UKA 关节线安装误差对膝关节接触力学和运动学影响

目的 针对单髁膝关节置换(unicompartmental knee arthroplasty, UKA)内侧假体松动和外侧关节软骨退化问题,通过骨肌多体动力学方法研究不同生理活动中UKA关节线安装误差对膝关节接触力学和运动学的影响。方法 以内侧自然关节线为0 mm误差,分别考虑±2 mm、±4 mm、±6 mm共6种关节线安装误差情况,建立7个内侧UKA置换的骨肌多体动力学模型,对比研究步行和下蹲运动中膝关节接触力学和运动学的变化。结果 在步行步态周期70%时,相比于0 mm误差UKA假体关节线升高2 mm时内侧假体接触力增大127.3%,外侧软骨接触力减少12.0%;在UKA假体关节线降低4 mm时内侧假体接触力接近0 N,外侧软骨接触力增大10.1%;胫股关节总接触力在关节线升高和降低2 mm时分别增大19.7%和减小14.2%。在下蹲屈膝100°时,相比于0 mm误差膝关节内侧假体接触力和胫股骨关节总接触力在UKA假体关节线升高2 mm时分别增大31.6%和11.1%,在UKA假体关节线降低2 mm时分别减小24.5%和8.5%,而膝关节外侧软骨接触力变化不大。同时,在步行步态...     

大腿残肢步态过程的非线性有限元分析

目的利用三维有限元分析方法研究大腿截肢患者在行走过程中3个不同时相下残肢的生物力学特性,为建立完整的大腿接受腔测量、设计与评估系统提供研究基础。方法首先根据CT图像三维重建大腿截肢患者的骨骼、肌肉软组织和接受腔的三维几何模型;定义软组织为超弹性和线弹性材料属性,并相应建立两个有限元仿真模型;定义残端与接受腔之间的接触关系,约束残肢近端,对模型的远端施加膝关节载荷,模拟步态周期中足跟着地时期、站立相中期、脚尖离地3个时相下大腿残肢-接受腔系统所受载荷;计算分析接触界面上的应力,并对比分析超弹性和线弹性软组织力学特性对接触界面力学行为特性的影响。结果无论线弹性还是超弹性模型,3个时相下大腿残肢-接受腔界面的最大接触压力均在残肢末端达到最大值。超弹性模型3个时相下接触压力峰值分别为55.80、47.63和50.44 kPa;而线弹性模型接触压力的最大值都增加2倍以上,其值分别为149.86、118.55和139.68 kPa。同时通过分析接触面间的径向剪切应力和轴向剪切应力发现,3个时相下接触界面间的应力在残肢末端较集中,在足跟着地到脚尖离地过程中,有部分力通过接受腔后侧缘传递转向接受腔前缘传递。结论不同时相下残肢与接受腔接触界面的压力和剪切应力分布情况不同,在设计接受腔时需要充分考虑其受力特点。     

预期条件下不同侧切角度膝关节应力状态的有限元分析

目的 探讨预期条件下不同角度侧切触地过程中膝关节运动学、地面反作用力（ground reaction force, GRF）特征以及软骨、半月板的应力状态。方法 采集14名受试者在预期条件下分别进行45°、90°和135°侧切时的运动学和GRF数据，通过Visual 3D逆动力学计算获取膝关节反作用力，基于膝关节三维有限元模型分别对3种侧切角度下触地过程进行数值仿真。结果 预期条件下3种侧切角度在触地过程中的膝关节运动学特征存在显著性差异（P＜0.001），膝关节屈曲程度随侧切角增大而增加；垂直GRF随侧切角增加而显著减小（P＜0.001），水平GRF呈现出相反的趋势；3种侧切角度下，90°侧切时髌骨软骨以及股骨软骨接触应力峰值较大, 前交叉韧带（anterior cruciate ligament，ACL）接触点主应力峰值较大，其次为135°和45°侧切；3种侧切角度下，外侧股骨软骨接触应力峰值均大于内侧。结论 90°侧切运动时膝关节损伤风险更大，135°侧切时膝关节内部的应力状态与90°侧切相比较为良好。预期条件下膝关节损伤风险并不随侧切角增大而升高。     

