重建髋臼前后柱完整性的生物力学研究

目的：运用平面有限元及光弹实验原理，研究髋臼负重区前后柱骨折后的应力分布，阐明髋关节骨性关节炎产生病理基础和力学机制。方法：建立骶髂关节和髋关节平面有限元模型，模拟单腿站立负重状态，分析髋臼负重区及近负重区在不同骨折类型和位移下的应力分布。结果：髋臼负重区的裂缝型和台阶型骨折局部应力增大；负重区内位移一致的台阶型较裂缝型骨折局部出现应力集中。近负重区较负重区内的骨折所产生的应力小。结论：髋臼负重区骨折应尽可能达到解剖复位，尤以台阶型为著。恢复髋臼前后柱的完整性，可减少负重区的应力集中，减小髋臼病损、延缓关节退变的发生。早期的髋臼重建对后期因髋关节骨性关节炎行人工髋关节置换术提供可靠骨性结构，使手术有更多的选择空间。     

髋臼后壁重建模型的建立及其生物力学分析

目的 :在尸体上模拟髋臼后壁缺损的模型,评价不同后壁重建方法对髋臼与股骨头接触特性的影响。方法:获取6具成人尸体的骨盆股骨标本,采用随机数字表法分为A组和B组。均采用后壁截骨法建立髋臼后壁60°弧1/2缺损的模型;两侧缺损区分别选用不同的重建方法。其中,A组凿取髂前上棘后方的自体髂骨以制作解剖性自体髂骨;B组于髂后上棘前方凿取髂骨块。将髋关节置于直立位、屈曲位及后伸位,从10~250 N分级加载,使载荷直接作用于髋臼后壁上。采用压敏片检测不同状态下形变位移、载荷、头臼接触面积及接触应力。结果:在不同的髋关节状态下,A组在一定载荷下的形变位移略大于B组,但差异无统计学意义(P0.05)。与完整髋臼相比,后壁重建使头臼接触面积有所减少;在250 N载荷下,A组(解剖重建组)头臼接触面积与B组(普通重建组)比较的差异无统计学意义(P0.05);其平均接触应力小于B组(P0.05),说明A组应力集中小于B组。结论:后壁截骨法建立的尸体髋臼后壁缺损模型可有效模拟临床实际;解剖重建使后壁头臼接触面积及应力分布恢复比较理想,接近正常髋关节,避免了局部应力集中。     

锁定重建接骨板治疗髋臼横行骨折的生物力学研究

背景：髋臼横形骨折治疗较为困难,常采用内固定的治疗方法。近年来有学者尝试采用锁定重建接骨板,但对其的研究报道较少。 目的：比较4种不同锁定重建接骨板后方入路内固定方式治疗髋臼横行骨折的生物力学稳定性。 方法：采用成人防腐标本10具,制成髋臼横行骨折模型20个,随机分为4组,每组5个标本。A组：重建接骨板两端各固定3枚螺钉。B组：重建接骨板两端各固定3枚螺钉及距骨折线最近的两侧螺孔各1枚螺钉。C组：锁定重建接骨板两端各3枚单皮质螺钉。D组：锁定重建接骨板两端各3枚单皮质螺钉及距骨折线最近的两侧螺孔各1枚单皮质螺钉。行轴向的加载实验,记录内固定失效时最大负载和轴向刚度。 结果：A、B、C、D组所能承受的最大负载分别为（180.60±11.781）N、（240.80±7.981）N、（243.80±11.755）N和（438.00±23.227）N;轴向刚度分别为（95.21±6.32）N/mm、（123.47±23.95）N/mm、（126.39±18.52）N/mm和（227.35±13.74）N/mm。除B、C两组数据比较无统计学差异（P〉0.05）,其余各组的最大负载和轴向刚度差异均有统计学意义（〈0.05）。 结论：髋臼横形骨折采用接骨板后方入路内固定时,锁定重建接骨板固定的稳定性优于重建接骨板,而且距骨折线最近的两侧螺孔给予螺钉固定能增强内固定的稳定性。     

