中国西北地区汉族人群胫骨近端截面线性参数的测量与分析

背景：用于国人膝关节置换的膝关节假体多由欧美国家进口或以之为蓝本制作,而欧美人种的膝关节界面与国人不同,国人的各人群之间亦有不同,制造适合于国人各人群的膝关节假体对于取得良好的置换效果至关重要。目的：明确中国西北地区汉族人群胫骨上端截骨面的几何特点。方法：135例中国西北地区汉族人群的膝关节CT扫描影像学资料来源为近段时期在CT扫描机上进行过膝关节检查人员的CT扫描数据,将膝部CT扫描数据导入图像工作站建立数字化模型,在模型中距内侧平台之下3mm与6mm处后倾3°截骨,测量两截骨平面中前后径线与内外侧径线等各径线的数值。结果与结论：测得两截骨平面中各径线数值,进一步得出各主要径线之间的相关系数与回归方程,结果显示中国西北地区汉族人群与欧美人种及亚洲各人群相比,胫骨近端截面有其独自特点,建议据其特点设计与选择适合于西北汉族人群的膝关节胫骨侧假体。     

正常中国成年人相当于全膝关节置换胫骨近端截骨部位的形态学测量

背景:在人工全膝关节置换过程中,胫骨近端截骨后常出现胫骨截骨面与进口假体覆盖无法令人满意的结果.除了手术技术外,一个主要的原因是根据西方人群解剖学特征设计的胫骨金属假体与国人胫骨近端截骨面在形态学卜存在差异.目的:对正常中国成年人膝关节胫骨近端截骨面进行形态学测量,分析与人工全膝关节置换相关的截骨面的形态学特征.方法:选取90例单侧膝关节疾患的正常中国成年人,按身高分为151～160 cm组、161～170 cm组、171～180 cm组,对双膝关节进行CT扫描及三维重建.在CT断层图像上测最健侧胫骨近端截骨面的前后径、左右径、前后径,左右径值,分析各指标之间的相互关系,并比较胫骨近端截骨面前后径,左右径值与常用进口假体金属托数据之间的差异.结果与结论:随着身高的增加,男女性胫骨近端截骨面的前后径、左右径也相应增加.但其比值相应减小.胫骨近端截骨面前后径与左右径呈直线正相关,前后径/左右径值与左右径呈直线负相关.国人胫骨近端截骨面前后径,左右径值较目前常用进口假体胫骨托前后径,左右径比值大.提示国人胫骨近端截骨面形态上具有其自身特点,设计符合国人解剖特征的胫骨假体时,应适当增大前后径/左右径值.     

国人膝关节参数对假体设计的意义

背景:人工全膝关节置换所选假体的形状、尺寸是否与膝关节相匹配,将明显影响手术及术后长期效果.由于缺少对国人体质参数的研究,中国关节外科领域缺少国人膝关节特性数据和国产化膝关节假体.目的:获得国人正常胫骨近端不同截骨高度线性参数正常参考值.方法:选取82例/135膝(男85膝,女50膝)国人正常膝关节,年龄19～82岁,平均47.2岁;利用原始CT扫描图像资料重建膝关节,并在工作平台上以一定后倾角度对胫骨进行旋转、切割,测量不同截骨高度各截面的相关线性参数.结果与结论:测得所有受试者胫骨各截面的前后径平均值为(48.41±3.41)mm,横径平均值为(75.03±4.88)mm,前后径与横径的比值平均为0.655±0.032;前后径、横径在不同性别间差异存在显著性义(P＜0.01),前后径在不同截骨高度差异存在显著性意义(P＜0.01).结果说明在设计国人膝关节假体应该注意到性别及截骨高度的差异.     

