人膝关节半月板不同测量方法的准确性和匹配性研究

目的：明确X线测量方法、MRI测量方法、解剖学测量方法三者的相互关系以及准确性和匹配性。方法选取意外死亡男性膝关节6只,年龄20～45岁,排除膝关节创伤和疾患,随机编号,分别行X线标准正侧位摄像、常规膝关节MRI扫描,将所得影像数据资料导入Unisight图象分析系统对相关指标进行测量并记录,然后将膝关节离断,直视下按照我院组织库的半月板测量方法进行测量并记录相关数据。X线测量指标包括：内侧胫骨平台矢状径、外侧胫骨平台矢状径、胫骨平台冠状径、内侧胫骨平台冠状径、外侧胫骨平台冠状径。MRI测量指标包括：胫骨平台冠状径、内侧胫骨平台冠状径、外侧胫骨平台冠状径、内侧胫骨平台矢状径、外侧胫骨平台矢状径、内外侧半月板的厚度（前角、体部、后角）、内外侧半月板的宽度（前角、体部、后角）。解剖学测量的指标包括：胫骨平台冠状径、内侧胫骨平台冠状径、外侧胫骨平台冠状径、内侧胫骨平台矢状径、外侧胫骨平台矢状径、内外侧半月板的厚度（前角、体部、后角）、内外侧半月板的宽度（前角、体部、后角）。结果在半月板测量的直接指标中,除内侧半月板体部宽度、内侧半月板前角厚度、外侧半月板体部厚度的MRI测量变异系数＜10%之外,所有指标变异系数均＞10%。外侧半月板后角宽度及外侧半月板前角宽度的MRI测量,变异系数分别为65.97%、70.26%。半月板测量的间接指标,变异系数均＜10%。半月板厚度的MRI测量总大于解剖学测量结果。3种测量方法的一致性方面存在关联,但仍有差异。结论半月板相关测量指标中,X线测量值均偏大,经MRI测量的指标与解剖学测量结果接近,MRI所测的半月板指标较X线测量指标更具准确性及稳定性,值得推荐其作为临床匹配性测量的方法,其中胫骨平台冠状径、内侧胫骨平台矢状径、外侧胫骨平台矢状径是稳定性最好的3个指标,变异系数均＜7%,且胫骨平台冠状径值得作为匹配性测量的首要指标。     

聚己内酯半月板支架应力-应变特性的有限元分析

目的：分析聚己内酯（PCL）半月板支架在膝关节中的应力-应变特性,评估其作为植入材料的可行性。方法：通过磁共振成像（MRI）扫描志愿者膝关节获取平面图像数据,建立包括股骨、胫骨、腓骨、股骨髁及胫骨平台关节软骨、内和外侧半月板及韧带在内的完整膝关节三维有限元模型,通过计算胫骨平台的接触面积与既往文献对比验证模型的有效性;分别建立内侧半月板切除术后的膝关节三维有限元模型及PCL半月板支架替代后的膝关节模型;对比分析在1400N股骨轴向垂直压力下3种膝关节模型的半月板位移和接触压力变化以及股骨髁关节软骨和胫骨平台关节软骨的压缩应力变化。结果：在1400N股骨轴向压缩载荷下健康膝关节模型内、外侧半月板位移分别为0.83和1.76mm,PCL模型内、外侧半月板位移分别为1.15和2.20mm。在同等载荷下,健康膝关节在胫骨平台关节软骨内、外侧最大压缩应力分别为2.5和1.7MPa,在内、外侧股骨髁关节软骨最大压缩应力分别为2.7和2.1MPa。在内侧半月板完整切除模型,内、外侧胫骨平台关节软骨最大压缩应力较健康模型分别增加260.0%和311.7%;内、外侧股骨髁关节软骨最大压缩应力较健康模型分别增长214.8%和271.4%。而在将内侧半月板替换为PCL支架的模型中,内、外胫骨平台关节软骨最大压缩应力较健康模型分别增加8.0%和5.9%;内、外侧股骨髁关节软骨最大压缩应力较健康模型分别增加11.1%和4.8%。结论：PCL支架在膝关节三维有限元模型中具有较好的生物力学特性,能够降低半月板切除后股骨髁及胫骨平台关节软骨的应力,达到保护关节软骨的目的。