前交叉韧带重建术后关节粘连患者在体胫股关节运动学分析

目的定量分析前交叉韧带重建(anterior cruciate ligament reconstruction,ACLR)术后关节粘连患者在体胫股关节6自由度的运动学特征。方法纳入15例ACLR术后关节粘连患者和15例健康受试者,运用便携式膝关节三维运动分析系统采集受试者负重屈膝和非负重屈膝时胫股相对于股骨的运动轨迹,获取胫股关节6自由度的运动学数据。结果与健康人相比,负重屈膝30°、45°、60°和75°时,膝关节粘连患者患侧胫骨内旋角度明显减少(P<0.001);负重屈膝30°和45°时,膝关节粘连患者患侧胫骨相对于股骨的外翻角度较健康人明显减小(P<0.05)。非负重屈膝75°时,膝关节粘连患者患侧胫骨内移距离较健康人明显减少(P<0.05)。结论关节粘连限制了胫骨相对于股骨的旋转和内外移,对于胫骨相对于股骨的前后移动影响不大。因此,临床上应该利用各种治疗手段松解股骨内外侧沟的粘连和外侧副韧带挛缩,解决旋转和内外移动受限的问题,以最大程度恢复膝关节功能。

机械臂超声成像结合超声-CT配准技术构建胫股关节在体检测系统的可行性及精度分析

目的应用机械臂超声成像结合超声-CT配准技术构建胫股关节在体检测系统,并对该系统的测试精度进行评价。方法采集猪胫股关节及股骨标本的CT及超声图像,分别三维重建后进行手动配准;采集股骨标本六自由度运动超声图像,进行三维重建后与CT三维模型配准,比较CT三维模型间测量的位移与真实位移差值,计算配准精度;配准及精度计算由两名研究人员分别进行,计算组内相关系数。结果利用三维几何信息进行超声-CT手动配准构建胫股关节在体检测系统具有可行性;平移精度为0.94~1.16 mm,旋转精度为0.63°~1.50°;精度测量结果的组内相关系数为0.794(P=0.014)。结论本超声-CT配准技术是可行的,其精度能够满足胫股关节动态检测要求,未来需改进机械臂扫描获取超声图像的方法,利用计算机图像处理技术进行快速配准。

半月板部分切除后胫股关节接触面积及生物力学变化

背景:生物力学实验有助于阐明为何半月板切除后会导致进行性的软骨病变。关节软骨退行性变的原因复杂,包括生物学、力学以及结构通路等。目的:研究内侧半月板后角撕裂行半月板部分切除后胫股关节接触面积、压力及半月板应变的变化。方法:取8具新鲜冷冻的混合品种的狗后肢膝关节标本,序贯进行以下半月板切除操作,采取百分比来计算每一样本半月板切除的范围:①内30%的内侧半月板后角撕裂。②内75%的内侧半月板后角撕裂。③内侧半月板后角完全切除。用双轴液压伺服生物材料测试实验机(MTS 858)进行生物力学测试。统计学比较采用SPSS 18.0软件进行组间比较。结果与结论:半月板组织切除越多,内侧和外侧胫股关节接触面积下降越明显,内侧半月板后角切除75%和全切后,内侧接触面积差异无显著性意义(P>0.05);内侧半月板后角完全切除之后,外侧接触面积显著减少。内侧半月板后角切除75%和全切之后,内侧间室的接触压力显著升高,与对照组相比差异有显著性意义(P<0.05),内侧半月板后角完全切除后外侧间室接触压力显著降低(P<0.05)。因为半月板组织的切除,其相应的应变下降,但是各组间差异无显著性意义。说明半月板切除多少决定术后半月板的生物力学功能;对于半月板撕裂,尤其是"红区"损伤,应尽量选择半月板缝合术,减少半月板切除范围,以避免或者延缓膝关节的退行性变。