国人正常胫骨近端面积参数测量及特性分析

背景:人工全膝关节置换所选假体的形状、尺寸是否与膝关节相匹配,将明显影响手术及术后长期效果.由于缺少对中国人群体质参数的研究,中国关节外科领域缺少膝关节特性数据和国产化膝关节假体.目的:获取中国人群正常胫骨近端不同截面面积参数正常参考值.方法:纳入82例中国成人正常膝关节135膝,男85膝,女50膝,年龄47.2(19～82)岁;按照性别、年龄和侧别进行分组,利用原始CT扫描图像资料重建膝关节,并在工作平台上对胫骨进行旋转、切割,测量计算不同截面的总面积.结果与结论:测得各膝关节胫骨近端截面的总面积为(3 232.33±405.19)mm2,并分析得出男性截面面积平均值明显大于女性(p<0.01);而不同侧别、不同年龄段、不同截骨高度及不同的截骨后倾角之间截面面积差异无显著性意义(p>0.05).结果说明进行全膝关节置换及设计中国人膝关节假体时应该注意到性别差异.实验初步获得了胫骨近端不同截面各面积参数正常参考值,从而为国产人工膝关节假体设计以及全膝关节置换临床操作提供了一定参考依据.     

国人胫骨截面矢量化测量与解剖型假体形态的设计

背景:目前对于胫骨近端截面形态的研究基本都是单纯测量其横径及若干条纵径的数量关系,而缺乏位置关系。目的:获取国人胫骨截骨面的矢量化数据,从而探讨解剖型胫骨假体形态的设计。方法:选取于海口市人民医院就诊的膝关节骨性关节炎患者26例(44膝)。通过CT三维重建获得相当于膝关节置换过程中胫骨截骨面的影像,按研究设计方案建立坐标,由影像内侧横径起每10°递增绘制由坐标中点至影像周边的线段,测量各线段的长度获取矢量化数据,根据所得数据提供解剖型胫骨假体外形的设计方案。结果与结论:按设计方案在胫骨截面影像上建立坐标具有可行性及可重复性;坐标中10°~350°各径线长度与内侧横径长度均具有相关性;预先设定内侧横径长度,按比值均数推算各角度径线长度,在坐标中标注其外周各点并给予连接,可得到预制假体的外形。矢量化测量可同时获得胫骨截面数据的数量及相应位置关系,对国人解剖型胫骨假体形态的设计有参考价值。     

国人胫骨截面矢量化测量与解剖型假体形态的设计

背景：目前对于胫骨近端截面形态的研究基本都是单纯测量其横径及若干条纵径的数量关系,而缺乏位置关系。目的：获取国人胫骨截骨面的矢量化数据,从而探讨解剖型胫骨假体形态的设计。方法：选取于海口市人民医院就诊的膝关节骨性关节炎患者26例（44膝）。通过CT三维重建获得相当于膝关节置换过程中胫骨截骨面的影像,按研究设计方案建立坐标,由影像内侧横径起每10°递增绘制由坐标中点至影像周边的线段,测量各线段的长度获取矢量化数据,根据所得数据提供解剖型胫骨假体外形的设计方案。结果与结论：按设计方案在胫骨截面影像上建立坐标具有可行性及可重复性;坐标中10°~350°各径线长度与内侧横径长度均具有相关性;预先设定内侧横径长度,按比值均数推算各角度径线长度,在坐标中标注其外周各点并给予连接,可得到预制假体的外形。矢量化测量可同时获得胫骨截面数据的数量及相应位置关系,对国人解剖型胫骨假体形态的设计有参考价值。     

股骨近段髓腔的CT测量及股骨假体设计

背景:人工关节大多根据西方人种设计,与国人股骨近段髓腔存在一定差异.目的:通过CT测量股骨近段横断面的髓腔内径参数,为设计符合国人的髋关节假体提供数据.方法:通过CT对61例初次行全髋关节置换成年人的健侧股骨近段进行扫描,连续扫描3层,层厚均2 mm,测量股骨颈平面、股骨小转子平面、股骨峡部平面的髓腔内径等参数.结果与结论:股骨峡部平面的各径线之间、股骨颈平面的宽径与内侧径之间、股骨小转子平面的长径与内侧径之间都存在着显著相关性(P < 0.05).股骨颈平面的长径、宽径、内侧径及股骨峡部平面的皮质厚度在男女之间差异具有显著性意义 (P < 0.05).所测3个平面的径线可为该类型股骨假体的设计提供数据支持.     