膝关节单髁置换术后膝关节登梯动作生物力学分析

目的 探讨内侧膝关节单髁置换（unicompartmental knee arthroplasty, UKA）手术对登楼梯时膝关节生物力学的影响。方法 9例接受固定平台内侧UKA骨关节炎患者,术前3周及术后（7±2）月对其进行登楼梯动作的生物力学测试。采用双平面X线装置收集患者UKA手术前后行走时的影像资料,健侧膝关节作为对照组。通过CT扫描建立股骨、胫骨三维模型,通过自动匹配软件,将股骨、胫骨3D模型与X线中股骨、胫骨相匹配并同步。测量股骨、胫骨3D模型运动力学参数,包括前后向移位、内外翻、旋转及内侧间室间隙、接触中心点及外侧间室间隙。结果 术前UKA侧膝关节较健侧内翻4.8°,术后UKA侧较术前外翻3.1°,术前UKA侧膝关节较健侧外旋4.4°,术前UKA侧内侧间室接触中心点较健侧后移2.5 mm（P<0.05）。外侧间隙UKA手术前后及与健侧相比无明显变化（P>0.05）。结论 UKA可以有效改善膝关节内外翻,同时能够恢复患侧膝关节旋转的生物力学特性,不影响外侧间室间隙的接触中心,但内外侧间室的接触中心仍有变化。     

大腿假肢支撑期有限元分析

目的分析大腿截肢患者的硅胶套材料属性,对支撑期残肢与接受腔之间接触面的力学分布的影响,为大腿假肢适配方案中硅胶套的选取提供参考。方法利用计算机断层扫描技术获取大腿截肢患者残端与接受腔的断层图像,通过影像学信息和工程学方法,分别获取接受腔、硅胶套、残肢、骨骼等结构的三维模型;根据角度变化调整模型,获得初始接触期、负荷反应期、站立中期、站立末期、摆动前期5个时相的组装模型;根据三维动作捕捉系统Motion和Kistler三维测力平台测得的地面反作用力及髋关节角度变化的结果,对5个时相下大腿假肢模型分别进行有限元非线性接触分析;在此基础上,模拟分析了硅胶套不同弹性模量的变化对残肢表面等效应力以及剪切应力分布的影响。结果穿戴不同弹性模量的硅胶套时,残肢所受最大等效应力以及最大剪切应力在初始接触期、负荷反应期、站立中期、站立末期时相时出现在残肢内侧和接受腔口型边缘对应的残肢位置,在摆动前期时相时则出现在残肢内侧、接受腔口型边缘对应的残肢位置和坐骨周围等位置。当硅胶套弹性模量在0.98~2.70 MPa范围内变化时,在摆动前期残肢所受等效应力变化范围为13.85~23.55 k Pa,最大剪切应力变化范围为7.82~13.46 k Pa,而其他时相基本一致。结论硅胶套的力学特性影响大腿假肢残肢与接受腔之间接触面的受力分布,摆动前期残肢所受最大等效应力与最大剪切应力随硅胶套弹性模量变化大,在实际适配过程中需注意。     

基于便携式步态测试仪的不同接受腔单侧大腿截肢者行走特点研究

目的 探讨穿戴坐骨包容接受腔与四边形接受腔大腿假肢的单侧大腿截肢者在日常生活中行走时的步态差异，为临床制定大腿假肢使用处方提供指导。方法 选取7位大腿截肢患者作为试验组，为患者分别适配四边形和坐骨包容接受腔大腿假肢。同时选取7位年龄、性别、身高和体质量相匹配的健康受试者作为对照组。所有受试者以舒适的步速在室外平路上行走240 m,应用便携式步态测试仪(intelligent device for energy expenditure and activity, IDEEA)采集步态数据，包括7个时空参数和4个加速度参数，通过IBM SPSS Statistics 23对数据进行处理。对比患者穿戴两种假肢与健康受试者之间、患者分别穿戴同种假肢时患侧与健侧之间、患者穿戴两种假肢时患侧之间、健侧之间的参数差异。结果 与健康受试者相比，患者分别穿戴两种假肢行走时，两种假肢健侧和患侧的站立时间和步态周期增大(P<0.05),步速、步频、跨步长减小(P<0.05);两种假肢患侧的摆动时间延长(P<0.05),地面冲击和足落地控制减小(P<0.05);四边形接受腔假肢双侧和坐...     

