脱脂对异体皮质骨生物力学的影响

背景:脱脂的目的在于通过清除脂肪和脂蛋白,减少特殊细胞表面抗原,以降低免疫排斥反应,改善异体骨的生物相容性,提高异体骨移植的成骨能力,但目前有关脱脂对骨生物力学性能的影响尚无统一观点.目的:探讨脱脂对异体皮质骨生物力学性能的影响.设计、时间及地点:随机分组自身对照观察实验,于2006/2008在广东医学院附属福田人民医院完成.材料:新鲜宰杀的成年健康牛股骨8对.从每一对牛股骨相应位置中挑取约50 mm长,10 mm宽的骨块,将骨块打磨成7 mm×7 mm×40 mm长方体牛皮质骨试件24对.方法:将24对试件随机抽签法分成2组(n=12),每对中随机抽取一个试件为实验组,另一个试件为对照组.实验组试件在1:1的三氯甲烷:甲醇混合液500 mL中脱脂24 h:对照组标本按同样流程在去离子水中浸泡24 h.两组分别选取6个试件进行抗压缩试验及三点弯试验.主要观察指标:力学试验中每一试件所能承受的载荷、挠度.结果:压缩试验显示,与对照组比较,实验组的试件所能承受的最大压力明显减小,且脱脂后每个试件间所受最大应力的差别明显缩小,试件的脆性增加,最大应变减小,弹性模量增大(P均<0.05);三点弯试验显示,与对照组比较,实验组的试件所能承受的最大载荷明显减小,所受最大应力的差别明显缩小,最大挠度减小,弹性模量增大(P均<0.05).结论:脱脂后皮质骨的力学强度下降,脆性增加.     

截瘫患者髋臼皮质双边征的观察

本文报告了对６０名截瘫病人骨盆平片的观察结果，发现有３５例可在两侧髋臼顶部观察到皮质双线征，作者认为，皮质双线征系脊髓损伤后所发生的废用性骨质疏松的Ｘ线征象，并对其形成的影响因素进行讨论。     

髋臼整体截骨矫形术治疗髋关节发育不良

髋关节发育不良(Development Displasia of Hip，DDH)以女性多见，常因明显的髋部疼痛、跛行、髋关节不稳定和髋活动受限而影响工作和生活。作者采用髋臼整体截骨矫形术[1]治疗20例21髋，取得良好效果。现将结果报告如下。     

髋臼三维有限元分析及其生物力学意义

目的寻求髋臼三维有限元模型构建的方法并探讨记忆生物力学的临床意义。方法选择成年湿髋臼尸体标本行CT扫描成像得到髋臼每层横截面图像,提取边界坐标,利用有限元分析软件ANSYS5.6构建髋臼三维有限元,三维十结点四面体实体单元进行网格划分。结果所构建髋臼模型共划分为121239个结点、112491个单元,客观反映髋臼真实解剖形态及生物力学行为。结论构建的髋臼三维有限元模型,为髋臼骨折内固定的记忆力学研究提供可循模型。     

正常步态下髋臼底接触面积与压力分布的三维有限元分析

背景:认识髋关节的正常压力分布特点,将有助于进一步了解正常髋关节的力学机制与异常载荷下关节软骨的病理学行为。目的:运用三维有限元的方法,分析正常步态过程中头臼间接触面积和应力分布情况。方法:应用CT扫描技术和计算机图像处理系统,建立髋臼的三维有限元模型,利用髋臼模型模拟髋臼在完整步态过程中连续32个位相时的受力状况,并对各位相时接触面积进行计算。结果与结论:获得了髋臼在32个位相时的应力峰值分布呈双峰形,在起步位相时达到峰值(4.2MPa),支撑期接触面积明显高于跨步期。始终接触部位集中在髋臼顶部,偏内侧,而髋臼前角与后角始终没有应力传导。髋臼软骨在不同位相的应力分布明显不同,支撑期应力增高区分布在臼顶区,而跨步期应力增高区在臼软骨的内侧缘。结果显示髋臼的接触应力增高区及接触面的分布对临床研究有重要意义,可提示导致髋臼骨性关节炎的好发因素。     