单一腹直肌外侧切口治疗髋臼前后柱骨折

 目的 探讨经单一前方腹直肌外侧切口前柱钢板加后柱顺行拉力螺钉固定治疗髋臼前后柱骨折的手术技巧及临床疗效。方法 回顾性分析2012年1月至2014年6月,采用单一前方腹直肌外侧切口前柱钢板加后柱拉力螺钉固定治疗28例髋臼前后柱骨折患者资料,男12例,女16例;年龄19~61岁,平均41.4岁。髋臼骨折按Letournel-Judet分型：前方伴后半横形骨折18例,双柱骨折10例,骨折均未涉及髋臼后壁;其中15例合并骨盆环骨折,9例合并四肢骨折,6例合并其他脏器损伤;13例为多发损伤。手术经前方腹直肌外侧切口进入,直视下复位髋臼骨折,将预弯的钢板放置于四方体的内侧面固定前柱,通过牵拉、撬拨复位后柱骨折,经小骨盆环上缘向坐骨棘或坐骨结节方向打入直径6.5 mm空心螺钉导针后,沿导针顺行拉力螺钉固定后柱。结果 28例患者均顺利完成手术。术后X线及CT检查均示髋臼前后柱骨折复位固定良好,无一例发生围手术期并发症。按Matta影像学复位标准：优20例,良5例,可3例,优良率89.2%（25/28）。28例患者均获得随访,随访时间6~18个月,髋臼骨折均愈合,愈合时间8~14周,平均12周。根据Matta改良的Merle d’ Aubigne和Postel评分系统评价髋关节功能：优19例,良7例,可2例,优良率为92.8%（26/28）。2例分别于术后6、11个月行走时出现疼痛,影像学表现为髋关节创伤性关节炎,口服氨基葡萄糖片治疗,症状无明显改善。结论 经单一腹直肌外侧切口入路术中能充分显露髋臼前柱及后柱内侧面,并能直视下对髋臼前、后柱骨折进行有效复位与固定,疗效满意。     

髋臼发育不良的光弹性生物力学研究

目的 从生物力学角度探讨髋臼发育不良继发骨关节炎的发病机理,为髋臼旋转截骨术提供依据。方法 用环氧树脂制作骨盆、股骨模型,其中包括４个不同Ｓｈａｒｐ角、３个不同软骨厚度及３个颈干角模型,采用二维光弹性方法进行生物力学分析。结果 随着Ｓｈａｒｐ角的增大,髋关节的合力增大,生物应力向髋臼外侧缘移动;关节软骨缺损一半时,髋关节合力未见明显变化,当关节软骨不存在时,生物应力为正常时的２．５倍;随着颈干角的增大,生物应力集中的位置没有变化,但生物应力及合力随之增大。结论 髋臼发育不良因生物力学因素可继发骨关节炎,髋臼旋转截骨术是对其有效的治疗方法。     

微型联合重建接骨板内固定治疗髋臼后壁骨折坐位下的三维有限元分析

[目的]利用三维有限元方法建立髋臼后壁2/3骨折模型,并评价微型联合重建接骨板内固定治疗髋臼后壁骨折的生物力学稳定性。[方法]建立髋臼后壁2/3骨折模型,分别模拟微型联合重建接骨板内固定(A)、重建接骨板内固定(B)、单纯2枚螺钉内固定(C)及微型接骨板内固定(D)治疗髋臼后壁骨折,并模拟站立位时,在正常载荷下对四种内固定方式进行生物力学稳定性的有限元分析。[结果]髋臼后壁四种内固定方式模型及正常骨盆模型的骨折线上各节点的位移差异有统计学意义(P<0.05),但平均位移大小关系为A相似文献   

