膝关节后外侧角生物力学特性的研究*

目的研究膝关节后外侧角的功能解剖和生物力学，为临床治疗膝关节后外侧角的损伤提供解剖学和生物力学数据。方法选择新鲜的冷冻尸体8具。男5具，女3具。解剖显露膝关节后外侧角结构主要是腓侧副韧带、腘肌腱、腘腓韧带。剔除软组织，只保留腓侧副韧带、腘肌腱、腘腓韧带。在生物力学机上行牵拉试验（分别单独测试三个结构），记录疲劳断裂数值。并作统计学分析。结果生物力学牵拉试验显示腓侧副韧带、腘腓韧带、腘肌腱的疲劳断裂强度分别为287N、289N、695N。腘肌腱的疲劳断裂强度明显高于其它两个结构，相比有明显的统计学差异（P=0．05）。结论三个结构的疲劳断裂数值研究说明它们在断裂前能够抵抗较大的负荷，其损伤后对膝关节稳定性是有明显的影响的，也表明了对其重建来说是很必要的。也对重建移植物的选择提供了生物力学依据。     

膝关节后外侧角重建术中股骨隧道定位对移植物等距性的影响

目的探讨膝关节后外侧角重建术中,股骨隧道定位的变化对移植物等距性的影响。方法选用9具新鲜冷冻尸体膝关节标本,分别在外侧副韧带和腘肌腱股骨侧附着部上选取中、近、远、前、后各5个测试点。模拟膝关节后外侧角的重建步骤,将外侧副韧带、腘肌腱和腘腓韧带胫腓侧的附着部中心与相应股骨侧的5个测试点用铜丝连接,测量膝关节在0°～90°屈曲过程中铜丝长度的变化。结果外侧副韧带股骨侧附着部的远点和前点与其腓骨附着部中心之间变化平均值的最大值均不超过3 mm,且两点无统计学差异(P>0.05);腘肌腱股骨侧附着部的前点与PFL腓骨附着部中心之间变化平均值的最大值不差过3 mm;腘肌腱股骨侧5个测试点与胫骨侧腘肌肌腱移行处点之间变化平均值的最大值均超过3 mm。结论在腓骨侧骨隧道选择附着部中心的情况下,重建外侧副韧带和腘腓韧带时,股骨侧骨隧道宜定位外侧副韧带和腘肌腱附着部前缘(即前点)。     

膝关节后外侧结构的形态学及生物力学研究

膝关节后外侧结构(PLS)解剖结构复杂,是膝关节重要的动力与静力的稳定结构,近年来,对PLS的解剖学描述和其在膝关节稳定中的生物力学作用越来越受到重视。PLS主要包括腓侧副韧带、腘腓韧带、腘肌及腘肌腱、弓状韧带、豆腓韧带、冠状韧带等。生物力学研究已证明PLS在限制膝内翻,胫骨外旋、前移、后移有着重要的作用。PLS损伤的漏诊会导致膝后外侧区疼痛、膝关节后外侧旋转不稳定(PLRI)、异常步态等。PLS单独损伤较少见,通常伴随交叉韧带损伤,重建交叉韧带时若忽略PLS极易造成交叉韧带的重建失败。PLS解剖学和生物力学的研究能给PLC损伤后的诊断和治疗带来极大的提高。     

自体半腱肌腱重建膝关节后外侧角损伤临床分析

目的探讨膝关节交叉韧带和后外侧角韧带结构损伤的治疗方法,评估临床治疗效果。方法2008年5月~2013年12月,对18例膝交叉韧带合并后外侧韧带结构损伤的患者,在关节镜辅助下应用自体半腱肌腱一期重建交叉韧带和加强重建后外侧角韧带。结果18例随访6个月~2年,平均16个月。所有患者完全伸膝位无内翻不稳定;屈膝30o内翻不稳1例,伴硬性终止点,其余无内翻不稳。双侧比较,屈膝30o患侧小腿外旋增加2例,均小于10o。所有患者反向轴移试验阴性。按照膝关节Lysholm评分标准,本组80~96分,平均85.8分;按照IKDC膝关节评分标准,主观评价：正常5例,近似正常12例,不正常1例,无严重异常;客观评价：78~94分,平均85分。结论对膝交叉韧带合并后外侧韧带结构损伤,通过应用自体半腱肌腱微创手术重建能够满意恢复膝关节后外侧的稳定性和关节功能。     