正常步态下髋臼底接触面积与压力分布的三维有限元分析

背景：认识髋关节的正常压力分布特点,将有助于进一步了解正常髋关节的力学机制与异常载荷下关节软骨的病理学行为。目的：运用三维有限元的方法,分析正常步态过程中头臼间接触面积和应力分布情况。方法：应用CT扫描技术和计算机图像处理系统,建立髋臼的三维有限元模型,利用髋臼模型模拟髋臼在完整步态过程中连续32个位相时的受力状况,并对各位相时接触面积进行计算。结果与结论：获得了髋臼在32个位相时的应力峰值分布呈双峰形,在起步位相时达到峰值（4.2MPa）,支撑期接触面积明显高于跨步期。始终接触部位集中在髋臼顶部,偏内侧,而髋臼前角与后角始终没有应力传导。髋臼软骨在不同位相的应力分布明显不同,支撑期应力增高区分布在臼顶区,而跨步期应力增高区在臼软骨的内侧缘。结果显示髋臼的接触应力增高区及接触面的分布对临床研究有重要意义,可提示导致髋臼骨性关节炎的好发因素。     

髋臼区域松质骨骨小梁束的大体分布及力学

背景:虽然目前已采用多种力学研究方法对骨盆的力学特性进行了大量的研究,但是该区域的确切应力分布仍不甚明了。目的:观察髋臼区域骨小梁的大体分布状况并与现有生物力学研究结果对比。方法:采用4具干燥骨盆标本,取其两侧髋骨分别按照髋臼边缘构成的平面及闭孔平面进行切割,观察其切面的骨小梁分布模式以了解了解髋臼区域骨小梁的大体分布状况。结果与结论:髋骨骨小梁可分为:①骶耻束:从耳状面及髂后上棘髂后下棘发出沿弓状线到达耻骨联合,部分骨小梁终止于髋臼后上方。②髂臼束从从耳状面坐骨大切迹发出到达髋臼后上部,位于骶耻束浅层。③髂坐束:从髂结节发出到达坐骨结节,部分骨小梁终止于髋臼前上方。其中骶耻束与髂坐束相交于臼顶,在坐骨大切迹、髂耻隆起及骶耻束与髂坐束相交部位骨质致密。总体上人类髋骨骨小梁主要由髂臼束、骶耻束与髂坐束构成。在坐骨大切迹、髂耻隆起及骶耻束与髂坐束相交部位骨质致密。这与现有研究中髋臼区域的应力分布负荷基本吻合。     

髋臼三维记忆内固定系统全真三维有限元模型快速建立及其对力学仿真的意义

要目的：目前，有限单元法(finite element method，FEM)已成为生物力学研究的有力手段。尽管随着计算机图形学、数字图像处理学的发展，建立可视化三维数字模型的技术已经逐步成熟并走向了应用。但是，由于内固定器种类繁多、形状复杂，建立可以进行生物力学计算分析的有限元模型依然是一件繁琐而复杂的工作，包括髋臼三维记忆内固定系统(aeetabular three—dimensional memory fixation system，ATMFS)复杂形状内固定器全真三维有限元模型快速建立方法。方法：引入材料坐标系和运动变形方法，快速有效建立ATMFS复杂形状内固定器全真三维有限元模型。结果：所构建的ATMFS三维有限元模型能够准确反映内固定器结构特征，能够进行力学分析。结论：此建立全真三维有限元模型方法对ATMFS复杂形状内固定器的建模是快速而有效的。     

