有限元分析先天性髋关节半脱位及髋臼发育不良的应力变化

目的 建立构成及形态接近实际的髋关节模型对髋关节进行有限元分析。从力学角度对关节发育、关节稳定性、骨关节炎等方面进行初步探讨。方法 收集７～１４岁正常儿童９例及先天性髋关节半脱位及髋臼发育不良病例１６例（男８例、女１７例）的Ｘ线片，建立二维有限元网格，分析各组的生物力学特点。结果 髋臼合力各组平均值为：正常组２１０．１Ｎ／ｃｍ＾２；髋关节半脱位组７４５．４Ｎ／ｃｍ＾２；髋臼发育不良组５３９．６Ｎ／     

有限元技术在儿童髋关节外科中的应用进展

对髋关节生物力学的研究在诊断及治疗髋关节疾病中有重要的意义.有限元技术结合生物力学及工程结构计算机辅助分析方法,为骨科研究提供了新的思路和方法.有限元技术对于髋关节骨折机制的阐述及优化内固定等方面的研究已得到广泛应用.而在髋关节置换方面正逐渐在假体选择和取用中发挥重要的作用.儿童髋关节疾病的有限元分析也正在逐步开展,而其生长发育特性是不同于成人且必须考虑的组成部分.     

步态分析法评价发育性髋关节脱位手术治疗后的功能

目的 通过三维步态分析的生物力学方法评价发育性髋关节脱位手术治疗后的患儿步态功能.方法 选择2010年5月至2012年11月广州市妇女儿童医疗中心22例(27侧)手术治疗的髋关节脱位患儿,年龄3～10岁,平均5.3岁;男9例,女13例.开放复位后18个月,应用美国mo-tion公司三维运动分析系统进行步态分析.每次测量要求至少有3个步长长度,步速恒定.将骨盆、髋、膝、踝关节共设置15个点,并连接成面,建成三维动态图像.结果 手术后骨盆、髋关节、膝关节、踝关节活动与正常儿童比较存在统计学差异.单侧患儿术后患侧骨盆高度较健侧低;骨盆前倾不足;患侧髋关节在术后屈曲不足,并且有明显外旋,术后双膝摆动相屈膝峰值降低;患侧足轻度内旋.术后在行走过程中三联截骨组骨盆较Pemberton截骨组与Salter截骨组显著下降;骨盆在Pemberton截骨组较Salter截骨组显著前倾和向患侧旋转;行走速度、步频、步长与正常儿童比较无明显差异.手术髋站立前中期伸髋力矩减小,产能减少.结论 发育性髋关节脱位开放手术后患儿的速度、步频、步长与正常儿童无差异.在整个步态周期中,术侧髋关节屈曲不足;在负重期患侧骨盆降低,骨盆降低程度三联截骨较pemberton截骨与salter截骨程度更大.     

发育性髋脱位股骨头表面应力变化的实验研究

目的 通过动物模型,探讨发育性髋脱位股骨头表面应力的变化及对前倾角改变的影响.方法 7只西藏小型猪,通过手术制作出左髋关节髋脱位模型,右侧作为对照组,术后即刻、术后1个月、3个月不同时间分别行骨盆X线检查,测量双侧sharp角及臼头指数,比较术后不同时间各项指标的差异.另分别于术后当天、术后1个月、3个月将实验动物行骨盆及下肢CT检查,收集数据,制作髋脱位三维有限元模型,分析实验侧股骨头表面与对照侧应力分布的变化特点.结果 术后当天实验侧较对照侧sharp角差异无统计学意义,术后1个月、3个月实验侧较对照侧sharp角增大,差异无统计学意义,术后当天、术后1个月、3个月实验侧头臼指数较对照侧减小,差异有统计学意义;同侧对比显示随着脱位时间的延长,实验侧sharp角逐渐增大,差异无统计学意义,头臼指数随着脱位时间的延长逐渐减小,差异有统计学意义.有限元股骨头表面应力分析结果提示:术后当天、术后1个月、3个月实验侧与对照侧股骨头内侧相同检测位点应力分布值比较,实验侧检测位点应力分布值增加,差异有统计学意义(P＜0.05);随着脱位时间的延长,实验侧殷骨头内侧相同观察点应力值不断加大,相同位点应力分布值比较差异有统计学意义(P＜0.05).结论 前倾角加大及股骨头及髋臼的变形是一个渐变的过程,或与股骨头表面应力分布改变有较大关系.提示在临床工作中早期发现早期手术、以及手术中纠正前倾角显得十分重要.     