正常膝关节后外侧角MRI表现

目的 探讨正常膝关节后外侧角(PLC)解剖的MRI表现及其临床应用价值。方法 采用前瞻性研究方法。2016年5—6月在苏州大学附属第三医院招募16名青年志愿者进行双膝关节MR检查,其中男9名、女7名,年龄22～30岁;两侧膝关节无手术史及外伤史,且体格检查正常。受试体位:仰卧、膝关节伸直并轻度外旋10°～15°;扫描序列:斜矢状位快速自旋回波T₁WI、T₂WI,冠状位、斜矢状位及轴位质子密度加权成像(PDWI);观察分析组成PLC的腓侧副韧带、腘肌腱、腘腓韧带、豆腓韧带、弓状韧带的形态、止点、走行、信号强度及其与毗邻结构的位置关系。结果 PDWI可以清晰显示呈低信号强度的正常PLC的特殊结构,主要包括腓侧副韧带、腘肌腱、腘腓韧带、弓状韧带、豆腓韧带,显示率分别为100%(32/32,侧)、100%(32/32,侧)、87.5%(28/32,侧)、81.3%(26/32,侧)和37.5%(12/32,侧)。腓侧副韧带、腘肌腱位置及走行固定。腓侧副韧带全长(50.88±4.72)mm,中点宽(4.72±0.33)mm、厚(2.55±0.40)mm;腘肌腱全长(45.31±1.66)mm,腘肌裂孔处宽(3.26±0.39)mm、厚(3.15±0.26)mm;腘腓韧带全长(11.66±0.78)mm,中点宽(3.24±0.32)mm、厚(1.24±0.11)mm;弓状韧带及豆腓韧带显示率不高、变异较多,韧带起止点、大小、形态因个体差异可有所不同。左右侧腓侧副韧带、腘肌腱、腘腓韧带的长度、宽度、厚度比较,差异均无统计学意义(P值均＞0.05);男女性腓侧副韧带长度及厚度、腘肌腱长度及宽度比较,差异有均有统计学意义(P值均<0.05)。结论 熟悉PLC的正常解剖结构能够帮助我们发现该区域的细微异常改变,了解其正常及损伤的磁共振表现,提高放射科医师对PLC损伤的诊断能力。     

外侧半月板后根部损伤不同缝合位置对膝关节生物力学的影响

目的对损伤的外侧半月板后根部进行不同位置的修复固定,比较不同缝合方式时膝胫股关节的生物力学结果,探讨外侧半月板后根部损伤最佳缝合术式。方法使用8例人体尸体膝关节,胫腓骨固定装置维持膝关节在0°位,在1 k N压缩载荷下,采用Tek-scan压力感测片收集膝关节外侧半月板后根部完整、外侧半月板后根部断裂、将外侧半月板后根部分别缝合至中心点、中心点偏后5 mm、中心点偏前5 mm、中心点偏外5 mm位置下的平均接触压力、峰值压力以及接触面积。结果在外侧间室,与完整状态相比半月板后根部损伤断裂后会导致平均接触压力和峰值压力明显增加(P0. 01),接触面积减少(P0. 05)。4种缝合固定方法均可减少平均压力和峰值接触压力,接触面积较根部断裂时均有增加。在半月板后根部中心点偏外5 mm缝合时,生物力学结果更接近完整膝关节(P0. 05)。比较缝合位点在根部中心点和中心点偏后5 mm时,平均接触压力影响差别微小,峰值接触压力、接触面积均无统计学差异(P0. 05)。在内侧间室,生物力学指标各组间均无统计学差异(P0. 05)。结论外侧半月板后根部发生撕裂后会导致膝关节外侧间室的平均接触压力、峰值压力以及接触面积相比正常膝关节发生显著改变;半月板缝合位置在原根部中心点偏外5 mm时,其生物力学功能更接近完整膝关节。     

