生物型与骨水泥型股骨髁假体单髁置换治疗膝关节内侧间室骨关节炎的比较

背景：生物型单髁置换假体的应用在临床上逐渐流行,但是其临床应用效果仍然存在争论。目的：对比生物型和骨水泥型股骨髁假体单髁置换治疗膝关节前内侧骨关节炎的早期临床效果。方法：选择2020年1月至2021年1月徐州医科大学附属医院骨关节科收治的膝关节内侧间室骨关节炎患者62例,按照随机数字表法分为2组,其中骨水泥组31例,生物型组31例,两组均进行单髁置换治疗。记录术后目测类比评分、膝关节活动度、美国特种外科医院功能评分及患者满意度,进行统计学评价。结果与结论：(1)两组患者在术后1,3,6个月膝关节活动度、术后6个月美国特种外科医院功能评分优良率及患者满意度方面相比,差异无显著性意义(P> 0.05);(2)骨水泥组在术后1,3个月时静息状态下目测类比评分优于生物型组(P <0.05);术后3个月时活动状态下目测类比评分优于生物型组(P <0.05);(3)所有患者无术后感染及深静脉血栓发生,有2例患者术后伤口延迟愈合,经换药治疗后伤口痊愈;(4)提示生物型股骨假体单髁置换治疗前内侧骨关节炎安全有效,与骨水泥型股骨假体相比虽然在术后早期对疼痛的缓解较差,但2种假体在术后膝...     

活动平台单髁膝关节置换胫骨后倾的有限元分析

背景：目前单髁膝关节置换中胫骨假体后倾角度的选择存在较多争议,相关的生物力学研究较少。 目的：通过有限元分析结果寻求活动平台单髁膝关节置换中合理胫骨后倾的角度。 方法：运用三维重建技术及有限元前处理技术建立正常膝关节有限元模型,并进行验证,在此基础上建立不同胫骨假体后倾角度的单髁膝关节置换有限元模型,统一边界条件和载荷,行有限元分析。 结果与结论：成功建立了不同胫骨后倾角度的单髁膝关节置换有限元模型,分析结果发现增大胫骨假体后倾可使胫骨后内侧皮质及松质骨应力逐渐增加,且增大了外侧间室载荷和软骨接触应力,而胫骨前倾使胫骨前内侧皮质应力明显增加。推荐活动平台单髁膝关节置换中选择0°-7°胫骨假体后倾。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节;骨植入物;脊柱;骨折;内固定;数字化骨科;组织工程     

单髁膝关节置换胫骨元件不同固定柱形状的有限元分析

目的针对单髁膝关节置换后胫骨前内侧疼痛、胫骨元件松动以及对侧关节炎恶化的问题,通过有限元方法比较分析胫骨元件固定柱的不同几何形状对胫骨应力分布的影响。方法建立有效的单髁膝关节置换有限元模型,对胫骨元件固定柱的形状进行设计。在相同的加载条件下,分别对双柱形、单脊形、双脊形和十字星形胫骨元件进行有限元分析,并与完整膝关节模型进行对比,评估胫骨元件固定柱不同形状设计对胫骨前内侧皮质骨应力、胫骨截骨面松质骨应力、胫骨对侧软骨应力的影响。结果单髁置换后胫骨前内侧皮质骨应力峰值均增大。与完整膝关节相比,在双柱形、单脊形、双脊形和十字星形胫骨元件固定柱的模型中,胫骨前内侧皮质骨应力峰值分别增加56.1%、55.9%、54.5%和68.4%。单脊形和双脊形胫骨元件松质骨截骨面应力峰值比完整胫骨分别减小8.1%和15.6%,而双柱形和十字星形则分别增大67.9%和121.5%,超过松质骨的疲劳屈服应力。双柱形、单脊形、双脊形和十字星形胫骨固定柱对应的胫骨对侧软骨应力峰值相比于完整胫骨分别减小42.1%、26.6%、24.2%和28.5%。结论单髁膝关节置换改变了胫骨内外侧的载荷分布,使置换侧承受更大的载荷。单脊形和双脊形胫骨元件在降低胫骨前内侧皮质骨和截骨面松质骨应力方面效果更好,其中单脊形胫骨元件更接近完整膝关节胫骨的应力分布。研究结果可为设计更符合膝关节力学性能的单髁膝关节假体提供理论依据。     