数字化技术在儿童髋关节疾病的应用进展

数字化技术与骨科学的结合, 使个性化、精准化、微创化成为骨科手术的发展方向, 借助有限元分析、3D打印、计算机辅助手术导航等新技术, 可使患儿在髋关节疾病诊治过程中获益更大。本文将系统介绍近年来国内外数字化技术在儿童髋关节疾病中的应用进展。     

发育性髋关节发育不良儿童髋臼形态学病理分型的探讨

目的通过三维CT分析髋臼形态学的病理改变,为临床选择合适的骨盆截骨方式提供参考。方法选择101例发育性髋关节发育不良儿童,共129个髋关节。术前行髋关节螺旋CT扫描并通过Mimics 10.01软件进行三维重建,根据以往参考文献分型,结合病例观察,提出髋臼形态学病理分型。结果分为六型:Ⅰ型为轻度发育不良,占31.8%。Ⅱ型为髋臼前上缺损,占17.1%。Ⅲ型为中上缺损,占32.6%。Ⅳ型为全缺损,占10.8%。Ⅴ型为假臼,占5.4%。Ⅵ型为三角型髋臼,占2.3%。结论髋臼形态学新的病理分型有助于对发育性髋关节发育不良儿童病理改变的认识。通过三维CT了解髋臼的不同形态学改变,能为临床选择合适的骨盆截骨方式提供参考。     

发育性髋关节发育不良的诊治策略

发育性髋关节发育不良（ developmental dysplasia of the hip, DDH）旧称先天性髋关节脱位（congenital dis-location of the hip,CDH）,1992年北美小儿矫形外科学会将其改名为发育性髋关节脱位或发育性髋关节发育不良,是一种常见的先天性畸形,分为髋关节发育不良、髋关节半脱位、髋关节脱位三种类型。我国发病率报告为0．9‰-39‰,男女发病比例为1：5-7,甚至更高。早期诊断并未普及,儿童骨科医师甚至成人骨科医师都在治疗,但治疗方法各异,并发症较多,一直是儿童骨科医生研究的热点。一、早期诊断     

基于深度学习的人工智能技术与骨龄评估的研究现状

骨龄能够客观反映人体生长情况, 准确评估体格发育水平, 骨龄评估在儿童青少年的生长发育、疾病诊断、临床治疗效果监测中发挥重要作用。近年来人工智能技术不断发展, 将人工智能技术应用于骨龄评估领域, 有望实现骨龄评估自动化, 目前骨龄评估的人工智能技术主要基于深度学习(DL)算法进行, 虽已有较多关于DL与骨龄评估的研究, 但大部分仍处于实验阶段。现就目前应用于骨龄评估的基于DL的人工智能技术的研究与进展进行综述, 以期为相关工作人员提供参考及研究思路。     

轴向负载对特发性脊柱侧弯的影响机制研究

目的 研究脊柱侧弯轴向负载后椎体、椎间盘、关节突关节和终板等结构的力学响应特征,胸段侧弯畸形对腰椎应力分布的影响.方法 采用已经建立的单胸弯特发性脊柱侧弯的三维有限元模型,通过设置边界条件和载荷后,进行轴向负载模拟计算,最后读取并分析脊柱侧弯不同部位和结构的应力分析结果 .结果 特发性脊柱侧弯轴向负载后胸椎畸形部位应力明显高于脊柱其他部位,且应力集中于凹侧.胸椎和腰椎两侧椎间盘、终板和骨质的应力均呈现明显的不平衡,椎间盘应力主要集中于胸段结构性主弯凹侧纤维环的后外侧区域.关节突关节是轴向负载的主要承担者,胸主弯凹侧的L5-S1关节突关节应力最大.结论 单胸弯脊柱侧弯可导致整个脊柱的椎间盘、关节突关节和终板等结构应力不均匀分布,这种力学响应特征和畸形进展密切相关.长期应力的不对称性分布可以改变椎间盘、终板和椎体骨质内的细胞活动,使特发性脊柱患儿容易更早地出现相关性疾病.     