股骨及髋臼纵向撞击伤的计算机模拟生物力学研究

目的建立具有生物力学特性的股骨及大部分骨盆三维有限元模型,探讨股骨远端发生撞击时响应过程及股骨各部和髋臼损伤的生物力学基础。方法采用GE多层螺旋CT对1例健康志愿者进行从骨盆上缘到胫骨平台部的CT扫描,三维影像重建,数据转换,运用自编程序与vtk软件相结合的方法,模仿刚体撞击股骨远端。分析在撞击时股骨干、股骨转子部、股骨颈和髋臼等部位的应力改变。结果当着力点位于股骨远端时,应力沿股骨干、股骨转子部、股骨颈向髋臼传导,并产生不同强度。前三部位应力达到峰值时间接近,髋臼应力发生延迟。结论股骨及髋臼纵向撞击伤的三维有限元模型可研究现实中难以反复再现的撞击状态;撞击中骨横截面积的变化和应力传导方向的改变会产生应力集中和梯度差,这可能是撞击伤的生物力学机制之一。     

髋臼后壁骨折稳定性的生物力学评估

目的研究不同程度髋臼后壁骨折及后侧关节囊对关节稳定性的影响。方法采用配对设计将7具骨盆的14个髋关节标本,随机分成A、B两组,A组去除髋关节周围所有软组织,B组保留关节囊。分别按髋臼后壁总面积的20%、30%、40%、50%、60%从外缘向内纵向截骨,建立不同比例的后壁骨折模型,90°屈髋位对骨折模型分别进行生物力学测试,载荷下测量各组髋臼的形变位移和轴向刚度以及导致股骨头脱位时的载荷。结果载荷下,髋臼形变位移随截骨比例的增加而增大,统计显示截骨20%和30%组之间差异不显著(P>0.05),而30%组与40%、50%、60%组之间的统计学差异非常显著(P<0.01),轴向刚度的变化趋势与之相同;载荷800N时,截骨40%、50%、60%组均发生股骨头脱位,而20%、30%组未发生股骨头脱位;A组与B组间无显著差异。结论髋臼后壁骨折<30%时不影响髋关节的稳定,>40%时髋关节不稳,需行内固定治疗;后侧关节囊在维持关节的稳定方面与髋臼相比所起作用不大。     

前后路联合切口治疗严重移位的髋臼骨折

目的总结应用前后路联合切口治疗累及双柱髋臼骨折的治疗经验。方法应用前后路联合切口治疗累及双柱的髋臼骨折25例。根据Letournel分型：横形骨折3例，横形加后壁骨折8例，双柱骨折9例，T形骨折5例。手术首先在移位明显的一侧进行。15例先选择前入路，后采用后路；10例先选择后入路，后采用前路。结果平均随诊23．2个月。根据改良的Merled Aubigne和Postel评分标准评价临床结果，其中优4例，良14例，一般3例，差4例，优良率为72％。2例出现深部感染，2例发生股骨头坏死，严重异位骨化的发生率为12％。结论对累及双柱的髋臼骨折，当一侧入路不能完成复位及内固定时，选择前后路联合入路可提高手术效果。     

髋臼后壁骨折的三维有限元模型构建与应力分析

目的通过构建髋臼三维有限元模型，探讨髋臼在后壁不同面积骨折情况下应力分布的变化。方法通过对髋骨大体标本进行CT扫描，获取断层图像，利用Mimics软件重建三维模型；然后将模型导入FreeForm软件进行修饰处理，再以IGES格式导入有限元软件Ansys对各组成部分进行力学参数赋值，建立髋臼三维有限元模型。依次按后壁1／3、2／3、3／3骨折面积将模型进行拆分，模拟双足直立位进行加载，分析臼顶负重区、髋臼前壁和剩余后壁在各骨折状态下应力分布大小及改变。结果建立了髋骨三维有限元模型，共69440个节点，45209个单元。加载分析显示髋臼后壁骨折使臼顶负重区应力依次增加20％、26％、33％，以垂直方向应力最为显著；前壁应力依次降低22％、30％、35％；剩余后壁应力依次增加39％、47％、54％。结论构建髋臼三维有限元模型进行加载分析是一种较好的生物力学测试方法，具有较高的仿真度。后壁骨折明显改变了髋臼各部分的应力大小与分布。     