国人膝关节尺寸与5种人工膝关节假体尺寸的对照

背景:设计符合国人解剖结构的人工膝关节假体,需要大量国人解剖学研究资料.国内目前尚缺乏与股骨远端、胫骨近端截骨面和髌骨的几何学、形态学相关的数据.目的:临床收集国人膝关节尺寸与目前国内常用(进口、合资)的5个厂家人工膝关节假体的尺寸进行对照,为设计符合国人解剖结构的人工假体提供依据.设计、时间及地点:人工膝关节假体的尺寸与临床收集的膝关节截骨后尺寸进行对照分析,于2005-02/10在解放军总医院骨科进行.对象:初次行人工全膝关节表面置换并在术中保留髌骨的膝关节骨性关节炎及类风湿性关节炎患者77例(105膝),男23例(32膝),女54例(73膝).人工膝关节假体:LINK GEMINI MK II,40%(42膝);中国台湾Unite-U1,34.3%(36膝);DepuyPFC,16.2%(17膝):Zimmer NexGen-Flex,9.5%(10膝).方法:首先行胫骨近端截骨,采用胫骨髓内或髓外定位,后倾5°-10°截骨,游标卡尺测量胫骨平台横径、内侧平台前后径、外侧平台前后径.然后行股骨远端截骨,股骨髓内定位,假体试模测量股骨远端前后径,股骨远端均采用外翻7°,外旋3°截骨.采用电动摆锯行股骨髁下部、前部、后部、前斜面、后斜面5个方向截骨.测量股骨远端及髌骨相关参数,可在截下来的后髁骨片上测量股骨后髁长度.主要观察指标:股骨髁前后径、股骨髁前部宽、股骨髁前斜面宽、股骨髁内外径、胫骨外侧平台前后径、胫骨内侧平台前后径、胫骨平台横径.结果:5种膝关节股骨髁假体的前后径,内外径与国人相比存在明显差异,且比值偏大;而胫骨内侧平台前后径/胫骨平台横径和胫骨外侧平台前后径,胫骨平台横径的比率范围过于集中,胫骨内侧平台覆盖率不佳,外侧平台出现悬挂现象.结论:5种厂家设计的膝关节假体尺寸及各参数间的比率与国人有所不同,就其总体性能来看并不完全适用于国人.     

关于人工膝关节置换截骨中力学因素方面的临床问答

1 在人工全膝关节置换中,轴向力线和旋转力线确定的正确与否对假体置入的影响? 人工全膝关节关节置换手术中,共有6次截骨:股骨侧5次,胫骨侧1次.它们依次为股骨远端截骨(额状面外翻截骨);股骨外旋截骨(股骨前后方冠状面截骨);股骨前后斜面截骨以及胫骨近端(额状面)截骨.股骨外翻截骨和胫骨近端截骨确定了膝关节的轴向力线,股骨外旋截骨决定了股骨假体旋转力线.确定正确的轴向和旋转力线,是为了恢复膝关节行走时的正常应力分布.下肢轴向力线改变5°,就将导致膝关节承重改变40%.轴向力线不良,会造成髌骨轨迹不良,易发生髌前痛和髌骨脱位.     

国人全膝关节假体置换胫骨近端截骨面至腘血管距离的测量及意义

目的:测量国人全膝关节假体置换术胫骨近端截骨面后缘至腘窝血管之间的距离,以期为临床全膝关节置换术中避免损伤腘窝血管提供参考数据。方法:选择2006-06/12于解放军第二军医大学长征医院体检的50名正常成人(53膝),男29名(31膝),女21名(22膝)。所有观察对象均知情同意,且得到医院伦理道德委员会批准。对所有膝关节进行MRI扫描,在胫骨外侧平台以下10mm水平横断面上辨认腘动静脉,并测量胫骨近端截骨面后缘至腘窝动静脉的距离。结果:53膝全部进入结果分析,无脱落。①男性胫骨近端截骨面后缘至腘动脉、腘静脉平均距离为(6.7±2.5,7.3±2.3)mm,95%可信区间分别为5.8～7.6mm,6.5～8.1mm。②女性胫骨近端截骨面后缘至腘动脉、腘静脉平均距离为(6.6±1.9,7.1±2.7)mm,95%可信区间分别为:5.8～7.4mm,5.9～8.3mm。③不同性别观察对象胫骨近端截骨面后缘至腘血管的距离差异无显著性意义(P>0.05)。结论:腘窝血管紧邻全膝关节假体置换术胫骨近端截骨面后缘,不同性别间无明显差异。全膝关节假体置换术中进行胫骨近端截骨,特别是后方操作时需特别谨慎,以避免损伤腘窝血管。     