膝关节活动单髁假体衬垫形状及安装位置对置换后膝关节应力分布影响的有限元分析EI北大核心CSCD

在单髁置换手术中,市面上可供选择的单髁假体种类较多,常见的衬垫与股骨假体接触面一致性与否,会对置换后的膝关节应力分布产生不同的影响。单髁置换术后胫骨平台内侧断裂以及衬垫脱位是常见的两种失效形式,原因之一是单髁假体在膝关节中的安装位置不匹配,可能导致失效。故本文主要研究衬垫与股骨假体接触面的形状及单髁假体的安装位置对置换后膝关节应力分布的影响。首先,本文建立了正常人体膝关节有限元模型,通过应力和变形两种方式验证了该模型的有效性。其次,建立了两种不同形状衬垫膝关节假体模型(A型和B型),模拟分析在单腿站立情况下,两种衬垫5种内外翻安装位置的膝关节应力分布情况。结果表明,在1 kN轴向载荷下,衬垫峰值接触压力、前交叉韧带峰值等效应力、外侧半月板峰值接触压力,这3种参数A型均比B型小,5种内外翻安装位置下A型在内翻3°时衬垫变形、衬垫峰值接触压力、胫骨峰值等效应力、前交叉韧带峰值等效应力均最小。单髁置换时,建议假体内翻6°以内,选择A型或B型衬垫,需结合患者的其他因素综合分析选择。综上所述,本文研究结果或可降低单髁置换后衬垫脱位、胫骨内侧平台断裂的风险,以期为单髁假体设计提供生物力学参考。     

计算机辅助导航下的微创膝关节单髁置换

背景：人工关节置换在计算机导航手术的帮助下,可以严格把握假体位置的准确性,使其精确匹配。 目的：观察计算机导航下微创膝关节单髁置换的治疗效果。 方法：回顾性分析2009-05/2010-05上海市杨浦区中心医院骨科收治的内侧间室骨性关节炎患者28例(28膝)的临床资料,均应用计算机导航辅助下的微创膝关节单髁置换进行治疗。 结果与结论：28例患者随访12~24个月。切口平均6.8 cm,置换中出血平均45.8 mL,平均置换时间91.6 min,置换后24 h平均引流量38.5 mL。下肢力线由置换前平均7.0°减少为置换后平均2.0°(P < 0.05)。置换后膝关节活动范围平均125°,较置换前平均100°明显提高(P < 0.05)。末次随访患者膝关节HSS评分平均94分,优良率94%,相比置换前评分平均78分(69~80分)有明显的改善(P < 0.05)。提示计算机导航下微创膝关节单髁置换能提高术中截骨和假体植入的精确性,有效恢复下肢力线。     

有限元分析在人工膝关节置换中的应用

背景：人工膝关节置换作为治疗膝关节骨性关节炎、类风湿性关节炎等各类终末期关节疾患最有效的方法,广泛应用于关节外科领域。有限元分析是随着计算机技术不断进步而逐渐发展而来的一种生物力学研究方法,具有强大的建模功能和三维仿真特点。目前,有限元分析已广泛应用于骨科生物力学研究。目的：综述有限元分析技术在各类人工膝关节置换术中的应用现状与进展。方法：使用计算机检索PubMed、CNKI、万方数据库发表的关于有限元分析与人工膝关节置换的相关文献,文献发表时间为从各数据库建库至2022年8月,英文检索词：finite element analysis,TKA,UKA,revision total knee arthroplasty,knee osteoarthritis,knee joint,femoral component,tibia component;中文检索词：有限元分析,全膝关节置换术,单髁置换术,膝关节翻修术,膝关节,股骨假体,胫骨假体,最终共纳入53篇文献进行综述。结果与结论：(1)在全膝关节置换过程中,活动平台较固定平台降低了胫股关节接触面应力,从而减少了聚乙烯垫片的磨损;相对于机...     

单髁置换胫骨假体后倾角对关节接触应力影响

目的 建立活动平台膝关节单髁置换(mobile-bearing unicompartmental knee arthroplasty, MB-UKA)术前、术后膝关节有限元模型,研究MB-UKA胫骨假体后倾角对关节接触应力影响。方法 基于健康受试者计算机断层(computed tomography, CT)及磁共振(magnetic resonance, MR)影像,构建健康膝关节有限元模型,并验证MB-UKA术前、术后模型的有效性。模拟MB-UKA胫骨假体后倾7°手术,将三维运动捕捉系统及力平台相关参数作为有限元模型输入条件,分别计算外侧间室胫骨平台软骨和聚乙烯衬垫的最大接触应力。结果 与现有文献结果进行对比验证表明,健康膝关节和MB-UKA术后膝关节有限元模型计算结果较为合理。MB-UKA术后胫股关节接触应力变化较大,聚乙烯衬垫接触应力远大于对侧间室胫骨平台软骨接触应力。结论 本文所建MB-UKA术前、术后有限元模型较为合理。研究结果为MB-UKA的评估提供了一个可参考的方法。     

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...     