成人髋臼发育不良伴骨性关节炎行全髋置换术不同髋臼安装方法的力学比较

目的通过有限元实验对比四种髋臼安装方法的力学差异,探讨髋关节骨性关节炎行全髋置换的最佳髋臼安装方法。方法建立髋关节三维有限元模型,模拟四种不同髋臼安装方式,在单髋站立位时,分析髋臼假体周围的等效应力和位移大小。结果大假体臼穿透型的Mises应力和位移最大。小假体臼次之,Harris截骨加盖型Mises应力最小。结论对于髋臼发育不良所造成髋关节骨性关节炎在行全髋关节置换时,大假体臼内移穿透型局部有害应力增大,术后易诱发假体松动,小假体臼的完整性包容可减少髋关节置换术后并发症的发生。     

Obturator Oblique and Pubic Ramus Inlet Views Can Better Guide the Insertion of an Anterior Column Acetabular Screw

ObjectiveThe objective of the present paper was to investigate the value of obturator oblique and pubic ramus inlet views in guiding anterior column acetabular screw insertion.MethodsWe collected pelvic CT scans at the diagnostic imaging center of our hospital between 2017 and 2019. Virtual three‐dimensional (3D) models of the pelvis were created based on the CT scans. Then the transparency was adjusted to 30%. Two identical copies of the 3D model data were made. 3D model replications were divided into a control group and an experimental group. In the control group, the screw was inserted into the anterior acetabular column using obturator‐outlet and iliac‐inlet views. In the experimental group, the screw was guided under obturator oblique and pubic ramus inlet views. Based on whether the screw penetrated the hip joint and/or exited the pubic ramus, models were divided into three grades. Grade I: the screw travels completely within the anterior column bone corridor; Grade II: the screw exits the superior pubic ramus, but the length of the screw outside the channel does not exceed 1/2 of the anterior column; Grade III: the screw exits the superior pubic ramus and the length of the screw outside the corridor exceeds 1/2 of the anterior column. We compared the screw placement quality of the two groups and analyzed differences between genders. In addition, the distance between the screws and the acetabulum was recorded and compared among the two groups.ResultsA total of 110 hemipelves were selected, including those of 80 men and 30 women, with an average age of 46.76 ± 14.26 years. In the control group, the screw quality of 64 models (58.2%) was Grade I. In the experimental group, 94 models (85.5%) had Grade I screw placement quality. Grade II screw placement quality accounted for 18.2% of the control group and 7.3% of the experimental group. In the control and the experimental groups, there were 26 and 8 cases with Grade III screw placement quality, respectively. The quality of screw placement in the experimental group was significantly better than that in control group, and the difference between the two groups was statistically significant (P < 0.01). The distance between the screw and the acetabulum in the control group and experimental group was 0.92 ± 0.49 mm and 2.78 ± 1.15 mm, respectively. The difference between the two groups was statistically significant.ConclusionAnterior column acetabular screws can be inserted successfully and more accurately using the obturator oblique and pubic ramus inlet views.     

颈椎前、后路手术的运动学变化

目的：为评价几种颈椎前、后路手术对颈椎稳定性的影响。方法：取四具意外伤亡的新鲜尸体Ｃ２～Ｔ１标本，保留所有韧带和椎间连接，行如下手术：１．Ｃ５，６椎间盘切除；２．椎间植骨；３．前方椎体钢板螺钉内固定；４．Ｃ５全椎板减压；５．Ｃ５，６椎弓根钢板螺钉内固定（去除该部椎体钢板）；６．去除椎弓根钢板和植骨块。测量上述诸术Ｃ２～Ｔ１各节段间的前屈、后伸、左右侧弯，左右旋转运动变化，以完整标本作对照。结果：Ｃ５，６椎间盘切除后的前屈运动增加６７．８％（Ｐ＜０．０１），后伸运动增加５９％（Ｐ＜０．０１），侧弯和旋转运动增加１０％（Ｐ＞０．０５）。植骨后运动变化不明显（Ｐ＞０．０５）。椎体钢板和椎弓根内固定后各向运动均明显减少（Ｐ＜０．０１），以侧弯和旋转尤为明显，椎弓根固定后明显增强三维稳定性。而椎体钢板固定的旋转稳定性最佳。然椎间盘和椎板同时切除引起三维运动明显不稳。损伤和固定节段的运动增大和减小，伴随其相邻上或下节段运动的代偿性减小和增大，但无显著性。结论：以上结果为临床开展颈椎前、后路手术所造成的稳定性变化和在手术内外固定方法的选择上提供了运动学和生物力学理论参考     

