新型膝关节运动分析系统的研制及临床应用

运动分析技术在临床步态分析以及肌骨系统的辅助诊断,功能评估和康复领域已有较多应用。而新型的Opti_Knee膝关节运动分析系统是一种临床操作简便,可移动便携设计,在体无创动态评估膝关节6自由度运动的分析系统,近年来也开始应用于骨科、运动医学、康复等领域。本文从技术原理和临床应用角度出发,对国内外近6年的相关文献进行了系统归纳和总结,回顾了该系统的起源与发展、结构与原理,归纳了在健康人群膝关节功能评估、膝关节运动损伤因素和膝关节疾病临床诊治方面的应用和成果,如步态特征观察、前交叉韧带损伤辅助诊断、膝骨关节炎手术疗效评价和科学指导康复等,总结了应用中遇到的问题和下一步需要攻克的难题,展望了该系统在运动损伤防治领域应用的未来。     

人体运动力学分析方法的回顾与展望

运动力学作为生物力学重要的分支和前沿方向,近年来在运动数据获取、力学参数测量及人体动力学模型建立等方面取得了许多重大进展,并对运动损伤预防及康复医学等领域产生了重要的影响。人体内力环境是运动、负荷、生物学和形态学相互作用的结果,准确测量和估计人体内力环境是运动生物力学的研究重点和难点,而个性化的数据获取和模型建立也是获得物理与生理上有效的组织生物力学预测的关键。该文回顾了运动学和动力学的研究与发展,为运动力学分析方法提供系统与全面的工作框架,并展望学科未来的应用与发展趋势,为相关领域的研究者提供参考。     

人体运动分析的发展与应用回顾

运动分析是研究人体运动的一门学问。通过对运动过程的分析和研究,可以简化运动过程,方便运动标准化、提高运动效率。目前运动分析技术已广泛应用在医疗、运动科学、康复、娱乐等领域。从临床来说,运动分析己被运用于各种神经骨骼肌肉系统相关的疾病诊断、个性化治疗规划,也是评估治疗效果与医疗器材,包括骨科植入物、矫辅具以及康复器材的重要客观科学工具。未来运动分析方法的进步,将同时带动骨科、康复科、精准个体化医疗和医学工程等领域的进步。本文从骨科生物力学的角度,介绍运动分析的发展简史、现代常见的运动捕捉技术与设备、运动分析的临床应用与限制以及未来运动分析可能的发展方向。     

正常髌股关节在体运动学研究回顾

髌骨轨迹不良被认为是引起髌股疼痛综合征的主要病理生理机制之一。本文回顾迄今已发表的正常髌股关节运动分析结果，介绍正常髌股关节在不同功能活动下的6自由度运动动态特征。髌骨内外移位、翻转、前后移位以及屈曲在不同的功能运动中都存在较为统一的运动模式。然而，不同测量方法限制了研究之间的深入比较。今后广泛运用动态磁共振成像（magnetic resonance imaging,MRI）或/和双平面正交荧光透视成像系统（dual fluoroscopic imaging system，DFIS），规范坐标系的建立或骨性形态参数的定义与使用，并增加实验的样本量，将有助于明确在体髌股关节6自由度运动的特征，完善对髌股关节动态功能的临床评价依据。     

腰椎微创与开放椎间融合的影像学特征及疗效比较

目的 评价腰椎微创与开放手术椎间融合器植入空间位置的影像学特征以及两种手术方法的临床疗效对比。方法 回顾性分析2013年1月至2015年2月同济大学附属同济医院腰椎微创(n=38)或开放椎间融合术(n=55)的93例临床资料。通过双相空间标识点识别技术测量两种手术术后X线片中融合器的空间位置,对比两种手术方式中椎间融合器植入空间位置的差异及临床疗效。结果 所有患者均顺利完成手术,微创组患者的术中出血量及住院天数明显低于开放组(P<0.05)。两组患者术后VAS、ODI较术前比较差异有统计学意义(P<0.05),但组间对比差异无统计学意义(P>0.05)。椎间融合器空间位置MIS组明显优于Open组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论 微创与开放椎间融合均是治疗腰椎退变性疾病的有效手术方式,微创组具有恢复快、出血少的优势,而且微创手术较开放手术植入的融合器更容易获得靠前、靠中央的理想位置。     