计算机模拟在儿童发育性髋关节脱位Salter骨盆截骨术中的应用

目的观察基于三维CT重建的计算机模拟在Salter骨盆截骨术治疗儿童发育性髋关节脱位的术前评估、术前手术设计以及术后效果分析的使用效果。方法从2010年10月至2011年10月,我们对18例(18髋)发育性髋关节脱位儿童,通过Mimics 10.01软件的专用截骨工具进行术前模拟Salter骨盆截骨。测量术前、术后的三维髋臼指数及髋臼前倾角并进行比较。采用Mckay临床功能评定标准,Severin影像学评定标准,对术后效果进行评价。结果 18髋患侧术前与对侧比较,术后与术前比较,P0.01,差异有统计学意义。术后患侧与对侧比较,P0.05,差异无统计学意义。术后14髋(77.8%)髋臼指数获改善,髋臼前倾角改善与术前设计相符。2髋髋臼指数改善不良,1髋髋臼前倾角改善不良,1髋髋臼指数与髋臼前倾角均改善不良。按照Mckay临床功能评定标准,优10例,良8例。Severin影像学评定标准,优12例,良4例,可2例。结论基于三维CT重建的Salter骨盆截骨计算机模拟可使术者了解合适的截骨位置、截骨远端旋转角度以及截取三角骨块大小,以指导实际的截骨手术。三维重建也有利于更好的术前评估和术后效果分析。     

轴向负载对特发性脊柱侧弯的影响机制研究

目的 研究脊柱侧弯轴向负载后椎体、椎间盘、关节突关节和终板等结构的力学响应特征,胸段侧弯畸形对腰椎应力分布的影响.方法 采用已经建立的单胸弯特发性脊柱侧弯的三维有限元模型,通过设置边界条件和载荷后,进行轴向负载模拟计算,最后读取并分析脊柱侧弯不同部位和结构的应力分析结果 .结果 特发性脊柱侧弯轴向负载后胸椎畸形部位应力明显高于脊柱其他部位,且应力集中于凹侧.胸椎和腰椎两侧椎间盘、终板和骨质的应力均呈现明显的不平衡,椎间盘应力主要集中于胸段结构性主弯凹侧纤维环的后外侧区域.关节突关节是轴向负载的主要承担者,胸主弯凹侧的L5-S1关节突关节应力最大.结论 单胸弯脊柱侧弯可导致整个脊柱的椎间盘、关节突关节和终板等结构应力不均匀分布,这种力学响应特征和畸形进展密切相关.长期应力的不对称性分布可以改变椎间盘、终板和椎体骨质内的细胞活动,使特发性脊柱患儿容易更早地出现相关性疾病.     

先天性马蹄内翻足胫前肌外移前后三维步态分析

目的 通过三维步态分析的生物力学方法评定先天性马蹄内翻足患儿胫骨前肌外移术后疗效,明确其手术指证。方法 收集2010年7月至2014年7月在本院就诊的先天性马蹄内翻足20例,年龄4~6岁,平均4.5岁。男性15例,女性5例,均行胫骨前肌外移术,手术前后均应用三维步态分析系统(美国motion步态分析系统)对患者进行步态分析,每次测量要求至少有3个步长长度,步速恒定。将骨盆、髋、膝、踝关节共设置15个点,并连接成面,建成三维动态图像。对胫骨前肌外移术前后的步态在三维方向进行步态分析。结果 胫骨前肌外移手术前、后三维步态分析结果:①行走速度、步频、步长较术前无明显差异,与正常儿童比较也无明显差异。②术后患儿足内收较术前明显改善。③胫骨前肌在术前术后活动状态无明显改变。④胫骨前肌外移术后患侧下肢行进线内旋情况较术前改善。结论 运用三维步态分析对行胫骨前肌外移术的患者进行功能量化评价,可以更为准确地了解踝关节的生物力学及胫骨前肌肌电活动变化,因而可以准确判断手术指证和全面评估患儿术后畸形矫正情况。     