髋臼后柱安全置钉的临床解剖学研究

目的 探讨髋臼后柱的解剖结构,以寻求-安全的置钉途径.方法 取15具骨盆标本(共30髋),确定髋臼缘最上点为A点,最下点为B点,取其A、B中点为C点.取坐骨大切迹顶点为A'点,坐骨棘顶点为B'点,取A'、B'中点为C'点.连接C、C'两点.经过C、C'线且与后柱表面垂直的平面为起始平面(髋臼中部平面).平行于起始平面,在起始平面上下各作2个横断面,段面间隔为10mm.共获得包括髋臼前柱、后柱在内的5个断面.在每一断面上测量髋臼宽、后柱宽并测量距髋臼缘10、20mm处置入螺钉的安全角度和长度.测量结果用(x±s)表示.结果 ①髋臼中部平面髋臼最宽为:(20.7±1.5)mm.但该断面后柱最窄为:(33.9±2.5)mm.②距髋臼后缘10mm的各断面进钉的最小角度为(52.3±5.5)°,最小进钉长度为(28,9±2,7)mm.距髋臼后缘20mm的各断面进钉的最小角度为(81.4±5.0)°,最小进钉长度为(35.9±4.1)mm.结论 在髋臼后柱距臼缘10、20mm处角度分别不大于50°、80°,深度分别不大于28、35mm可以安全的放置螺钉.     

大转子后半截骨术在累及臼顶的髋臼骨折中的应用

目的：介绍一种新的大转子截骨方法,并评估后外侧入路联合该方法治疗累及髋臼顶部骨折的治疗效果。方法：2008年3月至2010年11月,采用髋关节后外侧入路联合大转子后半截骨治疗累及臼顶的髋臼骨折30例,其中男21例,女9例;年龄18—70岁,平均35．2岁。按照Letournel—Judet分型：后壁骨折10例,后柱骨折7例,横形骨折5例,T形骨折2例,横形伴后壁骨折1例,后柱伴后壁骨折3例,双柱骨折2例。根据Matta标准评估复位结果,改良的Merled＇Aubigne—Postel评分标准评定髋关节功能及美国医学研究委员会标准评定标准评估外展肌力。结果：所有患者获得随访,时间18—40个月,平均25个月。所有截骨获骨性愈合,平均愈合时间为8．4周（6-12周）。无骨不连、截骨块近端移位、内固定松动、断裂及深部感染等并发症发生。根据Matta标准：解剖复位17例,满意复位12例,不满意1例。末次随访时髋关节功能结果优11例,良15例,可3例,差1例。外展肌力4级3例,5级27例。结论：大转子后半截骨术可以增加臼顶部手术视野,有效提高股骨头与髋臼的解剖对应率,降低复位和固定难度,并发症少,为累及髋臼顸的骨折治疗提供了新思路。     

髋臼后壁骨折伴髋关节后脱位与坐骨神经损伤的临床分析

目的 探讨髋臼后壁骨折伴髋关节后脱位合并坐骨神经损伤的创伤机制、类型和预后关系.方法 笔者收治髋臼后壁骨折伴髋关节后脱位合并坐骨神经损伤21例,在骨折内固定时,均行坐骨神经探查术,按MCRR标准评定神经功能恢复情况.结果 21例在术后24个月内,神经均有不同程度的功能恢复,优11例,良9例,可1例,优良率为95.2%.本组无一例出现医源性损伤.结论 髋臼后壁骨折伴髋关节后脱位常合并坐骨神经损伤者,在骨折内固定时应探查神经,结合损伤性质和程度,采取相应疗措施,有利于正确判断预后和恢复神经功能.     

