。在相同的共振频率下，胸椎的振幅相对于腰椎的振幅更大。瞬时分析的时域结果表明，各段的位移动态响应随时间呈现循环响应特性。在2.26 Hz的激励下，研究对象的动态响应表现为共振。脊柱畸形程度越高，基频越高。侧后凸脊柱的前三阶模态都包含了垂直方向上的振动分量。二阶固有频率对脊柱侧后凸患者的危害最大。在循环载荷作用下，胸锥的变形超过腰椎。

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17. 骨髓间充质干细胞在不规则与规则骨组织工程支架中的组织分化比较研究

Hai Jizhe, Xu Qingyu, Shan Chunlong, Li Haijie, Jing Lei

J Shanghai Jiaotong Univ Sci 2025, 30 (4): 625-636. DOI: 10.1007/s12204-025-2819-3

摘要（61）

PDF（pc）（3038KB）（101）

在骨组织工程微结构设计中，调整仿生骨支架的结构设计可为支架表面的细胞提供不同的分化刺激。本研究探讨了不同生物仿生微结构对推进骨组织工程支架的生物力学影响。构建了具有恒定 80% 孔隙率的，两种基于泰森多边形算法的不规则骨支架（均质/径向梯度）和八种包括柱状体心立方结构、Vintiles、菱形与立方体的规则晶格支架（均质/径向梯度）。利用机械刺激分化算法、有限元分析和计算流体动力学研究了不同孔隙结构对支架内八面体剪切应变和流体流动剪切应力的影响，阐明了五种结构骨/软骨细胞类型的分化能力。研究结果表明：不规则结构和径向梯度设计可促进成骨细胞分化，而规则结构和均质设计可促进软骨分化；在径向梯度不规则支架中观察到的成骨细胞和软骨细胞分化比例最高。这项研究有助于深入了解骨组织工程植入物的微结构设计。

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18. 步幅对膝关节接触的影响

Chen Huiran, Fu Rongchang, Yang Xiaozheng, Li Pengju, Wang Kun

J Shanghai Jiaotong Univ Sci 2025, 30 (4): 759-767. DOI: 10.1007/s12204-024-2577-7

摘要（23）

PDF（pc）（1919KB）（54）

膝关节的结构复杂，而且影响膝关节运动的因素较多，因此研究步行过程中步幅对膝关节接触的影响对保护膝关节和探究膝关节疾病的产生机理都具有重要意义。本研究中，邀请了一名健康志愿者，通过动作捕捉实验探究了不同步幅下的下肢运动学特性。同时，建立了一个完整精细的膝关节有限元模型，并通过有限元分析研究了步幅对膝关节接触的影响。其中边界条件和载荷是根据动作捕捉实验中获得的符合实际工况的数据设置的。当行走步幅比习惯步幅增加23.08%时，单腿支撑阶段开始时刻的膝关节屈曲角度增加了108.12%，软骨和半月板上的最大von Mises应力值分别从5.888 MPa、5.599MPa增加到16.023 MPa、17.387 MPa，接触面上的高应力区也有显著偏移。当行走步幅比习惯步幅减少12.31%时，单腿支撑阶段结束时刻的膝关节屈曲角度减少了62.22%，软骨和半月板上的最大von Mises应力值分别从5.362 MPa、5.255 MPa减少到2.074 MPa 、1.986 MPa。研究结果表明：通过步行锻炼膝关节和预防、治疗膝关节疾病时，人们应该根据膝关节的健康状况选择合适的步幅进行锻炼，避免过度追求大步幅来提高锻炼效果，而通过较小的步幅进行锻炼则适合大多数人群。

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专题