轴向负载对特发性脊柱侧弯的影响机制研究

目的 研究脊柱侧弯轴向负载后椎体、椎间盘、关节突关节和终板等结构的力学响应特征,胸段侧弯畸形对腰椎应力分布的影响.方法 采用已经建立的单胸弯特发性脊柱侧弯的三维有限元模型,通过设置边界条件和载荷后,进行轴向负载模拟计算,最后读取并分析脊柱侧弯不同部位和结构的应力分析结果 .结果 特发性脊柱侧弯轴向负载后胸椎畸形部位应力明显高于脊柱其他部位,且应力集中于凹侧.胸椎和腰椎两侧椎间盘、终板和骨质的应力均呈现明显的不平衡,椎间盘应力主要集中于胸段结构性主弯凹侧纤维环的后外侧区域.关节突关节是轴向负载的主要承担者,胸主弯凹侧的L5-S1关节突关节应力最大.结论 单胸弯脊柱侧弯可导致整个脊柱的椎间盘、关节突关节和终板等结构应力不均匀分布,这种力学响应特征和畸形进展密切相关.长期应力的不对称性分布可以改变椎间盘、终板和椎体骨质内的细胞活动,使特发性脊柱患儿容易更早地出现相关性疾病.     

宫内发育迟缓与儿童代谢综合征发生机制的研究现状

儿童代谢综合征(Metabolic Syndrome,MS)是指在儿童期出现的有可能导致冠心病和/或2型糖尿病(DM)的多方面危险因素的综合表现,如高血压、高血脂、肥胖及胰岛素抵抗(IR),肥胖常常伴有脂代谢异常,诱发IR和高血压,是引起MS的主要因素。近期研究证实[1~3],成人期MS的危险因素及病理发展过程,在儿童期就已经发生,而多项实验证明儿童期的一系列病理改变源于宫内发育迟缓(IUGR)。不良的宫内环境不仅影响胎儿的发育,远期也将影响儿童及青春期体能及智能发育,且IUGR的儿童在成年后会发生心脑血管病及代谢紊乱,其病理基础为IR。IUGR是围产…     

儿童非酒精性脂肪肝病研究模型

儿童非酒精性脂肪肝病(nonalcoholic fatty liver disease,NAFLD)已经成为危害儿童发育健康的重要疾病之一,但其发病机制与进展特征仍未明确。构建NAFLD特异的研究模型有助于探明及揭示相关通路在NAFLD发生发展过程中的作用。现有的儿童NAFLD研究模型主要借鉴成人模型包括饮食诱导的动物...     

宫内发育迟缓与儿童代谢综合征发生机制的研究现状

儿童代谢综合征（Metabolic Syndrome，MS）是指在儿童期出现的有可能导致冠心病和／或2型糖尿病（DM）的多方面危险因素的综合表现，如高血压、高血脂、肥胖及胰岛素抵抗（IR），肥胖常常伴有脂代谢异常，诱发IR和高血压，是引起MS的主要因素。近期研究证实，成人期MS的危险因素及病理发展过程，在儿童期就已经发生，而多项实验证明儿童期的一系列病理改变源于宫内发育迟缓（IUGR）。不良的宫内环境不仅影响胎儿的发育，远期也将影响儿童及青春期体能及智能发育，且IUGR的儿童在成年后会发生心脑血管病及代谢紊乱，其病理基础为IR。     

COL1a1 COL3a1在发育性髋脱位患儿关节囊的表达

目的：发育性髋脱位（developmental dislocation of the hip, DDH）的病因目前不明,但其与髋关节松弛密切相关。该研究通过比较DDH患儿与正常儿童关节囊中Ⅰ,Ⅲ型胶原在mRNA及蛋白水平的表达差异, 以探索DDH患儿髋关节松弛的原因。方法：选取性别相同年龄相近的9对发育性髋脱位患者及正常儿童配对比较。采用半定量RT-PCR及Western-Blot法检测COL1a1 COL3a1在mRNA及蛋白水平的表达。图像分析软件进行量化分析,并经统计学处理。结果：COL1a1在DDH组mRNA及蛋白水平表达均较正常对照组降低(P0.05)。结论： DDH患儿关节囊中 Ⅰ 型胶原在mRNA及蛋白水平表达较正常同性同龄儿降低,可能是导致DDH患儿髋关节松弛的原因。DDH患儿髋关节松弛可能与 Ⅲ 型胶原含量无关。     