非预期条件下前交叉韧带重建术后运动员侧切动作下肢运动生物力学特征

目的 量化非预期条件下前交叉韧带重建(anterior cruciate ligament reconstruction, ACLR)术后运动员侧切动作中膝关节生物力学特征,探讨运动员前交叉韧带(anterior cruciate ligament, ACL)损伤潜在风险。 方法 应用红外运动捕捉系统和三维测力台同步采集 30 名 ACLR 男性运动员在预期和非预期条件下侧切动作中健侧、患侧下肢运动学和动力学数据。 应用双因素方差分析对关节角度、关节力矩、地面反作用力( ground reaction force, GRF)等测试指标进行统计分析。 结果 患侧肢体的膝关节屈曲角度、外翻力矩和屈曲力矩显著低于健侧肢体,内旋力矩和胫骨前剪切力显著高于健侧肢体。 与预期条件相比,非预期条件下膝关节屈曲角度、内旋力矩、胫骨前剪切力显著增加。 患侧肢体膝关节外旋角度在预期和非预期条件下均显著高于健侧,非预期条件下健侧肢体侧向 GRF 和前后 GRF 显著小于预期条件,患侧肢体侧向 GRF 显著高于预期条件。 结论 ACLR 运动员进行侧切动作时,相比于健侧,患侧表现出较小的膝关节屈曲角度,较大的膝关节内旋力矩和胫骨前剪切力的生物力学特征,可能存在较大的 ACL 潜在损伤风险;在非预期条件下,ACLR 运动员双侧下肢均表现出膝关节内旋力矩增大,侧向 GRF 增大和胫骨前剪切力增大的生物力学特征,提示 ACL 潜在损伤风险不仅限于患侧,健侧下肢也应加强侧切动作中 ACL 损伤预防。     

内侧副韧带不同程度损伤时膝关节的应力变化

背景:膝关节内侧副韧带损伤易导致继发性的半月板及软骨损伤,长期慢性损害会引起骨关节炎的发生。目前,关于内侧副韧带断裂所致半月板及关节软骨损伤的力学研究较少。目的:探讨膝关节内侧副韧带不同程度损伤对膝关节半月板及软骨生物力学的影响。方法:选择一名健康志愿者行膝关节CT和MRI检查,获取其影像资料,将扫描数据依次导入Mimics、Geomagic及Solidworks软件,经配准融合后建立正常膝关节三维模型,并在此基础上模拟出膝关节内侧副韧带不同程度损伤的模型,共分为4组,包括:①内侧副韧带完整;②内侧副韧带深层断裂;③内侧副韧带浅层断裂;④内侧副韧带完全断裂。最后导入Ansys软件,对膝关节施加3种模式载荷:①股骨顶端施加10 N·m外翻力矩;②股骨顶端施加4 N·m内旋力矩;③股骨顶端施加4 N·m外旋力矩。分析4组模型在不同载荷下对膝关节生物力学的影响。结果与结论:①在膝关节伸直位,对膝关节施加10N·m外翻力矩时,内侧副韧带不同程度损伤后外侧半月板总体应力均增加,关节软骨应力变化不明显,并且当内侧副韧带浅层出现断裂后外侧半月板应力峰值明显增大;②在膝关节伸直位,对膝关节施加4 N·m内旋力矩时,内侧副韧带不同程度损伤后内外侧半月板总体应力均增加,当内侧副韧带浅层出现断裂时半月板应力峰值从内侧半月板前角转移至外侧半月板前角;③在膝关节伸直位,对膝关节施加4 N·m外旋力矩,内侧副韧带不同程度损伤后外侧半月板应力峰值较内侧半月板增加更明显,关节软骨应力变化较小;④结果表明,膝关节处于伸直状态下,膝关节内侧副韧带浅层断裂继发半月板损伤的风险远大于内侧副韧带深层断裂,而外侧半月板较内侧半月板更易受到损伤;内侧副韧带浅层和深层对膝关节的旋转稳定性均有重要作用。     

全膝关节置换固定和旋转平台假体的有限元分析

背景:目前有研究对全膝关节置换进行三维有限元分析,但关于全膝关节置换固定平台假体和旋转平台假体聚乙烯衬垫内外侧接触压和接触面积的研究不多。目的:探讨全膝关节置换固定平台假体和旋转平台假体聚乙烯衬垫内外侧接触压和接触面积。方法:建立全膝关节置换固定平台假体和旋转平台假体的三维有限元模型,比较全膝关节置换固定平台假体和旋转平台假体聚乙烯衬垫内外侧接触压和接触面积。结果与结论:全膝关节置换固定平台假体和旋转平台假体的聚乙烯衬垫内侧和外侧接触压峰值以屈膝0°时最小,全膝关节置换固定平台假体和旋转平台假体聚乙烯衬垫内侧接触压峰值在屈膝0°-90°时均高于外侧接触压峰值(P<0.05)。全膝关节置换固定平台假体在屈膝60°-120°时聚乙烯衬垫内外侧接触压峰值均高于旋转平台内外侧接触压峰值(P<0.05)。全膝关节置换固定平台假体和旋转平台假体聚乙烯衬垫内侧和外侧接触面积以屈膝0°时最大。全膝关节置换固定平台假体聚乙烯衬垫内侧接触面积在屈膝0°-30°时均低于外侧接触面积(P<0.05),全膝关节置换固定平台假体聚乙烯衬垫内侧接触面积在屈膝0°-90°时均低于外侧接触面积(P<0.05)。全膝关节置换固定平台假体在屈膝30°-120°时聚乙烯衬垫内外侧接触面积均低于旋转平台内外侧接触面积(P<0.05)。表明全膝关节置换固定平台假体和旋转平台假体内外侧聚乙烯衬垫内侧接触压峰值高于外侧接触压峰值,内侧接触面积低于外侧接触面积,旋转平台假体的内外侧接触压低于固定平台假体,旋转平台假体的内外侧接触面积高于固定平台假体。     