根据患者类型选择不同类型人工膝关节假体植入后临床应用效果的回顾性分析

背景:人工全膝关节置换术被认为是治疗终末期或严重的膝关节炎的最有效、最成功的手术之一。如何降低假体返修率、提高膝关节置换术后的疗效是亟待解决的主要问题。目的:回顾性分析不同类型人工膝关节假体的临床应用及其疗效。设计:以膝关节置换术后患者为观察对象,手术前后对照观察,以对比不同类型人工膝关节假体置换术后效果。单位:解放军总医院骨科。对象:选择解放军总医院2002-01/2005-01收治的398例患者(523个置换膝关节),其中单膝关节置换术276例,276膝,双膝同时置换122例,244膝。诊断分别为骨性关节炎、类风湿关节炎、强直性脊柱炎、色素绒毛结节性滑膜炎。方法:根据患者病情适当选择不同类型人工膝关节假体进行全膝关节置换术。假体的类型包括:①按置换范围,分单髁、全髁型;在全髁置换分为后交叉韧带保留型和后交叉韧带替代型假体。②按限制程度又分限制性、非限制性和半限制性。③按是否模拟半月板功能,又分为胫骨平台垫可旋转滑动型和固定型。半年后对以上患者进行随访,膝关节评分采用美国特种外科医院膝关节评分系统(HSS评分,满分为100分,85分以上为优;70～84分为良;60～69分为尚可;60分以下为差),髌骨评分采用Feller等评分标准(满分30分,得分越高越好),随访时调查膝前区疼痛轻重、膝关节活动范围及稳定程度比较,拍摄膝关节正、侧及髌骨30°,90°轴位X射线片。主要观察指标:患者手术前后HSS评分、髌骨评分、膝前痛评分、髌骨功能评分、膝关节最大屈曲度、股胫角。结果:完成随访372例(490膝),随访率93.4%。①疗效:手术优良率89%。患者术后在疼痛、功能方面都有明显改善,尤其在缓解疼痛及膝关节活动范围方面效果显著。②患者术后随访的HSS评分、髌骨评分、膝前痛评分、髌骨功能评分、最大屈膝度均较术前增加(P<0.01)。③不同类型人工膝关节假体置换术后的HSS评分、髌骨评分、膝前痛评分、髌骨功能评分、最大屈膝度、股胫角比较差异无显著意义(P>0.05)。结论:依据各种人工膝关节假体的适应证、禁忌证及预期可达到的功能与使用寿命,根据不同的病情,慎重选择适当的假体,均可达到良好的疗效。     

A new approach of designing the tibial baseplate of total knee prostheses

OBJECTIVE: To improve the design of the knee prosthesis, a new technique to design the tibial baseplate of total knee prostheses was developed. METHODS: One senior surgeon operated on 79 osteoarthrosis patients by using PCA total knee prostheses for total knee replacement. Four dimensions were measured intraoperatively and compared, including the anterioposterior length and the mediolateral width of the resected tibia plateau and implant. The data of anterioposterior length and the mediolateral width of resected surfaces of the tibial plateau of the 79 patients were plotted in a coordinate system. This coordinate system was formed with the mediolateral width as the x-axis and anterioposterior length as the y-axis. A circle, 5 mm in diameter, was used as the maximum coverage criterion. Five contemporary products and a new design product were used to screen the data to see how many patients would fall within the criteria. From the results of the screened data, we calculated the coverage percentage of the patients. RESULTS: The ratio of the anterioposterior length to the mediolateral width of the resected surfaces of the tibial plateau was greater than that of the ratio of the PCA prostheses (P < 0.05). The results showed that no single product on the market had the patients meet over 70% of the criterion. A different ratio of the anterioposterior length to the mediolateral width was designed to achieve 90% coverage of the patients that met the criterion. DISCUSSION: One possible explanation for the discrepancy between resected surfaces and implants is that the osteoarthrosis patients developed knee deformities that changed the surface of the tibial plateau and thus altered the knee dimensions. Since the total knee prostheses were used on osteoarthrosis patients, the dimensions of the resected tibial surfaces of osteoarthrosis patients should be considered in the design of the tibial baseplate of total knee prostheses.     