单髁与后交叉韧带保留型假体膝关节置换的近期疗效对比

文题释义： 单髁置换：指对仅存在单间室病变膝关节的一种置换手术方式,用以替代膝关节胫股关节破坏的软骨表面,具有微创手术的优势,例如创伤小、恢复快、截骨少、费用低、手术时间短等优点。理论上,单髁置换后患者的膝关节活动度较好,且膝关节功能接近生理状态。 后交叉韧带保留型假体：全膝关节置换术中一种较为成熟的假体,术中保留了膝关节后交叉韧带且不进行髁间窝截骨,比较符合膝关节的解剖特性,手术难度虽然较大,但保留了较多的膝关节正常生理结构,有较好的膝关节稳定性,假体的松动率亦较低。背景：针对仅存在膝关节内侧间室病变的患者,单髁置换与后交叉韧带保留型全膝关节置换均是有效的治疗方式,但对于居住于山区的中老年人的近期疗效需进一步探索。 目的：探讨单髁置换与后交叉韧带保留型假体置换治疗承德地区中老年人膝关节内侧间室骨关节炎的近期疗效。 方法：选择2017年1月至2019年2月在承德医学院附属医院关节外科接受手术治疗的内侧间室膝关节炎中老年患者67例,其中A组31例行单髁置换,B组36例行后交叉韧带保留型假体全膝置换。所有患者对治疗方案均知情同意,且得到医院伦理委员会批准。观察比较2组患者术中出血量、术后输血情况、术后血红蛋白下降值,术后1,3 d红细胞容积、C-反应蛋白,术后第1,3,6个月及1年的关节遗忘评分。 结果与结论：①A组围术期血红蛋白下降值、术中出血量、输血率均低于B组,术后住院时间短于B组,差异有显著性意义(P < 0.05);②术后第1,3天2组的C-反应蛋白水平差异无显著性意义(P > 0.05);③A组术后第1,3,6月及1年的关节遗忘评分均高于B组,差异有显著性意义(P < 0.01);④2组术后均未发生下肢深静脉血栓、肺栓塞及感染等并发症;⑤综上,单髁置换在治疗仅存在内侧间室病变膝关节炎的山区中老年患者时,具有术中出血少、输血率低、关节遗忘程度高等优点。 ORCID: 0000-0002-8983-8293(韩梦光) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节;骨植入物;脊柱;骨折;内固定;数字化骨科;组织工程     

活动平台单髁置换治疗膝关节自发性骨坏死的5年随访

背景:膝关节自发性骨坏死主要影响股骨内侧髁,是膝关节单髁置换的良好适应证,但对于单髁置换后的治疗效果仍有争议。目的:探讨活动平台单髁置换治疗膝关节自发性骨坏死随访5年的临床效果。方法:回顾性分析2014年1月至2015年1月在佛山市中医院骨关节科诊断为膝关节内侧间室自发性骨坏死并行活动平台单髁置换治疗的患者资料,按照纳入与排除标准,纳入64例患者。收集患者年龄、性别、体质量、骨坏死部位、Koshino分期和坏死体积等资料进行分析,采用膝关节最大活动度、美国特种外科医院评分、牛津膝关节评分、疼痛目测类比评分评估术前和随访时膝关节功能,术前和随访时均通过双下肢全长X射线片评估下肢力线情况,同时观察有无并发症发生。结果与结论:①62例患者为股骨内髁骨坏死,2例患者胫骨内侧平台骨坏死;Koshino分期Ⅲ期40例,Ⅳ期24例;病变体积5.62-32.52cm^3,小体积坏死45例,中体积坏死14例,大体积坏死5例;②所有患者手术切口均Ⅰ期愈合,随访60-72个月;其中1例患者术后3个月出现聚乙烯衬垫脱位,再次手术使用加厚垫片后功能良好;2例患者术后4年出现假体松动,翻修成全膝关节置换;其余患者随访期间均无感染、假体脱位、假体松动、下肢静脉血栓形成、肺栓塞、心脑血管意外、创伤后精神障碍等并发症发生;③末次随访时,所有患者美国特种外科医院评分、牛津膝关节评分、膝关节活动度、目测类比评分均较术前明显改善,差异有显著性意义(P<0.05);④末次随访时,所有患者髋膝踝角、胫股角均较术前明显改善(P<0.05),患者下肢力线得到纠正;⑤提示采用活动平台单髁置换治疗膝关节自发性骨坏死具有创伤小、骨量保留多、术后恢复快、下肢力线改善明显、术后关节功能良好的优点,中期疗效满意。     