儿童髋关节真空现象的初步研究

目的 探讨儿童髋关节真空现象的发生率和获得髋关节真空现象的最佳X线投照体位.方法 回顾2003年1月至2013年3月于中国医科大学附属盛京医院放射科拍摄的全部儿童髋关节正位片和蛙式位片,拍片患儿年龄0～ 14岁,平均年龄4.2岁.分析髋关节正位X线片或髋关节蛙式位X线片,在股骨头和髋臼之间显示出新月形、线形或者不规则形的放射性透光区的全部X线片均被纳入到本研究序列中.结果 10年间我院放射科共拍摄了16 749例患儿的髋关节X线片,其中仅拍摄髋关节正位X线片者12422例,男性5 912例,女性6510例;拍摄髋关节正位X线片和髋关节蛙式位X线片者4 327例,男性1 537例,女性2790例.在16 749例全部髋关节正位X线片中无髋关节真空现象,总构成比为0.在4 327例髋关节蛙式位X线片中发现258例(321髋)真空现象,总构成比为5.96％;包括1 738例正常髋关节,出现真空现象150例,发生率为8.63％;发育性髋关节发育不良2 360例,出现真空现象98例,发生率为4.15％.258例髋关节真空现象包括150例正常髋关节(58.14％),98例发育性髋关节发育不良(37.98％),5例Legg-Calvé-Perthes病(1.94％),坐骨嗜酸性肉芽肿、股骨骨纤维发育不良、多发性骨软骨瘤病、先天性髋内翻和股骨颈骨折术后各1例.根据髋关节透光区在关节内所占比例,将321髋分成完全型121髋(37.69％)和部分型200髋(62.31％).根据髋关节透光区的形态,将321髋分为线形透光区159髋(49.53％),新月形透光区151髋(47.04％)和不规则形透光区11髋(3.43％).结论 在髋关节蛙式位X线片中,儿童髋关节真空现象并不少见.与发育性髋关节发育不良患者相比,髋关节真空现象更容易发生于正常儿童的髋关节.与髋关节正位X线片相比,髋关节蛙式位X线片是获得真空现象的更好的投照体位.     

痉挛性脑瘫髋关节发育异常的外科治疗

脑性瘫痪简称脑瘫,是目前导致全世界儿童肢体残疾的主要疾病之一.痉挛性脑瘫以锥体系受损为主,继发性肌肉骨骼问题已成为其研究热点,其中髋关节发育不良及髋关节脱位在行走不能及严重型痉挛性脑瘫患儿中发生率越来越高.患儿出生时髋关节一般正常,约2岁左右开始出现股骨头外侧偏移为特征的髋关节发育不良,约4～12岁可发展为髋关节半脱位或脱位,约25％～75％的病例最终进展为影响日常生活的疼痛性、退行性髋关节炎.外科手术治疗配合系统的康复训练,可以改善痉挛性脑瘫儿童的步态和姿势,维持髋关节功能,提高其生活质量和社会参与度.本文就痉挛性脑瘫继发髋关节发育异常的术前评估、外科手术方式的选择、预后等研究进展进行综述.     

青春期性征发育评价方法及与代谢综合征的关系

青春期是从儿童转入成人的过渡时期,即从第二性征出现开始,到体格发育停滞为止,这一时期人体在形态、功能、内分泌、心理和行为等方面都发生着巨大的变化。青春期性征发育在儿童生长发育、健康领域的很多研究中起着无法回避的效应修正作用,是青春期的重要表现,包括生殖器官形态、生殖功能和第二性征发育[1],了解其评价方法及趋势可以描述儿童生长发育的水平和规律、检验假设、提出影响儿童生长发育的因素及促进儿童生长发育的措施,以及评价儿童保健和学校卫生措施的有效性。本文将具体介绍青春期性征发育的评价方法以及性发育年龄的地域、种…