正常人胫股关节软骨T_2及T_2~＊弛豫值的比较研究

目的：探讨正常志愿者膝关节软骨的T2及T2＊弛豫值范围、影响因素及其内在相关程度。方法：将63名健康人胫股关节按照年龄分为青少年组（〈35岁）18人、中年组（36~55岁）28人和老年组（56~78岁）17人,计算体重指数（BMI）并行T2图、T2＊图成像,按照全器官磁共振成像评分（WORMS）规定的软骨分区法测量胫股关节软骨10个感兴趣区的T2、T2＊弛豫率并取平均值,然后进行统计学分析。结果：健康人胫股关节软骨T2、T2＊值分别为（42.98±4.19）ms、（19.75±2.43）ms。左右膝胫股关节T2、T2＊值分别为（43.60±4.08 ms,42.37±4.26 ms）、（19.29±2.48 ms,20.21±2.37 ms）,经检验两者均无明显统计学差异（P〉0.05）。女性及男性胫股关节软骨T2、T2＊值分别为（44.28±5.14 ms,41.86±4.09 ms）、（19.36±2.48 ms、20.09±2.42 ms）,亦无明显统计学差异（P〉0.05）。青少年组、中年组及老年组胫股关节软骨的T2、T2＊值分别为（37.45±1.76 ms,41.29±2.13 ms,44.98±4.73 ms）、（17.95±1.58 ms,20.76±1.52 ms,22.30±2.08 ms）,三组间有明显统计学差异（P〈0.01）。青少年组、中年组及老年组三组内T2、T2＊值均呈显著相关（P〈0.05,Pearson相关系数分别为0.61、0.63、0.55）。结论：正常人胫股关节软骨T2及T2＊弛豫值研究可以为关节软骨早期病变的诊断提供相似的参考价值,定量测定T2＊值有望替代传统的T2值用于研究软骨形态学改变之前软骨内生化成分的变化。

胫骨骨折侧方成角畸形对胫股关节生物力学的影响

背景:关于胫骨骨折有许多治疗方法的报道,但是究竟什么角度的胫骨骨折侧方成角畸形,才能对膝关节的生物力学特性产生明显影响尚无统一结论。目的:制作胫骨骨折后侧方不同角度成角畸形模型,利用生物力学方法及压敏片技术测试胫骨向侧方成角时,胫股关节接触特性的变化,预测胫骨骨折侧方成角的最大允许角度。方法:纳入6具下肢标本,所有标本实验前均为正常膝关节,制作胫骨侧方成角畸形模型,应用压敏片技术测量胫骨侧方成角5°,10°,15°时胫股关节接触面积、平均应力、最大应力值并进行比较分析。结果与结论:胫骨骨折侧方成角5°即明显改变胫股关节的接触特性。所以临床上在处理胫骨骨折时,对于大于5°的胫骨侧方成角都要给予纠正,应尽可能恢复胫骨的解剖复位。

膝屈曲状态胫股关节压应力光弹性分析

以胫股关节光弹材料模型模拟膝关节在屈曲０°、１０°、２０°和３０°状态下加载。结果显示胫股间接触面积内髁大于外髁，应力分布外髁大于内髁，最大应力分布于接触部位中心点附近。随着膝关节屈曲角度增加，（１）中心点后移，３０°以内胫股间打滑率内侧为４０．２３％，外侧为４５．９２％；（２）胫骨平台两中心点内移，中心点间距增加；（３）胫股间接触面积减少；（４）应力峰值增加，其增加率远大于面积减少率。实验结果提示膝关节畸形矫正时，要注意恢复胫股间的正常对合与应力分布。