应用动态双平面成像技术研究在体肘关节主动屈伸运动特征

目的 探讨健康肘关节屈伸运动时关节的相对位移和旋转角度变化,为肘关节不稳以及严重肘关节损伤的治疗提供参考。方法 选取10名健康并且无上肢外伤史的受试者。应用动态双平面X线透视成像系统,测量右侧肘关节从旋后最大伸直位至旋后最大屈曲位运动过程中,肱桡与肱尺关节6自由度运动学数据。使用相关性分析评价肘关节不同自由度运动的耦合度。结果 从最大伸直位到最大屈曲位,肱尺关节外翻角从15.2°±3.1°降低到5.3°±2.3°,肱桡关节外翻角从19.7°±4.2°减小到8.2°±2.4°, 肱尺与肱桡关节外翻角与屈曲角呈线性相关;肱尺关节内外旋角先内旋后外旋,呈二次非线性相关,在屈曲110°时达到最大内旋值（4.0°±4.9°）,后达到最大外旋值（5.1°±4.2°）;肱桡关节一直呈内旋增大变化,从内旋3.2°±16.0°增加到内旋27.2°±18.0°。结论 在正常肘关节屈伸过程中,肱尺关节存在外翻角线性减小、内外旋角先内旋后外旋的非线性变化,肱桡关节存在外翻角线性减小、内旋角线性增大的变化。在屈伸过程中,肘关节并非单纯铰链关节,并且肱尺、肱桡关节存在运动学差异。临床上治疗复杂肘关节损伤、肘关节不稳以及肘关节置换手术时,应考虑关节间不同运动特征,以提高术后临床效果。     

前交叉韧带重建术后膝关节运动分析研究进展

膝关节前交叉韧带损伤是临床常见的严重影响膝关节稳定性的运动性损伤。尽管前交叉韧带重建(anterior cruciate ligament reconstruction,ACLR)可以修复韧带结构,但却无法恢复膝关节正常的运动学与动力学。近年来,利用运动分析评估ACLR术后疗效是运动医学及康复医学领域的研究热点。目前运动分析主要应用于ACLR术后疗效评价、个性化康复方案制定,也是探讨ACLR术后继发性损伤和早发性骨性关节炎潜在危险因素的科学客观工具。未来ACLR术后的运动分析更多关注于优化手术方案和康复治疗方案。回顾近10年ACLR术后膝关节运动分析的观察性研究和随机临床试验,介绍光学运动捕捉和双平面透视追踪在ACLR术后运动分析中的应用进展。临床研究表明,无论选择何种移植物和术式重建前交叉韧带,术后膝关节在功能任务中仍表现出异常的运动学特征,但术后膝关节生物力学的改变与早发性膝关节骨性关节炎的关系仍不清楚。恢复膝关节的旋转稳定性是临床ACLR手术最大的挑战之一。未来研究应通过合理的研究设计与长期随访,探讨ACLR对膝关节生物力学机制的影响,帮助临床医生和物理治疗师制定更有效的干预措施。     

急性单侧颈痛伴颈部活动受限患者的压痛阈研究

目的 研究急性单侧颈痛伴颈部活动受限患者脊柱及下肢的压痛阈值（pressure pain threshold,PPT）及其与颈部疼痛、颈椎活动范围（range of motion, ROM）的相关性,通过与健康人对照,建立精准的量化评定指标。方法 纳入48名急性单侧颈痛伴颈部活动受限患者（实验组）及48名健康成年人（对照组）。使用手持式压痛测试仪测试头夹肌、斜方肌上束、菱形肌、腰方肌、腘绳肌、腘窝、腓肠肌、足底筋膜PPT,并记录患者的疼痛评分和颈椎关节ROM。结果 实验组颈部后伸、患侧旋转、患侧侧屈角度与对照组有明显差异（P＜0.05）;实验组患侧斜方肌上束、头夹肌、腓肠肌中下部PPT与健侧及对照组相比有明显差异（P＜0.05）。颈部疼痛与颈部后伸、患侧侧屈、患侧旋转ROM有相关性（P＜0.05）。颈部疼痛与头夹肌、斜方肌上束、腓肠肌中点以及腓肠肌肌腹下端PPT有相关性（P＜0.05）。结论急性单侧颈痛伴颈部活动受限患者斜方肌、头夹肌及腓肠肌PPT降低,且与颈部疼痛、活动范围受限显著相关。研究结果为临床颈痛患者评定提供定量参考依据。