膝关节单髁置换胫骨优化截骨设计的生物力学研究

目的 比较膝关节单髁置换术(unicompartmental knee arthroplasty, UKA)常规截骨、保留圆角截骨及全新扩大圆角截骨方法对术后胫骨近端生物力学特性的影响。方法 基于Sawbones胫骨的CT数据,构建完整胫骨模型及不同截骨方式下UKA术后胫骨模型,采用轴向压缩工况对模型进行有限元分析,比较不同模型间胫骨近端应变情况及骨水泥应力差异。结果 在轴向压缩工况下,扩大圆角组其截骨区皮质骨von Mises应变峰值较常规截骨组与保留圆角组有所增加,而松质骨von Mises应变峰值则分别减少24.3%～42.9%、26.0%～48.7%。对比截骨区松质骨与皮质骨von Mises应变峰值差Δε_peak,发现扩大圆角组其Δε_peak远远小于其余两组。UKA后不同模型间胫骨前内侧皮质骨最小主应变无明显差异,但较完整胫骨模型增加23.3%～34.5%。扩大圆角组骨水泥单元平均von Mises应力随着圆角半径增大呈现下降趋势,且整体均小于常规截骨组与保留圆角组。结论 全新扩大圆角截骨方法可使健康骨质条件下胫骨近端应力传递更均匀...     

膝关节前交叉韧带断裂单髁置换生物力学特性的有限元分析

目的基于人体膝关节CT和MRI图像建立前交叉韧带(anterior cruciate ligament,ACL)断裂和正常膝关节三维实体模型,采用有限元方法研究ACL断裂膝关节在不同屈膝角度对植入假体生物力学性能的影响。方法结合临床单髁置换手术方案植入第3代牛津单髁(OxfordⅢ)假体,其中胫骨假体后倾7°,建立膝关节屈曲0°、30°、60°、90°和120°单髁置换的三维有限元模型,在股骨中心点上施加1 k N压缩载荷,分析5种屈膝角度下股骨假体、半月板衬垫、胫骨假体的应力分布情况。结果膝关节ACL断裂组与正常组在5种屈膝状态下,半月板衬垫的最大主应力在ACL断裂组与正常组之间最大相差幅度为62. 5%,在0°、30°、60°和120°屈膝状态下ACL断裂组最大应力均大于正常组;股骨假体在ACL断裂30°时的最大应力明显增加,其余4种屈膝状态下应力的最大增幅为60. 81%;胫骨假体在5种屈膝状态下ACL断裂组最大应力比正常组分别增加了19. 07%、36. 78%、25. 69%、-4. 38%、51. 19%。当ACL断裂后,除屈膝90°外半月板衬垫和胫骨假体上的均布应力均大于正常组,在屈膝30°和120°时对半月板衬垫的磨损较大。结论单髁置换假体的应力分布随膝关节屈曲角度和ACL功能的变化而存在差异,ACL断裂组应力整体趋势大于ACL正常组,且应力集中于内侧区域,在屈膝120°时应力最大,磨损最为明显。研究结果为临床膝关节ACL断裂单髁假体置换的手术方案和半月板假体的优化设计提供理论依据。     

膝关节单髁置换术胫骨假体不同后倾角对假体磨损和功能的影响

目的 建立单髁置换术胫骨假体后倾3°和7°膝关节不同屈膝角度三维有限元模型,研究两种后倾角膝关节生物力学特性和假体磨损及其对功能的影响.方法 结合人体膝关节CT与MRI图像和第3代Oxford假体,建立胫骨假体后倾3°和7°下屈膝单髁置换术有限元模型,在股骨内外侧髁中心点上施加1 kN载荷模拟人体站立相负重,分析不同屈...     