陈旧性FanelliⅢ型膝后外侧角损伤重建

目的比较陈旧性FanelliⅢ型膝关节后外侧结构损伤的两种重建方法,探讨其临床结果。方法 2007年10月~2008年9月,46例FanelliⅢ型PCL合并PLC损伤患者,分别采用自体肌腱及同种异体肌腱重建PLC的手术方法。根据IKDC、Lysholm评分标准进行膝关节功能评定。结果随访12~30个月,平均21.38±6.26个月。两组膝关节功能评分﹙Lysholm、IKDC﹚、膝关节活动功能评分均较术前明显改善,差异有统计学意义。后抽屉试验阴性38膝,后抽屉试验阳性1+不稳定6膝,2+不稳定2膝,膝关节后侧稳定性有明显改善。膝关节伸直位、屈曲30°位内翻试验均为阴性。膝关节屈曲30°位外旋试验双侧差均<10°。结论采用自体肌腱及同种异体肌腱重建PLC,两种方法均能有效地重建PLC,有效恢复膝关节后侧及后外侧旋转稳定性,术后膝关节功能恢复良好。     

膝关节前外侧韧带的研究进展

目的 总结膝关节前外侧韧带的研究进展。方法 在中国知网、万方数据、中国生物医学文献数据库和PubMed数据库,分别以“膝关节”“前外侧韧带”“前外侧关节囊”“Segond骨折”为关键词,检索1980年1月—2015年10月与膝关节前外侧韧带的解剖学、组织学、生物力学及其损伤的临床诊断和外科治疗有关的文献进行分析总结。结果 前外侧韧带近端起源于股骨外侧髁腘肌腱止点附近,远端止于Gerdy结节外侧,经组织学研究显示前外侧韧带符合韧带组织的特征。前外侧韧带对维持膝关节内旋稳定有重要作用。前外侧韧带损伤应该早期诊断、早期治疗。其诊断不仅依靠影像学检查,还要结合临床查体;手术方式一般为关节外肌腱固定。结论 前外侧韧带是与Segond骨折相关的韧带结构,有助于维持膝关节内旋稳定性。目前对其损伤后的手术治疗方式尚无统一定论,有待进一步深入研究。     

膝关节后外侧结构的应用解剖学

膝关节后外侧结构（posterolateral stucture,PLS）具有复杂的解剖关系以及重要的膝关节静态和动态稳定作用。该结构的损伤导致严重的膝关节功能障碍,包括胫骨外旋不稳和关节软骨退变,单纯膝关节后外侧损伤并不常见,而是常常合并前后交叉韧带的损伤,且由于对PLS的认识不足,因而在诊断前后交叉韧带损伤的同时常常漏诊PLS的损伤,以致于交叉韧带重建归于失败。正是由于PLS的复杂解剖学特性和重要的临床联系,大量的研究工作投入到对PLS的研究当中。     

膝关节后交叉韧带损伤对侧副韧带生物力学的影响

背景：目前对膝关节后交叉韧带损伤后的研究多集中于软骨、后外侧结构及关节的松弛度等方面。 目的：观察后交叉韧带断裂对膝关节内、外侧副韧带生物力学的影响。 方法：取12具正常成人新鲜尸体膝关节标本,在200 N载荷下,测试膝关节屈曲0°,30°,60°,90°位时,内、外侧副韧带中点的应变,后将12具标本的后交叉韧带全部切断再进行相同的测试。 结果与结论：膝屈曲0°和30°位时,后交叉韧带断裂前后内、外侧副韧带中点的应变均为压应变,且差异无显著性意义 (P > 0.05);膝屈曲30°~90°位时,内侧副韧带中点的应变随着角度增加而逐渐增大;膝屈曲60°和90°位时,后交叉韧带断裂后拉应变较断裂前明显增大(P < 0.05),其中内侧副韧带中点的应变均为拉应变,而外侧副韧带中点的应变在后交叉韧带完整情况下膝屈曲60°时为压应变。说明后交叉韧带完全断裂对30°内的膝关节运动无明显影响,但是随着屈曲角度的增加,内、外侧副韧带受到的影响逐渐增大。     