膝关节置换的适应证及假体选择

背景：选择合适的人工膝关节对于膝关节置换患者是非常重要的。目的：结合文献探讨膝关节假体置换的适应证。方法：由第一作者采用电子检索的方式,在万方数据库（http：//www.wanfangdata.com.cn/）中检索有关膝关节置换适应证及其相应假体选择的文章,检索时间范围：2000-01/2010-12,关键词为＂膝关节置换,适应证,人工假体,生物相容性＂。经检索共查到相关文献50余篇,排除内容重复、普通综述、Meta分析类文章后,筛选纳入5篇文献进行评价。结果与结论：不同患者应根据病情、关节限制程度、固定方式和半月板功能来选择不同的人工膝关节。不同膝关节假体置换的适应证应由膝关节的骨和软组织条件决定,膝关节韧带的质量和状态、关节畸形以及关节软骨破坏的程度决定假体的选择。     

高屈曲型与普通型假体人工全膝关节置换后的早期功能恢复比较

背景:高屈型假体理论上优于普通型假体,尤其是在置入后关节屈曲度方面。目的:评价高屈曲型与普通型假体单侧人工全膝关节置换后早期的功能康复之间的差异。方法:回顾性对照分析新疆医科大学第四附属医院骨科中心初次行人工全膝关节置换的133例患者141膝,植入假体分别为高屈曲型与普通型,比较两组患者置入后疗效。结果与结论:置入后高屈组1例发生一过性腓总神经麻痹,1例置入后切口愈合不良,42例44膝获随访,失访2例3膝,随访12～19个月;普通型2例发生切口愈合不良,1例浅静脉血栓,86例91膝获随访,失访3例3膝,随访12～23个月。置入后1年两组HSS评分、疼痛评分、肌力评级比较,差异无显著性意义(P>0.05)。高屈曲型在活动度、屈曲挛缩度方面优于普通型(P<0.05)。说明高屈曲型假体单侧人工全膝关节置换早期在关节活动范围和屈曲挛缩度方面评分优于普通型。     

Comparative investigation on the biomechanical properties of ligament replacement in the sheep knee using six different ligament prostheses

Six different ligament prostheses were implanted in 40 sheep to replace the anterior cruciate and medial collateral ligament of the right knee. After one year the explanted knee joints were tested for stability by measurement of the anterior drawer. Tensile tests on the ligament replacements were performed to determine the stiffness and rupture force of the replacement. Gross inspection of the knee joint showed abrasion and partial ruptures for all types of prostheses after one year. Depending on the type of prosthesis total rupture rates between 0 and 66% of all implants could be seen. The anterior drawer for the operated knee was 3-4 times higher than for the non-operated contralateral side. Neither the stiffness nor the rupture strength of the replacements reached the biomechanical properties of the normal ligaments.     

Clinical and functional comparison of bicondylar sledge prostheses retaining all ligaments and constrained total knee replacement

OBJECTIVE: Comparison of different total knee replacements regarding clinical and functional differences with respect to gait and electromyographic analyses. DESIGN: Retrospective, comparative, clinical and functional study. METHODS: Three groups (control group of 11 healthy subjects, 15 patients with bicondylar sledge prostheses retaining all ligaments (cemented unicondylar prostheses in both the medial and lateral compartment), 15 patients with constrained total knee replacement sacrificing all cruciate and collateral ligaments (cemented total knee prosthesis with intramedullary stems and a large intercondylar tibial post) were compared by clinical evaluation using a number of clinical evaluation scores, a pain scale, surface electromyographic examinations of the lower limb, and gait analysis. RESULTS: Clinical scores revealed significantly worse results for patients with constrained prostheses. Both patient groups had significantly lower clinical scores compared to the control group. Gait analysis and electromyographic parameters revealed no significant differences between both patient groups. Compared to the control group, patients revealed significantly impaired parameters. Electromyography also demonstrated significant differences between patients and controls: mean electromyographic activities were reduced in vastus medialis and lateralis, semitendinosus, tibialis anterior and gastrocnemius. Peak activities were reduced in all muscles but rectus femoris. CONCLUSION: Clinical scores demonstrated significantly better results in bicondylar sledge than in constrained prostheses. Nevertheless, gait and electromyographic analyses did not reveal significant differences. RELEVANCE: Retaining of ligaments in bicondylar sledge prostheses apparently improved the activities of daily living but is not reflected in gait and electromyographic parameters.     