大转子后半截骨在髋臼骨折手术显露中的应用

目的 探讨大转子后半截骨在涉及臼顶后上部的髋臼骨折手术显露中的作用.方法 2000年1月至2008年1月收治32例涉及臼顶后上部的髋臼骨折患者,其中28例获得随访,男16例,女12例;平均年龄39.9岁(16～73)岁;新鲜骨折19例,陈旧性骨折9例.所有患者均采用大转子后半截骨入路进行显露,采用髋臼三维记忆内固定系统固定髋臼骨折及大转子截骨块.结果 28例患者术后获平均48.9个月(19～95个月)随访.根据Matta标准:解剖复位17例,满意复位10例,不满意复位1例.所有髋臼骨折均一期愈合,未出现骨折移位.所有截骨块均获骨性愈合,平均愈合时间为14周.无骨不连、截骨块近端移位、内固定松动、断裂及深部感染等并发症发生.其中1例患者髂腹股沟切口发生浅表感染,经定期换药后切口二期愈合;2例患者骨折愈合后出现内固定刺激征,术后6个月取出大转子部位内固定.外展肌力根据美国医学研究委员会分级系统评定:4级3例,3级1例,其余患者肌力末受明显影响.采用d'Aubigne & Postel 临床分级标准评定髋关节功能:优10例,良15例,可2例,差1例,优良率为89.3%.结论 大转子后半截骨入路能够提供可靠的臼顶后上部显露,可以满足髋臼骨折的复位要求.

Abstract：

Objective To explore whether posterior trochanteric osteotomy can provide adequate exposure to facilitate surgery for acetabular fractures.Methods From January 2000 to January 2008, 32 cases of acetabular fracture involving the acetabular dome underwent posterior trochanteric osteotomy for a better exposure to facilitate internal fixation with acetabular tridimensional memory fixation system(ATMFS).Of the 32 cases, 28 were followed up.They were 16 men and 12 women, with a mean age of 39.9 years (16 to 73) .There were 19 fresh fractures and 9 old ones.Results Twenty-eight cases were followed up for an average of 48.9( 19 to 95) months .According to Matta criteria, anatomical reduction was achieved in 17 cases, satisfactory reduction in 10 cases, and unsatisfactory reduction in one old fracture.All the fractures got direct bony union with no displacement or deep infection.All the osteotomy fragments healed within 14 weeks without any nonunion, proximal migration, loosening or breakage of hardware or deep infection.Superficial infection occurred in one patient but healed after regular dressing.Two patients had to sustain removal of the implants from greater trochanter because of irritation.According to the Medical Research Council (MRC) grading system, the strength of the abductors was of Grade 4 in 3 patients, of Grade 3 in one patient and normal in the rest.By the modified d'Aubigne & Postel scoring system, the excellent to good rate was 89.3%.Conclusion Posterior trochanteric osteotomy can provide an adequate exposure of the acetabular dome without such complications as nonunion, proximal replacement or weakness of the abductors which often occur after the conventional oblique osteotomy.     

髋臼后柱逆行经皮拉力螺钉固定的应用解剖

目的为临床应用髋臼后柱逆行经皮拉力螺钉内固定提供解剖学基础。方法取6具成人骨盆标本,行后柱逆行拉力螺钉固定。分别测量螺钉与水平面的夹角、与矢状面的夹角、钉长,以及使用三维CT重建图像测得拉力螺钉的最大直径等。结果对于髋臼后柱骨折,拉力螺钉与水平面的夹角为29.7°±2.3°、与矢状面的夹角为8.0°±2.5°,最窄处直径为(9.0±1.0)mm,平均钉长为(11.7±0.5)cm。结论髋臼后柱骨折逆行经皮拉力螺钉固定是安全、可行的。