胫股关节接触特性及含前交叉韧带重建隧道软骨应力仿真研究

目的研究软骨在胫股关节接触下受骨质材料属性变化以及前交叉韧带重建前后对软骨受力分布的影响。方法根据CT和MR I扫描数据,采用图像的阈值分割与配准技术建立了包括股骨、胫骨和关节软骨胫股关节模型并规划移植隧道。对正常/退变骨质(弹性模量为正常骨质的4/5,3/4,1/2,1/10)的胫股关节和含重建隧道的术后关节分别施加载荷(0.5,1,1.5,2 BW)进行接触应力有限元分析。结果随着关节处骨质材料弹性模量的降低,软骨表面所受的压力和应力均会增加;另外,单/双束重建隧道使胫股关节中的软骨面间的接触面积增大,降低软骨所承受的最大压力和应力。结论骨质材料属性的下降增大了关节软骨退化的可能性,前交叉韧带重建隧道减弱了关节抵抗接触载荷的能力,本研究对降低重建术后关节软骨退变及拟定术后的康复方案具有实用价值。

下肢力线变化与胫股关节退行性变的相关性

为探讨膝关节相关力线改变与膝关节退行性骨关节病 (OA)间的相关性。采用东芝KXO 5 0 0R型X线照相机 ,对因症就诊者摄取膝关节正侧位X线片 ,得有效病例 12 3例 ,共 192膝。另设对照组 31膝 ,分别测量其胫股关节间隙、下股骨角与上胫骨角 ,所测数据经SPSS 11.0统计处理分析。结果显示胫股关节间隙均较对照组窄 ,二者有差异性 (P <0 .0 5 ) ,下股骨角及上胫骨角均较对照组增大 ,二者存在显著差异 (P <0 .0 1)或具有差异性 (P <0 .0 5 )。表明膝关节下肢力线改变与胫股关节退行性变间存在有一定的相关性 ;而通过适度的体育锻炼以增强肌肉的张力、减轻体重以及积极防治骨质疏松等 ,对于防止下肢力线的改变 ,延缓退行性骨关节病的发生发展将会起到积极作用。提示 ,连续测量OA患者下肢力线以观察其变化规律 ,进而通过采用校正其下肢力线的方法来减缓退行性变的进程 ,可能也不失为是防治胫股关节退行性变的一个途径。

基于MRI图像胫股关节有限元模型的建立

选择1名正常青年男性,排除膝关节疾患,年龄28岁,体质量68kg,身高175cm,利用本院1.5TTwinspeed/Excite超导型磁共振扫描仪进行右膝关节连续失状位MRI扫描,扫描方式右膝关节自内向外不间断扫描。所得扫描图像经过Mimics10.0、GeomagicStudio8.0分析软件处理后建立胫骨关节三维模型,并将GeomagicStudio8.0软件处理生成的STL文件转化为有限元分析软件ANSYS11.0可接受的IGS文件。以此方法完成了MRI图像下胫股关节高仿真模型的建立。利用MRI图片,经过Mimics10.0、GeomagicStudio8.0软件处理建立了人体右膝胫股关节的三维计算机模型,为后期取股骨髁表面软骨修复指间关节损伤的有限元仿真分析提供了保证。结果提示,二维MRI图片下所建立三维模型,解决了CT数据对软组织成像较差的不足,能够使模型更接近于真实解剖结构。

半月板切除对胫股关节接解压力的影响

取６具尸体膝关节标本以晶体管压力传感器和Ｂｏｕｒｄｏｎ电子管压力仪测定胫骨平台的接触压力，结果表明，半月板完整时，如膝关节处于伸直位，则峰压力可增高至４．２ＭＰａ，大致与载荷成正比。然而，除半月板游离缘的软骨外．覆有半月板的软骨其压力不到２．０ＭＰａ。如将半月板３０％切除或全切除，在２７００Ｎ载荷作用时，峰压力分别高达５．６和７．６ＭＰａ。

关节骨关节炎患者胫股关节软骨的磁共振变化

目的探讨关节骨关节炎患者胫股关节软骨的磁共振影像学变化情况。方法以我院于2018年12月—2020年12月收治的183例膝关节骨关节炎患者为例,通过对照分析,比较三组男性人群和女性人群的内外侧股骨踝受力区、非受力区的胫股关节软骨厚度以及关节软骨接触面积、内外侧股骨踝横径。结果三组男性、女性内侧股骨髁受力区和非受力区比较,差异有统计学意义(P<0.05);三组外侧股骨髁的受力区和非受力区比较,差异有统计学意义(P<0.05);三组男性、女性关节软骨接触面积比较,差异有统计学意义(P<0.05),三组内外侧股骨髁横径比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论关节受到较大的压力压迫之后,通过磁共振影像技术进行诊断,可以发现骨关节炎早期患者的胫股关节软骨接触面积明显减少,可以为骨关节炎早期诊断提供帮助。