三维CT评价骨盆内移截骨后青少年髋臼发育不良的效应

背景:通过传统的X射线评价,Chiari截骨能明显改善股骨头的覆盖,但对截骨后效果的三维立体评价研究很少.目的:利用三维CT评价Chiari截骨术后髋关节的形态变化,同时比较X射线及三维CT方法测量股骨头覆盖是否存在差异.设计、时间及地点:测量性试验,病例来自2003-01/2006-12中国医科大学附属盛京医院小儿骨科.对象:选择中国医科大学附属盛京医院小儿骨科收治的髋臼发育不良患儿12例(12髋),男5例,女7例;左侧8例,右侧4例;手术时年龄7.2-15.2岁,平均11.5岁.方法:12例患者(12髋)均行Chiari截骨治疗.5髋存关节囊外截骨,7髋行关节囊小切口紧邻髋臼外上缘截骨.根据Colton提出的评分方法进行临床功能评价;在前后位X射线平片测量手术前、后的股骨头覆盖率及截骨的高度;在三维CT图像上测量股骨头前1/4、中1,2、后1/4部位的覆盖率.主要观察指标:X射线测量截骨前后股骨头覆盖率、截骨高度:三维CT测量冠状面上股骨头前1/4、中1/2、后1/4的覆盖率及髋臼前倾角:Colton法测量髋关节的功能评分.结果:所有12髋术后临床功能评定,优6髋,良3髋,3髋为一般:在切开关节囊的7髋中,优2髋,良3髋,未行关节囊切开的5髋中,优良各2髋:在切开关节囊的髋中,截骨高度低于未行关节囊切开髋中的截骨高度[(3.64±1.54),(11.00±2.09)mm,P＜0.01];不同截骨高度与临床评定结果之间差异无显著性意义(P＞0.05).术前9例有明显的髋痛,随访时,5例已无疼痛(其中4髋截骨高度适宜),4髋截骨过高者仍有疼痛;无深部感染、坐骨神经损伤、骨不连等严重并发症发生.术后,X射线及三维CT测得的股骨头覆盖率较术前均明显增加(P＜0.01);但三维CT测得的股骨头前外侧、中外侧覆盖率明显小于X射线测量结果(P＜0.01);术后在股骨头的前外侧仍存在覆盖不良.结论:利用X射线测量评价Chiari截骨术后股骨头的覆盖存在假像,真实情况并非像X射线测量结果那样完美.术前、术后利用三维CT仔细评价髋关节的病理缺陷足必要的.Chiari截骨后,在股骨头前外侧仍覆盖不良.为达到合适的截骨高度,行关节囊小切口准确显示髋臼的外上缘对术后关节活动无明显影响.     

髋臼发育不良成年人行髋臼周围截骨术后并发症的护理

髋臼发育不良在国内发病率很高,是髋关节继发性骨性关节炎的重要原因之一.因其发病年龄低,如果不及时治疗,将会导致严重的髋关节骨性关节炎,晚期需要人工髋关节置换术[1].早期的手术干预,可以延缓骨性关节炎的进展,避免人工关节置换手术或推迟关节置换术的时间.     

国产人工半骨盆假体置换治疗髋臼周围骨肿瘤

背景：髋臼周围骨肿瘤的治疗对骨科医生来说是一种挑战,但随着诊断技术的提高、新辅助化疗方案的应用以及肿瘤切除原则的确立,保肢手术成为一种趋势。目的：分析应用国产人工半骨盆假体治疗髋臼周围骨肿瘤的效果。方法：2001/2010共收治19例髋臼周围骨肿瘤病人,其中6例行国产半骨盆人工假体置换,术后随访6~72个月（平均50个月）。结果与结论：按Enneking方法评估疗效,良4例,一般2例。提示只要严格掌握骨盆肿瘤切除重建的手术适应证,应用国产人工半骨盆假体治疗髋臼周围骨肿瘤具有较好的疗效。     

Micro CT三维重建手舟骨相关显微影像解剖学数据测量

背景：目前国内外学者对外科治疗手舟骨骨折作了大量的应用解剖学研究,而有关手舟骨的显微影像解剖学研究国内外文献报道甚少。目的：运用Micro CT测量手舟骨相关影像解剖学数据,为手舟骨骨折的外科治疗提供显微影像解剖学基础。方法：实验从成都医学院局解实验室随机选取80侧（左右各40侧）国人成人干燥手舟骨标本,未分性别。应用游标卡尺测量舟骨和 Micro CT扫描标本,用Micro CT自带三维重建系统分析手舟骨三维骨结构,并逐一测量：①舟骨的纵轴长度。②舟骨嵴的近端宽度。③舟骨嵴的腰部宽度。④舟骨嵴的远端宽度。⑤舟骨结节高度。⑥舟骨结节厚度。⑦舟骨结节宽度。⑧舟骨体部最小厚度。⑨舟骨腰部的厚度。⑩舟骨腰部的宽度。结果与结论：Micro CT三维成像可以看出：手舟骨结节部的宽度和厚度比较接近,整个手舟骨结节部形似圆锥;手舟骨腰部连接结节部与体部;体部前后径明显大于左右径,体部的舟头关节面与舟桡关节面相邻处骨质是整个手舟骨最薄的地方。手舟骨结节部、腰部及体部的桡背侧部分有明显的血管压迹贯穿,并因此形成其纵轴及背嵴。对所测量结果进行统计学分析,结果显示Micro CT所测得的各径线值与游标卡尺所测得数据差异无显著性意义（P〉0.05）。左右侧手舟骨Micro CT三维成像的各部分测量值差异无显著性意义（P〉0.05）。说明Micro CT所测得数据具有很高的准确性,依据Micro CT三维重建后的手舟骨测量数据及影像解剖特点,可为外科治疗手舟骨骨折时设计内固定器械提供显微影像解剖学理论依据。     