膝关节假体置换发展及数字化成型技术的应用

背景:随着膝关节假体材料及生物力学研究的不断深入,假体设计不断更新。如何提高假体置入的几何精度,重建生物学意义上的膝关节,一直是临床关注的核心问题。目的:总结不同膝关节假体的临床应用概况,探索膝关节三维重建个体化方案,为人工膝关节假体的设计及置换提供良好的生物力学基础。方法:电子检索CNKI数据库、万方数据库中收录的膝关节假体设计,人工膝关节置换及数字化成型技术在人工膝关节设计中应用的相关综述、实验研究及临床论著,排除陈旧文献及置换方式保守治疗患者资料。结果与结论:共纳入相关文献27篇。随着人们对膝关节生物力学和解剖的进一步理解,患者对人工膝关节的功能有进一步的要求,数字化重建技术为膝关节几何测量及置换的精准度提供新的思路和技术方法,为胫骨假体形态设计提供解剖数据,提高假体和截面适配度及关节稳定性,减少假体松动等并发症的发生,延长假体使用寿命。基于影像数据进行膝关节三维重建方案可行,效果肯定,可清晰、直观、多角度的观察膝关节的形态特点,既可作为骨关节局部解剖的教学方法又为临床应用提供可靠数据。     

髌骨置换在全膝关节置换中的意义及存在问题

背景:在进行全膝关节置换时是否常规行髌骨置换一直存在争议,那么髌骨置换中不同参数如髌骨厚度、骨床形态、固定柱形式及固定方式对于人工全膝膝关节置换后效果影响如何呢?目的:就髌骨置换目前存在的争议和髌骨置换中的技术参数要求做一介绍.方法:以"人工膝关节,髌骨置换"为中文检索词,检索中国期刊全文数据库(1999-01/2009-06);以"artificial knee joint, athroplasty,pattela surfacing"为英文检索词,检索PubMed数据库(1999-01/2009-06).纳入人工膝关节置换髌骨置换与未行髌骨置换者的临床研究;排除动物实验.文章重点从以下几个方面进行了讨论:①髌骨置换的适应证和并发症.②对髌骨置换目前存在的争议.③保留髌骨厚度对人工膝关节置换的影响.④髌骨置换假体设计及固定方式对术后效果的影响.⑤置换技术对人工膝关节的影响.结果与结论:目前对髌骨置换存在3种认识:即全部(常规)置换、均不置换及选择性置换.对髌骨的争论主要是关于髌骨的外形.对于髌骨假体的固定目前多应用骨水泥固定.进行髌骨置换时应遵循以下原则:①尽量恢复髌骨厚度.②保持关节面对称.③保护髌骨血运.④确保髌骨有合理的运动轨迹.全膝置换时是否置换髌骨目前尚无定论,作者认为应考虑到原发病、病变程度、假体类型以及患者的活动量和体质量等诸多因素来综合决定髌骨置换适应证.     

胫骨近端的形态学测量与膝关节置换

背景:胫骨近端为膝关节假体构成的下半部分,胫骨近端是膝关节假体放置的底部位.目的:评价胫骨近端的形态测量在临床上膝关节置换中的重要性.方法:以 "膝关节;假体;置换"为中文关键词,以"Knee; Prosthesis; replacement" 为英文关键词.采用计算机检索1995-01/2011-10有关磁共振图像测量在临床上膝关节置换中假体旋转对线中应用的文章.结果与结论:胫骨近端的形态测量即胫骨近端的三维有限元模型、相关参数及角度、生物力学研究与膝关节假体选择及设计有着重要相关性.胫骨近端的形态测量有二维和三维测量,以三维测量法精确,测量胫骨平台宽和倾斜角度、胫骨内外侧平台前后径,所测量的数据在临床上均有应用意义.胫骨近端是膝关节假体放置的底位置,而胫骨近端的三维模型与假体模型底部行模拟对接,提高手术的成功.