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单髁关节置换术后膝关节运动学研究现状
当前对于严重的膝骨关节炎患者而言,全膝关节置换(total knee arthroplasty, TKA)已成为一种标准的手术治疗方式。但是近些年来,单髁关节置换(unicompartmental knee arthroplasty, UKA)治疗单间室退行性骨关节炎(osteoarthritis, OA)的效果较前明显提高,内侧活动平台型设计假体(牛津膝,OUKA)的20年生存率可达到91%[1]。目前选择UKA还是TKA治疗单间室OA尚存争议[2]。尽管多数TKA可以取得很好的临床效果,但是研究表明TKA术后的运动学与正常健康膝关节不同,并且与假体设计及手术技术有关[3],目前尚无一种TKA假体能够完全再现正常的膝关节运动学[4]。相比于TKA,UKA只改变膝关节的单个间室,而髌股关节及前交叉韧带(an-terior cruciate ligament, ACL)、后交叉韧带(posterior cruciate ligament, PCL)等结构均得到保留,因此理论上认为UKA术后的运动学更接近于正常[5,6]。
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胫股关节吻合性对人工膝关节聚乙烯磨损的影响
人工关节置换术是矫正关节畸形、解除关节疼痛、重建关节功能的主要手段。多年来,人工全髋、全膝皆以聚乙烯为关节形成表面,随着人工关节置换的广泛开展,聚乙烯磨损问题越来越引起人们的关注。聚乙烯磨损及其产生的碎屑和磨损颗粒所引发的生物学反应及导致的骨吸收、骨溶解,是造成假体松动、人工关节翻修的主要原因[1,2]。与人工髋关节的球洞几何形态相比,人工膝关节的几何形态要不吻合的多,胫骨假体表面常承受较大的接触应力,较易产生磨损[2,3],理论上关节形成表面越吻合,聚乙烯磨损越少,不同的胫股关节吻合性,对假体磨损产生较大的影响[2-6]。此外,就吻合性对聚乙烯磨损的影响而言,尚受到假体类型及膝关节运动学的影响,如屈膝过程中,股骨髁的后滚动和膝关节的旋转运动易造成胫骨聚乙烯表面局部应力集中,加重聚乙烯磨损,这就使得胫骨关节吻合性对聚乙烯磨损的影响问题变的更加复杂。
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人工膝关节假体设计对人工全膝关节置换术后髌股关节功能的影响(下)
对"后滚"现象的再认识与内侧轴心膝关节20世纪80年代末,随着MRI技术的出现,尤其是开放磁场磁共振成像技术的出现,使人们在三维空间内同时研究膝关节内、外侧室胫股关节的对应关系成为可能.Niitsu等[1]首先于1990年报告了利用MRI技术研究膝关节运动学的方法.随后Freeman等[2]采用MRI技术针对膝关节屈曲过程中胫股关节的对应关系进行了一系列的研究.
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人工膝关节假体设计对全膝关节置换术后髌股关节功能的影响(中)
膝关节屈曲轴线对髌股关节的影响经典膝关节运动学认为,膝关节并不按固定轴线屈曲.在膝关节由伸直到屈曲的过程中,其屈曲轴线不断由股骨髁的前上方向股骨髁的后下方移动,即膝关节的瞬时旋转中心呈反写的"J"形(J curved instant center of rotation).经典的反"J"形瞬时旋转中心理论可以圆满地解释为获得足够的活动度膝关节骨性结构必须满足的两个条件之一,即随着膝关节不断屈曲股骨后髁的曲率半径必须不断减小,以避免股骨后方与胫骨上端发生撞击.另一条件是膝关节屈曲过程中胫股关节的接触点必须不断后移,即经典膝关节运动学中认为的"后滚".与此同时,"J"形瞬时旋转中心现象的存在,充分体现了生物界解剖与功能相适应的基本法则.随着膝关节逐渐屈曲,躯体中心远离膝关节,重力的力臂延长,对伸膝装置提出了更高的要求."J"形瞬时旋转中心理论认为,膝关节屈曲过程中膝关节屈曲轴线不断由前上方向后下方移动.屈曲轴线后移使髌骨到屈曲轴的距离增大,即随着膝关节逐渐屈曲,伸膝装置的力臂不断延长.事实上目前使用的绝大多数假体均按"J"形瞬时旋转中心理论来设计,假体从股骨远端向后髁移行的过程中,曲率半径逐渐变小,膝关节瞬时旋转中心后移.