双骨道与三骨道前交叉韧带双束重建的生物力学比较

背景：关节镜下前交叉韧带重建可以有效地解决前交叉韧带损伤引起的膝关节不稳症状,而双骨道(胫骨单骨道-股骨单骨道)与三骨道(胫骨单骨道-股骨双骨道)前交叉韧带重建是目前较为常用的重建方式。 目的：探讨双骨道与三骨道前交叉韧带双束重建对膝关节稳定性的影响。 方法：选用8具新鲜正常成人尸体膝关节标本,分别进行双骨道与三骨道前交叉韧带双束重建,然后在MTS-809生物力学测试系统上测试膝关节在胫前加载(134 N)以及胫骨旋转加载(5 N•m内旋)下屈曲0°,15°,30°,60 °,90 °时的膝关节稳定性。 结果与结论：①胫前加载：在所测的5个角度下,两重建组的胫前位移较前交叉韧带完整组均增大,但差异无显著性意义(P > 0.05);双骨道重建组较三骨道重建组胫前位移增大,但差异无显著性意义(P > 0.05)。②旋转加载：在所测的5个角度下,前交叉韧带完整组的胫前位移最小,双骨道重建组与三骨道重建组比较,在膝关节屈曲0°,15°和90°时,差异无显著性意义(P > 0.05),在膝关节屈曲30°和60°时,三骨道重建组胫前位移小于双骨道重建组,差异有显著性意义(P < 0.05);三骨道重建组与前交叉韧带完整组比较,差异无显著性意义(P > 0.05)。提示双骨道与三骨道前交叉韧带双束重建均可促进膝关节前后及旋转稳定性的恢复,三骨道前交叉韧带双束重建与双骨道前交叉韧带双束重建相比,显示了更好恢复膝关节旋转稳定性的作用。     

三种固定方式修复胫骨平台后外侧骨折的生物力学比较

背景：胫骨平台后外侧骨折修复方案包括后侧钢板螺钉、外侧钢板螺钉和前后拉力螺钉内固定;选择何种内固定方法主要是靠医师的临床经验,研究结果也大多是临床报道,缺乏力学实验的依据。 目的：从生物力学角度比较外侧钢板螺钉组、后侧钢板螺钉组、前后拉力螺钉组3种固定方式修复胫骨平台后外侧骨折的生物力学变化。 方法：采用6具成年男性防腐尸体胫骨标本共12个进行干骺端骨密度测定。电动摆锯建立胫骨平台后外侧1/2骨折模型,模型随机分3组进行前后拉力螺钉固定、外侧钢板螺钉固定、后侧钢板螺钉固定。利用有限元法和生物力学方法在250,500,1 000 N的轴向载荷下测试骨折块的轴向位移值及最大位移值分布区。 结果与结论：3组标本干骺端平均骨密度差异无显著性意义(P > 0.05)。在轴向载荷为250 N时,有限元实验中骨折块的位移值,前后拉力螺钉组最小,为0.013 521 mm;后侧钢板螺钉组居中,为0.016 991 mm;外侧钢板螺钉组最大,为0.138 200 mm,在500,1 000 N时情况类似。实验生物力学结果显示,前后拉力螺钉组的位移值明显小于外侧钢板螺钉组和后侧拉力螺钉组(P < 0.05);后侧钢板螺钉组与外侧钢板螺钉组比较差异无显著性意义(P > 0.05),两种测试方法最大位移值分布区域都在近侧胫腓关节交界区。提示在生物力学稳定性方面,前后拉力螺钉组最具优势,外侧钢板螺钉组较差。临床可以考虑将前后拉力螺钉固定作为修复胫骨平台后外侧骨折的首选方案。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;组织工程全文链接：     

两种覆膜支架的生物力学对比分析

目的应用数值模拟方法研究两种直管型覆膜支架在植入过程中自膨胀释放、平衡状态、支架弯曲3种工况下的生物力学特性,并对比支架结构变化对其各生物力学指标的影响。方法建立两款环状覆膜支架(支架Ⅰ、II,其中支架II各独立支架单元间添加连杆加固)和目标血管的有限元模型。使用输送鞘将支架输送到目标血管中,释放输送鞘使支架自膨胀释放,并建立血管和覆膜支架的接触关系;释放完全后,在支架内表面施加6.65~19.95 k Pa(50~150 mm Hg)动脉压;在支架两端施加角位移以使其弯曲变形。最后分析变形血管的等效应力峰值,覆膜支架在各工况下的最大主应变峰值、等效应力峰值及形态的变化。结果在自膨胀释放过程中,支架Ⅰ、II造成血管壁应力集中的峰值分别为0.349、0.371 MPa;平衡状态中,支架Ⅰ、II平均应变分别为0.086%、0.053%,振荡应变分别为0.049%、0.027%,覆膜应力峰值分别为2.098、2.430 MPa;支架弯曲变形时,支架Ⅰ、II最大主应变峰值分别为0.069%、0.101%,覆膜变化形态上支架Ⅰ褶皱更为严重。结论两种覆膜支架在各状态下应力应变都满足相应材料屈服极限;支架II由于单元间存在连杆而使其在释放过程中具有更大的径向支撑力,动脉压作用下具有较低应变水平,支架弯曲变形时也能具备更好的贴壁性。研究结果可以为覆膜支架的结构设计以及覆膜材料选择提供一种分析方法,并给临床覆膜支架介入手术操作提供直观、准确的技术指导。     