Prestresses around the acetabulum generated by screwed cups

Screwed acetabular cups, applied in total hip replacements, generate stresses in the surrounding bone during implantation (prestresses). The effect of these prestresses on the endurance of the hip replacement are unknown. The prestresses in the acetabulum were examined both experimentally, using strain gauge techniques, and numerically, using the finite element method. It was found that the prestresses were of the same order of magnitude, if not larger, than the stresses due to the hip reaction force during one-legged stance. In some cases, the prestresses even approximated the ultimate tensile strength of cortical bone. The prestresses seemed to have a strong dependence on the outer shape of the cup, rather than on the flexibility of the cup or whether the cup had a self-cutting thread or not. Furthermore, it was found that the prestresses are not very susceptible to stress relaxation due to the visco-elastic behaviour of bone. This means that prestresses will remain present over long periods of time. So even when a patient has resumed normal daily activities, the prestresses will still play an important role in the overall stress distributions around the acetabulum. Due to the interaction of prestresses and stresses due to normal loading, the primary stability of a metal-backed screwed cup is better guaranteed than the primary stability of an all-polyethylene screwed cup.     

High resolution cortical bone thickness measurement from clinical CT data

The distribution of cortical bone in the proximal femur is believed to be a critical component in determining fracture resistance. Current CT technology is limited in its ability to measure cortical thickness, especially in the sub-millimetre range which lies within the point spread function of today’s clinical scanners. In this paper, we present a novel technique that is capable of producing unbiased thickness estimates down to 0.3 mm. The technique relies on a mathematical model of the anatomy and the imaging system, which is fitted to the data at a large number of sites around the proximal femur, producing around 17,000 independent thickness estimates per specimen. In a series of experiments on 16 cadaveric femurs, estimation errors were measured as ?0.01 ± 0.58 mm (mean ± 1 std.dev.) for cortical thicknesses in the range 0.3–4 mm. This compares with 0.25 ± 0.69 mm for simple thresholding and 0.90 ± 0.92 mm for a variant of the 50% relative threshold method. In the clinically relevant sub-millimetre range, thresholding increasingly fails to detect the cortex at all, whereas the new technique continues to perform well. The many cortical thickness estimates can be displayed as a colour map painted onto the femoral surface. Computation of the surfaces and colour maps is largely automatic, requiring around 15 min on a modest laptop computer.     

骶髂关节面应力分布规律的CT测量

目的了解骶髂关节面应力分布的规律。方法选取健康尸体5具,将标本以CT同样参数扫描各层面骶髂关节两侧骨及关节腔内固定的测量点,计算其CT值。结果骶髂关节的骨CT值及每个层面的CT值呈一类似于波谷样的分布规律。结论人体骨的密度与其所受到的应力直接相关,以此可推测骶髂关节面应力分布应该呈相似的分布特点。这一结论正与我们以三维有限元方法研究骶髂关节周围应力分布特点的结果极其相似。     

定量CT评价股骨近段骨皮质厚度及骨密度

目的 初步探讨采用定量CT(QCT)骨结构分析系统(BIT)测量股骨近段骨皮质的信度和可重复性。方法 收集30例髋部低能量骨折患者,正常侧股骨用于测量,采集髋部QCT扫描数据,于QCT分析工作站上BIT自动选定垂直于股骨颈中段长轴最狭窄处横断面,将该横断面分为4个象限,即上前象限(SA),下前象限(IA),下后象限(IP),上后象限(SP),BIT自动估算各象限骨皮质厚度(C.Th),由3名测量者分别进行测量,比较测值的差异及一致性。结果 3名测量者测得的股骨颈最狭窄处横断面平均C.Th及SA、SP、IA象限C.Th和骨密度差异均无统计学意义(P均>0.05),一致性均较好,其中平均C.Th的ICC值最高,为0.883。而3名测量者测得的IP象限C.Th和骨密度差异均有统计学意义(P均<0.05)。结论 BIT能够实现获取股骨近段骨密度结果的同时获得骨结构信息,测得的股骨颈横断面上象限及前下象限C.Th及骨密度具有很好的重复性。