冠状面胫股关节半脱位研究现状

[目的]评价冠状位胫股关节半脱位(coronal tibiofemoral subluxation,CTFS)的影像学测量方法、病理机制及临床意义。[方法]检索PubMed,Embase,Cochrane Library,Web of Science等国际医学数据库中,以tibiofemoral,tibial and femoral,insta⁃bility,subluxation,dislocation,CTFS等作为关键词,按纳入标准人工筛选相关文献。[结果]最终共纳入文献18篇,其中16篇报道了影像学测量方法,6篇为机制和危险因素研究,10篇报道了临床问题。CTFS的X线测量方法目前尚无统一的标准。目前关于CTFS的发生机制研究并不多且仍存在争议,较为认可的理论是由于膝关节外侧韧带结构较内侧松弛。CTFS是一种常见的KOA影像学表现,但其在KOA严重程度的判断上并无价值。而在临床症状方面,目前研究仍存在争议。[结论]CTFS主流观点认为其与KOA的严重程度并不相关。但在膝骨性关节炎阶梯化治疗中仍应重视此问题,以避免由于韧带稳定性不良而产生的并发症。

膝骨关节炎影像学分级同胫股及髌股关节轴线角相关性分析

目的:探讨膝骨关节炎影像学分级与胫股及髌股关节轴线角的相关性。方法:回顾性分析2018年9月至2020年12月行立位双下肢X线及膝关节侧位片检查的中老年KOA患者739例(1 026膝)。其中K-L0级患者63例(95膝);K-L 1级100例患者(130膝);K-L 2级161例患者(226膝);K-L 3级187例患者(256膝);K-L 4级228例患者(319膝)。依据膝关节中心和髋关节中心与踝关节中心连线的相对位置将患膝分为内翻组844膝及外翻组182膝。根据Install-Salvati法将患膝重新分为高位髌骨(髌骨高度>1.2 mm)347膝、中位髌骨(髌骨高度0.8~1.2 mm)561例、低位髌骨(髌骨高度<0.8 mm)118膝3组。测量并比较各组股骨下角,胫骨上角,股骨颈干角,股骨胫骨角,关节间隙角,髋-膝-踝角,髌骨股骨角及髌骨高度。结果:(1)在内翻型KOA组中,不同K-L分级患者的髋-膝-踝角、胫股角、股骨下角、胫骨上角、关节间隙角、股骨颈干角比较,差异有统计学意义(P<0.05)。髋-膝-踝角、胫股角、股骨下角、胫骨上角、关节间隙角与K-L分级在0.01水平具有显著正相关性(P<0.05);股骨颈干角与K-L分级在0.01水平具有显著负相关性(P<0.05)。(2)在外翻型KOA组中,不同K-L分级患者的髋-膝-踝角、胫股角、股骨下角、胫骨上角、关节间隙角、股骨颈干角组间比较,差异有统计学意义(P<0.05)。髋-膝-踝角、胫股角、股骨下角、胫骨上角、股骨颈干角与K-L分级在0.01水平具有显著负相关性(P<0.05);关节间隙角与K-L分级在0.01水平具有显著正相关性(P<0.05)。(3)高位髌骨组中不同K-L分级的髌骨高度、髌骨股骨角组间比较,差异有统计学意义(P<0.05);中位髌骨组中不同K-L分级的髌骨高度、髌骨股骨角比较,差异无统计学意义(P>0.05);低位髌骨组中不同K-L分级的髌骨高度比较,差异无统计学意义(P>0.05),髌骨股骨角比较,差异有统计学意义(P<0.05)。高位髌骨组髌骨高度及髌骨股骨角与K-L分级在0.01水平具有显著正相关性(P<0.05);中位髌骨组中髌骨高度及髌骨股骨角与K-L分级不具有相关性(P>0.05)。低位髌骨组髌骨高度与K-L分级不具有相关性(P>0.05),髌骨股骨角与K-L分级在0.05水平具有显著负相关性(P<0.05)。结论:股骨下角、胫股角、关节间隙角、髋-膝-踝角、股骨颈干角及高位髌骨与内翻型KOA的K-L分级相关,可将其用于KOA的早期诊断以及为KOA保守治疗疗效分析提供客观数据。