股骨内翻和胫骨内翻的运动学和足底压力分析

目的 探究胫骨侧和股骨侧来源的两种单侧膝骨关节炎膝内翻在步态分析中的运动学参数和足底压力差异,为不同类型膝内翻提供生物力学理论基础。方法 招募26名单侧膝骨关节炎型膝内翻患者,股骨侧和胫骨侧来源各13名受试者。利用Noraxon MyoMotion三维动作捕捉系统和Footscan平板式足底压力测试系统,测量受试者在自然行走状态下的步态,采集受试者步态的时空指标、下肢各关节运动学参数、足底压力,并进行两组间对比分析。结果 胫骨侧膝内翻的膝关节屈伸范围、髋关节外展峰值、髋关节内收外展活动范围、踝关节内旋峰值均大于股骨侧膝内翻,而膝关节屈曲峰值、髋关节内收峰值小于股骨侧膝内翻;与股骨侧膝内翻相比,胫骨侧膝内翻受试者第4、5跖骨足底受力时间、压力峰值都增加(P<0.05)。在第3跖骨区域中,股骨健侧肢体比胫骨畸形健侧肢体的冲量更大;而在足跟内侧区域,股骨健侧肢体的冲量更小(P<0.05)。结论 两种不同类型单侧膝内翻患者在运动学参数和足底压力方面存在一定差异。研究结果有助于正确认识膝内翻引起的异常步态,为不同类型膝内翻诊治、术后康复和肢体锻炼提供可靠参考。     

局部注射辛伐他汀对骨质疏松大鼠股骨髁骨小梁的改建效应

背景：局部注射具有成骨作用的辛伐他汀,可显著增加骨质疏松大鼠股骨颈及股骨髁部的骨密度及力学强度,分析局部注射辛伐他汀对股骨髁骨小梁的影响。 目的：进一步研究骨质疏松大鼠股骨内局部注射辛伐他汀对股骨髁骨小梁的影响。为将辛伐他汀应用于临床骨质疏松局部治疗提供实验基础。 方法：18只雌性SD大鼠双侧卵巢切除后3个月,制备大鼠骨质疏松模型。实验大鼠随机数字表法均分为3组,分别在实验大鼠的右侧股骨髓腔内单次注射辛伐他汀溶液5 mg、10 mg,对照组单纯注射空白载体。分别在注射后1个月处死大鼠并取材。Micro-CT扫描并定量分析骨组织形态变化。 结果与结论：给药后1个月,Micro-CT扫描结果显示,辛伐他汀治疗组的骨微结构参数如骨皮质厚度、骨小梁密度及连接率明显优于对照组。说明疏松骨骼单次注射小剂量辛伐他汀可显著促进股骨髁部骨小梁改建,改善骨骼微结构,可为强化局部、防治骨质疏松骨折的新选择进一步提供实验基础。     

Assessment of the efficacy of treatment of hemangiomas

Assessment of the aftereffects of cryoexposure and ultrahigh-frequency cryoexposure on hemangioma tissue of various types, cavernous and squamous, showed a higher cryogenic effect in hemangiomatous tissue preexposed to ultrahigh-frequency waves. A quantitative criterion is proposed for assessing the efficacy of the studied methods of exposure. Translated fromByulleten' Eksperimental'noi Biologii i Meditsiny, Vol. 119, N ^o 6, pp. 669–672, June, 1995     

Level of functioning of siblings and parents of probands of varying degrees of retardation

A further analysis of already published data supports the position that retardates of low ability level less frequently have retarded siblings, retarded parents, and parents low in occupational level than do retardates higher in ability level. The analysis supports the position that there are two types of retarded individuals, persons retarded as a result of gene or chromosomal anomalies, brain injury, etc., who more frequently occur in the lower-level retardate group, and persons whose retardation represents polygenic segregation, who more frequently occur in the higher-level group.     