单间室与全膝关节置换术对膝骨关节炎患者楼梯行走时生物力学特征的影响

目的 探究单间室膝关节置换术（unicompartmental knee arthroplasty,UKA）与全膝关节置换术（total knee arthroplasty,TKA）对膝骨关节炎术后的临床疗效。方法 随机招募TKA患者21例、UKA患者15例。分别在术前以及术后6、12个月进行生物力学测试。采用Vicon红外动作捕捉系统和Kistler三维测力台同步采集受试者楼梯行走的运动学和动力学数据。结果 在上楼梯时,TKA组受试者术前膝屈曲力矩峰值显著低于UKA组,术后6个月到达膝屈曲/内收力矩峰值时间、膝屈曲力矩冲量及膝内收力矩峰值负载率显著小于UKA组。在下楼梯时,UKA组术前和术后6个月伸膝功率峰值显著较小,垂直地面反作用力峰值负载率术前显著较大,膝伸展力矩峰值术后6个月显著较大;在术后12个月,楼梯行走的生物力学特征未出现明显的差异性。结论 TKA组和UKA组在手术后表现出相似的膝关节功能,但TKA组可能采取不同于UKA组的下肢生物力学模式。在楼梯行走时,UKA组术后表现出更好的股四头肌控制能力,提高了楼梯行走尤其是下楼梯的姿势控制能力,而TKA组则采取保守的楼梯步态策略以降低楼梯行走的膝关节负荷。相比于力矩峰值,到达力矩峰值的时间及力矩峰值负载率是发现膝关节负荷差异性更灵敏的指标。     

全膝关节置换术对膝骨关节炎患者本体感觉的影响

目的 探究膝骨关节炎（knee osteoarthritis, KOA）患者进行全膝关节置换术前后本体感觉的变化。方法 选择34名KOA患者作为实验组,术后根据手术方式分为后交叉韧带保留型全膝关节置换术（CR-TKA）组和后稳固型全膝关节置换术（PS-TKA）组,并对患者进行3个月术后随访,同时纳入20名健康受试者作为对照组。采用Biodex System Ⅲ多关节等速测试系统、自行设计的施力装置、无线表面肌电测试系统采集健康受试者以及患者手术前后的本体感觉（位置觉、运动觉和力觉）数据,并对数据进行处理和分析。结果 与健康受试者相比,KOA患者患侧和对侧膝关节30°、45°和60°位置觉、运动觉、半腱肌力觉显著变差（P<0.05）;术后3个月,CR-TKA组患者患侧股二头肌力觉和对侧半腱肌力觉与健康受试者均存在显著差异（P<0.05）;对CR-TKA组和PS-TKA组患者患侧和对侧的位置觉、运动觉、力觉术后3个月与术前的差值做组间比较,均无统计学差异（P>0.05）。结论 KOA患者膝关节本体感觉较健康受试者明显减退。术后3个月,CR-TKA和PS-TKA两组患者本体感觉未见明显改善。不同手术方式对本体感觉的影响没有差异。研究结果可以为医生的临床诊疗提供一定数据支持,以及为后续的康复方案确定一个方向。     

全膝关节置换术后早期步态与预后功能的相关性分析

目的探讨全膝关节置换(total knee arthroplasty, TKA)术后14 d步态参数与术后3个月膝关节功能和生活质量的相关性。方法采用三维步态系统分析18名患者TKA术后14 d患侧步行特征,运用WOMAC和SF-36评价量表评估患者TKA术后3个月的膝关节功能指数及生活质量并分析其相关性。结果 TKA术后14 d,术侧单支撑时间和摆动期膝关节屈角峰值均显著小于健侧,术侧站立中期膝关节屈角和膝外翻角均显著大于健侧;步行过程中,术侧的时空参数指标与WOMAC评分存在中度负相关,膝屈角峰值、站立中期膝屈角及外翻角与WOMAC评分存在高度相关性;除步长、步速外,其余步态参数指标均与SF-36生活质量评分具有显著相关性。其中,单支撑时间和膝关节屈角峰值具有高度正相关,站立中期膝屈角及外翻角具有中度负相关。结论术后早期(14 d)步态分析结果中术侧单支撑时间、站立中期膝关节屈角、膝外翻角及摆动期膝关节屈角峰值可以作为判断TKA手术预后膝关节功能及生活质量康复疗效的有效指标。     

膝关节置换术并发腓总神经损伤原因分析

目的：探讨人工全膝关节置换术（TKA）并发腓总神经损伤的原因及处理方法.方法：本院自2001年1月～2011年1月TKA术后并发腓总神经损伤患者共9例,回顾性分析其腓总神经损伤的原因.选取成人膝关节标本9例进行模拟手术和3D-CT扫描重建,分析并评价手术中易损伤腓总神经的危险区域.结果：本组9例腓总神经损伤的原因如下.Hoffman板钩位置不当4例,为纠正残余屈曲角度导致的牵拉伤3例,术后血肿压迫1例,麻醉过程针刺伤1例.标本模拟手术及影像解剖显示：腘窝顶点、腓骨小头前缘隆起点、腓骨小头前缘下3 cm、前点内侧3 cm的四点围成四边形区域为手术危险区.结论：TKA手术并发腓总神经损伤是多种因素造成的.术中,在前述四边形区域内使用手术器械不当操作易损伤腓总神经.