屈膝90°外侧胫股关节间隙确定内翻膝人工全膝关节置换术胫骨截骨量的临床研究

目的探讨屈膝90°外侧胫股关节间隙确定内翻膝人工全膝关节置换术（total knee arthroplasty,TKA）中胫骨截骨量的临床效果。方法选取2013年3月-6月收治且符合选择标准的内翻型膝关节骨关节炎患者60例（60膝）,随机分为两组（n=30）。对照组TKA术中采用传统确定胫骨截骨量方法,试验组术中根据屈膝90°外侧胫股关节间隙确定截骨量。两组患者性别构成、年龄、关节侧别、身高体重指数及术前膝关节学会评分系统（KSS）评分、膝关节活动度、胫股解剖角（anatomic tibiofemoral angle,ATFA）、髌骨倾斜角、股骨后髁偏距（posterior condylar offset,PCO）、关节线高度比较,差异均无统计学意义（P〉0.05）,具有可比性。术中测量股骨远端外髁、股骨后外髁、胫骨外侧平台截骨厚度,随访摄X线片测量ATFA、髌骨倾斜角、PCO、关节线高度,采用膝关节学会评分系统（KSS）评分以及关节活动度评价关节功能恢复情况。结果术中试验组胫骨外侧平台及股骨远端外髁截骨量显著低于对照组,股骨后外髁截骨量高于对照组（P〈0.05）。试验组选择10 mm垫片者（19例）显著多于对照组（8例）（Z=—4.040,P=0.003）。患者均获随访,随访时间13-16个月,平均14.5个月。术后6周两组ATFA、髌骨倾斜角及关节线高度比较,差异均无统计学意义（P〉0.05）;试验组PCO明显小于对照组（P〈0.05）。两组术后12个月KSS评分及膝关节活动度均明显优于术前（P〈0.05）,且试验组以上两指标明显优于对照组（P〈0.05）。结论内翻型膝关节骨关节炎TKA术中,采用屈膝90°外侧胫股关节间隙确定胫骨截骨量方法能减少胫骨平台和股骨远端截骨,有效恢复关节线和PCO,术后早期膝关节功能恢复良好。

全膝关节置换术中胫股关节力线对髌股关节生物力学的影响

全膝关节置换术（TKA）是目前治疗膝关节重度骨性关节炎的常用手术方法之一，但有随访发现，接受TKA的患者髌骨不稳发生率为55％-72％。TKA术后髌骨不稳多由术中胫股关节力线恢复欠佳引起的，包括股骨旋转、股骨髁前后径、胫骨旋转、胫骨后倾角、胫股角等因素．髌股关节异常可能会引起髌骨滑迹异常、假体磨损、膝前痛及膝关节活动受限等并发症。笔者就胫股关节对线不良可能导致的髌股关节问题作一综述。