侧脑室注射链脲佐菌素对大鼠海马神经元突触的影响

为观察链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)双侧侧脑室注射对大鼠海马神经元突触的影响,本研究将Wistar大鼠随机分为对照组和模型组,模型组大鼠分别于第1、3d双侧侧脑室重复注射STZ3mg/kg,对照组以人工脑脊液代替STZ。21d后,取大鼠海马,免疫组织化学染色及Western blotting方法观察突触素、活性调节细胞骨架相关蛋白(activity-regulated cytoskeletal-associatedprotein,Arc)的表达;电镜观察海马CA1区神经元突触超微结构的改变。结果显示:与对照组相比,模型组大鼠海马内突触素蛋白表达显著减少,而Arc蛋白表达显著增多;模型组海马CA1区神经毡内突触结构异常,突触小泡聚集增多。以上结果提示:脑室注射STZ可影响大鼠海马突触相关蛋白的表达,引起突触超微结构异常,干扰了神经元突触信号的传导。     

Effect of conditions of culture on quantitative assessment of viability of living tissues

The viability of tissue explants of mouse kidneys, estimated quantitatively by growth in plasma-free culture, was shown to depend on several factors connected with the conditions of culture. The effect of methods of treatment of the serum, pH of the medium, and the character of distribution of the tissue explant during culture, the size of the explants, and the firmness of attachment of the tissue fragments to the substrate on this index was demonstrated.Problem Laboratory, Arkhangel'sk Medical Institute. (Presented by Academician of the Academy of Medical Sciences of the USSR A. P. Avtsyn.) Translated from Byulleten' Éksperimental'noi Biologii i Meditsiny, Vol. 86, No. 11, pp. 629–631, November, 1978.     

社区精神分裂症病人照料者的生活质量研究

通过对９３名精神分裂症患者的家庭照料者与１００名对照者比较研究表明，照料者的躯体功能、心理功能、社会功能与经济状况都显著差于对照者。照料者的生活质量与被照料者的病期、病情严重度、整体功能、药物副作用有关；同时，照料者身份为患者母亲者其生活质量受影响最大。     

Evaluation of fungicidal activity of extracellular filtrates of cyanobacteria--possible role of hydrolytic enzymes

A set of seventy axenised and unicyanobacterial isolates belonging to the genus Anabaena were evaluated for biocidal activity against a set of phytopathogenic fungi. Among them, 35 Anabaena strains showed zone of inhibition against one or more fungi. The extracellular filtrates from 4 and 8 weeks old cultures of these Anabaena strains were further evaluated in terms of hydrolytic enzymes, proteins and IAA employing standard methods. Significant differences were also observed among the strains in terms of their FPase, chitosanase and xylanase activity, while low and relatively similar values of CMCase, cellobiase and protease activity were recorded in the strains analyzed. IAA production was also observed in all the strains. Comparative evaluation of activity of hydrolytic enzymes and antifungal activity revealed that such enzymes may contribute to the fungicidal activity of the cyanobacterial strains, besides other bioactive compounds, including IAA, which are established promising traits for biocontrol agents. This study is a first time report on the production of hydrolytic enzymes by these oxygenic photosynthetic prokaryotes, which can be potential candidates for the development of biocontrol agent(s) against selected phytopathogenic fungi.     

膝关节骨性关节炎的关节镜治疗体会

目的我科自2001～2005年4月对59例67膝的骨性关节炎（0A），进行关节镜检查及镜下清理术。方法镜检：膝关节骨性关节炎伴不同程度滑膜炎，滑膜皱壁粘连纤维片，关节软骨不同程度破坏。镜下清除增生滑膜，松解粘连，去除剥脱软骨、修复关节面。结果随访2月～4年，平均1.5年，术后综合评估2月～1年，优良率94％；1～2年，优良率79.2％；2年以上优良率54.8％。结论关节镜对膝关节骨性关节炎诊断能提供了比较全面的资料，并对骨性关节炎早期有良好疗效，具有创伤小、恢复快、并发症少和重复治疗等优点。     

Effect of ultralow doses of thyroliberin on microviscosity of lipid components of biological membranes

Effects of the regulatory peptide thyroliberin on microviscosity of lipid components of endoplasmic reticulum biological membranes in mouse hepatocytes were studied by electron paramagnetic resonance. Thyroliberin in a concentration of 10⁻³–10⁻¹⁸ M decreased microviscosity of surface layers of membrane lipids. This decrease was the most pronounced (30%) under effects of 10⁻¹⁰ and 10⁻¹⁶ M thyroliberin. Physiological effects of thyroliberin corresponded to its influence on the membrane structure. Translated fromByulleten' Eksperimental'noi Biologii i Meditsiny, Vol. 129, No. 1, pp. 38–40, January, 2000