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三维运动学仿真男子举重运动员抓举技术及膝关节运动分析
为了更好地分析抓举技术的运动学特征,并且探讨抓举运动损伤机制以及损伤预防的方法.首先,采用Optotrak Certus运动捕捉系统采集运动员抓举技术的运动学参数;其次,通过人体测量学参数和测量的各关节中心,对运动员骨骼系统进行建模;后,将测量的Marker点坐标原始数据导入Visual 3D与骨骼系统模型进行关联,实现对抓举技术的三维运动学仿真.通过抓举技术三维运动学仿真结果进行分析,获取膝关节三维运动学参数与杠铃运动学参数,并对抓举技术进行了阶段划分.抓举比赛、训练时,髌股关节反复大强度的挤压牵拉,是导致膝关节慢性损伤的主要原因.伸膝提铃,容易发生半月板急性损伤;发力阶段,容易发生半月板、外侧副韧带和十字韧带急性损伤;惯性上升阶段,容易发生半月板、内侧副韧带和十字韧带急性损伤.结果提示,抓举技术三维运动学仿真的实现,可以作为分析抓举技术运动学、动力学以及应力学的基础,在研究抓举技术动作、发力机制、运动损伤机制和运动损伤预防等方面具有重要的意义.膝关节运动慢性损伤的预防主要应合理科学的编排训练,交替进行不同屈曲度的训练,避免过于集中的腿力训练结构.膝关节运动急性损伤的预防,主要是加强膝关节和周围的肌肉力量的训练,以及膝关节中的侧副韧带、十字韧带的功能锻炼,大强度的训练和比赛时,膝关节使用保护支持带.
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后稳定型膝关节置换术胫骨平台假体后倾角对膝关节运动学、股四头肌肌力以及髌股关节接触应力的影响
作者采用膝关节模型研究后稳定型膝关节置换术胫骨平台假体后倾角对膝关节运动学、股四头肌肌力以及髌股关节接触应力的影响,发现随着胫骨平台假体后倾角的增加,股四头肌肌力以及髌股关节接触应力均减小。在胫骨平台假体后倾角为5°和10°时分别发现胫骨组件前移和胫骨组件前方撞击。增加胫骨平台假体后倾角可以增加运动效果,但是会增加关节不稳定。因此,作者建议后稳定型膝关节置换术胫骨平台假体后倾角应控制在5°以内。
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一个切口重建后交叉韧带
后交叉韧带损伤致膝关节生物力学异常.重建后交叉韧带损伤的手术目的是使膝关节运动学恢复正常并阻止进行性退行性关节病.用关节镜技术重建后交叉韧带,大多数技术需要2个皮肤切口:一个在髌韧带上获取移植物,另一个在股骨内髁上,用来植入和固定移植物的近端骨栓.作者用一个髌韧带上切口的技术对37例病人进行后交叉韧带重建,经过少24个月随访,对其结果进行评价.重建指征是:急性和慢性复合损伤,慢性有症状的单纯损伤,具有3级不稳的急性单纯损伤和急性2级不稳的单纯损伤合并高危险因素(好活动,运动员或年轻).用后抽屉试验和膝韧带关节动度计测量术前和术后的向后松弛度,向后松弛度根据向后移动量来分级(5mm内1级,5~10mm 2级,超过10mm 3级).
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重建交叉韧带止点界面愈合的研究进展
交叉韧带是膝关节内重要的稳定结构,交叉韧带断裂产生的稳定与功能丧失可导致膝关节运动学上的不稳定,从而导致关节退变或半月板及软骨的继发性损伤.正如坎贝尔所说"交叉韧带断裂之时就是膝关节功能退变之日".为了恢复膝关节正常的结构和功能,常常需要关节镜下手术重建交叉韧带,而重建手术中固定韧带是否牢固以及腱骨界面能否顺利愈合将直接影响手术效果和病人的预后.