Embryonic development of the posterolateral structures of the knee

The development of the structures in the posterolateral corner of the knee was studied in fifteen human embryos and seventeen fetuses by means of serial sections in the coronal and sagittal planes. The attachments of the lateral meniscus and fibular head to the popliteal tendon and muscle are formed during the process of cavitation that forms the bursa. The connection between the tendon and the posterior border of the lateral meniscus forms obliquely to follow the direction of the muscle and tendon. The edge of the bursa is limited by attachments that connect the tendon to the lateral meniscus and fibular head. In this study, no direct ligamentous continuity was found to exist between the posterolateral femur and tibia during development. The only ligament that indirectly connects the lateral femur posteriorly to the proximal segment of the tibia, which has never been reported in human development, is the one that links the popliteal tendon to the fibular head. We have designated this the popliteo fibular ligament which was also found in adult specimens. This ligament should not be confused with the arcuate popliteal ligament.     

两种腰椎椎弓根螺钉固定技术的生物力学对比研究

目的：比较两种腰椎椎弓根螺钉置钉技术的生物力学差异。方法：12具经防腐固定的L1-5节段成年脊柱标本，分为人字嵴顶点法、Magerl法两个螺钉固定组。采用858型MTS材料实验机进行轴向拔出力测试，记录最大拔出力，并对两组进行比较；试验完成后，将标本沿椎弓根截面锯开，观测两种方法的进钉外倾角度．结果：人字嵴顶点法进钉外倾角度小于Magerl法（P〈0．05）；人字嵴顶点法和Magerl法的最大钉拔出力无明显差异（P〈0．05）。结论：采用人字嵴顶点进钉法操作方便且显露范围小，而且能够获得相同的生物力学稳定，值得临床推广应用。     

单侧椎体后外上方入路与双侧椎弓根入路行椎体成型术治疗骨质疏松性椎体压缩骨折的生物力学对比研究

目的 比较单侧椎体后外上方入路与双侧椎弓根入路行椎体成型术后的单椎体生物力学效能。方法 收集老年女性尸体的骨质疏松脊柱椎体（L₁）共20个,采用随机数字表法将样本随机分为两组,分别为单侧椎体后外上方组（A组）、双侧椎弓根组（B组）。首先测量椎体高度、垂直压缩状态下的单椎体弹性模量。在力学测试仪上将每个椎体制备成压缩骨折模型,记录其失效强度、刚度、失效位移。按每组对应的穿刺入路行椎体成型术,术后行X线扫描观察骨水泥在椎体内的弥散情况。再次测量椎体高度、垂直压缩运动状态下的单椎体弹性模量及失效强度、刚度、失效位移。结果 A组、B组椎体内骨水泥弥散类型差距不大,均能达到椎体内对称均匀分布。成型后两组的椎体前缘高度恢复率相当,差异无统计学意义（P＞0.05）。骨折前两组椎体的失效强度、刚度及失效位移比较,差异均无统计学意义（P＞0.05）;成型后,两组的失效强度、刚度及失效位移相当,差异无统计学意义（P＞0.05）;但在椎体垂直压缩时的弹性模量方面A组优于B组,差异有统计学意义（P＜0.05）。结论 单侧椎体后外上方穿刺入路行椎体成型术后的单椎体生物力学效能与传统双侧椎弓根入路相当,值得在临床进一步推广。     

Arthroscopic-assisted anatomical reconstruction of the posterolateral corner of the knee joint

Several surgical techniques have been suggested to anatomically reconstruct the posterolateral corner of the knee joint. However, most of them are open techniques that require dissection of the skin and soft tissues without utilizing the advantages of arthroscopic-assisted techniques. Therefore, this study aimed to describe a novel arthroscopic technique that anatomically reconstructs the posterolateral corner of the knee joint. This novel arthroscopic technique can properly identify important landmarks for reconstruction and anatomically reconstruct the three key components (lateral collateral ligament, popliteus tendon, and popliteofibular ligament) of the posterolateral corner of the knee joint.