半月板切除对多屈曲角位姿胫股关节接触性能的影响

针对半月板损伤切除后胫股关节接触特性的变化,该文利用正常膝关节四个屈曲角度(0°/25°/60°/80°)下的MRI图像数据,构建了正常/内侧半月板切除/外侧半月板切除/双侧半月板切除的胫股关节有限元模型,对各屈曲角度下的四种模型分别施加单一压载荷和压扭组合载荷进行有限元仿真,仿真结果表明:1)对胫股关节的各个屈曲角位姿而言,单侧半月板损伤切除后,存留侧半月板所承担的轴向载荷及半月板表面的最大等效应力增加,其中外侧半月板切除较内侧半月板切除的增量大;2)各屈曲角位姿下,半月板损伤切除后,胫骨/股骨软骨直接传递的轴向载荷增大,双侧半月板切除的增加量最大,单侧半月板切除对切除半月板侧的影响次之,对保留半月板一侧的影响最弱;此外,胫骨软骨上的最大等效应力以内侧/外侧/双侧切除的顺序依次增大;3)胫股关节中外侧/双侧半月板损伤被切除后,25°和80°的屈曲角位姿下的外侧胫骨软骨上出现明显的应力集中。总之,对于各个屈曲角位姿的胫股关节,半月板损伤切除后,导致胫骨软骨/股骨软骨通过直接接触传递了更多的载荷,由此改变了软骨上的应力分布,使软骨上的最大等效应力值增加,从而引起了关节软骨退变及关节的其它综合病变。外侧半月板切除引起的胫股关节接触特性的变化比内侧半月板切除时更大,在半月板切除术中应加以重视。

军事训练致胫股关节撞击伤51例

膝关节损伤是常见的军事训练伤,是导致非战斗减员的重要因素。也是我们军队医务工作者时刻关注的领域。回顾性分析了51例军事训练后所致膝关节肿痛及功能障碍患者,报道如下。1一般资料51例患者,其中男38例,女13例,年龄18～20岁,平均18.4岁。膝关节扭伤19例,由于跑步、齐步走等军事训练导致膝关节痛32例,所有病例均无外力撞击等伤害。

半月板移植的固定法对胫股关节屈曲中韧带及骨骼的力学特性影响

基于正常膝关节4个屈曲角度(0°/25°/60°/80°)下的MRI图像数据,构建了正常以及内侧半月板移植术中双隧道固定和三隧道固定的胫股关节有限元模型,对屈曲角系列下的4种模型分别施加10N.m的内外旋扭矩进行有限元仿真,得到各模型在两种载荷作用下的应力及位移分布,通过从仿真结果中提取各韧带表面的最大拉应力、韧带内的张力及韧带的最大变形量以及股骨、胫骨最大等效应力进行对比分析,获得了内侧半月板移植的双隧道/三隧道固定方法对胫股关节屈曲中韧带及骨骼力学特性的影响。结果表明:同类异体半月板移植的两种固定方法均在一定程度上改善了半月板切除引起的韧带力学行为的异常情况,尤其以采用三隧道固定后的改善更为明显。与双隧道固定相比,三隧道固定使各屈曲角度下韧带表面最大拉应力的变化更为小些,且对各韧带内张力的大小的改变也更微小;虽然三隧道固定使两种载荷作用下韧带的平均变形量的变化更大一些,但4个屈曲角度下的平均变化百分比不超过10%。同类异体半月板移植的两种固定方法均在一定程度上影响股骨和胫骨应力分布,但采用三隧道固定后的影响相对于双隧道固定的小。综合而言,三隧道固定比双隧道固定更利于移植膝韧带力学性能的恢复和胫骨/股骨接近正常的骨骼应力分布。该文的研究结果能为同类异体半月板移植手术的临床实施和术后分析提供参考数据。

全膝关节置换术后胫股关节和髌股关节失稳的研究

膝关节假体失稳（knee prosthesis instability，KPI）是全膝关节置换（total knee arthroplasty，TKA）术后一种严重并发症，KPI源性翻修占所有翻修病例的10％～22％，是TKA翻修的第3大原因[1]。多中心调查指出TKA术后翻修率为3．3％，KPI所占比例为9％[2]。目前TKA已经在国内广泛开展，术后失稳病例并不少见[3]。KPI病因复杂，临床需结合病史、体格检查、影像学等综合确定失稳原因并分型。深入了解KPI不仅有利于初次TKA时预防该并发症，还可避免盲目翻修导致手术失败[4]。