髋臼外展角与前倾角动态变化规律的数学方法解析

以髋关节旋转中心和髋臼出口平面中心连线为X轴，身体纵轴为Y轴，身体矢状轴为Z轴建立三维坐标系。通过数学方法推导骨盆倾斜时髋臼外展角和前倾角的计算公式，绘制髋臼外展角和前倾角的三角函数曲线。髋臼外展角和前倾角的三角函数曲线均成同样的正弦曲线，外展角的正弦曲线落后于前倾角正弦曲线90°。结果提示，骨盆倾斜时髋臼前倾角与外展角的动态变化趋势由髋臼外展角与前倾角决定，而外展角在屈髋活动时减小比较缓慢。     

与关节置换相关的国人髋关节结构测量

背景：髋关节置换作为治疗严重髋关节疾病的重要手段已在临床广泛应用,如何更加合理地设计以及置入假体,预防术后并发症的发生,延长假体使用寿命得到越来越多的重视。 目的：测量与关节置换相关的国人髋关节假体相关数据。 设计、时间及地点：前瞻性实验,于2008-03/06在青岛大学医学院人体形态学实验中心完成。 材料：抽取青岛大学医学院人类学研究室专供科研用的长春、通辽出土的137副完整成人骨盆及股骨,其中男66副,女71副。 方法：测量全部标本的髋臼外展角、髋臼前倾角、股骨颈扭转角、股骨颈干角和股骨偏心距5项指标。所得数据输入SPSS 11.0软件行统计学分析,并与国内外同类文献资料比较。 结果：测量数据完整,无缺失值。髋臼外展角[男：(42.83±3.75)°,女：(42.07±4.12)°],髋臼前倾角[男：(15.31±6.95)°,女：(14.97±6.44)°],股骨颈扭转角[男：(6.76±9.39)°,女：(7.66±10.30)°]和股骨颈干角[男：(131.81± 5.05)°,女：(132.82±5.83)°]的性别差异较小,无显著性意义(P > 0.05)。男性股骨偏心距大于女性[(44.12±5.14), (41.07±7.25) mm,P < 0.05]。实验结果与国内文献报道相似,但异于国外数据。 结论：髋关节解剖数值的国内地区间差异较小,但与其他国家人种存在差别。适宜的假体设计有助于髋关节置换的开展和减少并发症的风险。     

股骨颈保留型人工髋关节置换42例：5年同一机构治疗者≥12个月结果随访

背景：继往的人工髋关节置换切除股骨颈,将严重改变压应力系统和张应力系统之间的受力平衡。而保留股骨颈则保留了股骨颈健康骨结构,使假体应力沿股骨近端生理状况分布,亦可防止股骨近端骨质疏松导致假体松动。 目的：评价股骨颈保留型人工髋关节在髋关节置换中的应用效果。 方法：2003-03/2008-04施行股骨颈保留型人工髋关节置换42例52髋,均应用S-ROM假体(Depuy,美国),假体分为髋臼部分和股骨部分。记录髋关节置换时间、术中出血量、置换后住院天数、Harris评分及围手术期并发症。置换后摄标准髋关节正侧位X射线片,并测量髋臼外展角和前倾角。 结果与结论：全部病例随访12~61个月,平均39个月。全髋关节置换时间30~70 min,平均45 min。术中出血70~200 mL,平均110 mL。置换后X射线片测量髋臼外展角平均44.1°,前倾角平均21°。置换后第5天髋关节摄片确认置入假体正常后即要求扶助行器下地活动。置换前髋关节功能Harris评分平均(32.7±6.3)分,置换后3个月Harris评分平均(93.2±4.1)分。提示股骨颈保留型人工髋关节置换具有创伤小、出血少、符合人体生物力学、假体稳定、假体磨损小的特点,可以作为传统股骨柄的替代治疗。     

先天性髋臼发育不良伴严重骨性关节炎或股骨颈骨折全髋置换20例

摘要：2002-12/2008-04对20例髋臼发育不良伴严重骨性关节炎或股骨颈骨折的患者进行人工全髋关节置换,男6例,女14例;年龄40~70岁,平均59岁;双侧12例,单侧8例;主要症状为疼痛及跛行。置换前X射线：患侧髋臼CE角均> 25°,髋臼变浅,髋关节包容不全。随防10个月~6年,平均48.5个月。Harris评分平均91.0分,优18例,良2例,近期优秀率达到100%。全髋关节置换后X射线片示股骨柄和髋臼假体的位置以及假体与周围的骨质匹配良好,重建的髋关节中心均位于真臼中心点位置,假体无松动及明显下沉迹象,生活自理并恢复日常工作。对于髋臼发育不良伴严重骨性关节炎或股骨颈骨折的成人患者,如能处理好髋臼及股骨近段的畸形,选择好合适的假体,人工全髋关节置换是一种良好的治疗方法。     

自体股骨头植骨生物型人工全髋关节置换治疗髋关节发育不良的疗效

背景：Crowe Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型髋关节发育不良患者真臼发育差,且受股骨头蚀损影响,外侧壁常有缺损,因此大部分患者均需采用自体植骨、假臼重建。 目的：观察生物型人工全髋关节置换治疗髋关节发育不良时采用自体股骨头植骨的临床效果。 方法：选择2007-03/2009-11四川省骨科医院髋部创伤科收治的髋关节发育不良继发骨性关节炎患者15例15髋,单侧患者双下肢不等长为(2.7±0.8) cm,置换前Harris评分为(41.6±12.8)分。术中15髋采用标准全髋关节置换,同时采用自体股骨头植骨重建髋臼旋转中心。置换后随访摄骨盆正位和患髋侧位X射线平片评价髋臼和股骨假体位置、植骨块愈合情况以及双下肢长度。 结果与结论：置换后切口均Ⅰ期愈合。患者均获随访,随访时间一两年,平均1年。置换后12个月X射线平片示植骨块均已愈合。末次随访时单侧患者双下肢不等长(0.8±0.3) cm,Harris评分为(89.3±6.5)分,与置换前相比,差异均有显著性意义(P < 0.05)。X射线平片示髋臼和股骨假体无移位,未见植骨块有明显移位和吸收塌陷征象。提示髋关节发育不良继发骨性关节炎行全髋关节置换时采用自体股骨头植骨有利于恢复髋臼旋转中心,提供良好髋臼固定。     

保留股骨颈人工髋关节置换治疗头下型股骨颈骨折12例

选择华中科技大学附属同济医院骨科头下型股骨颈骨折患者12例,男8例,女4例,年龄45~65岁,均为单侧。根据Garden分型标准：GardenⅢ型4例,Ⅳ型8例;置换前Harris评分差11例,可1例。全部患者均在入院后1周内施行股骨颈保留型人工髋关节置换治疗,记录置换时间,置换过程中出血量,Harris评分及围置换期并发症,置换后摄标准髋关节正侧位X射线平片,并测量髋臼外展角和前倾角。12例患者均获得随访,平均37个月。置换时间30~65 min,平均46.5 min;置换过程中出血量80~200 mL,平均120 mL。置换后X射线平片测量髋臼外展角40°~55°,平均48.3°;前倾角16°~ 23°,平均19.4°。全部患者置换后关节功能恢复情况良好,未发生伤口感染,置换后脱位,下肢深静脉血栓及大腿痛,异位骨化等并发症。置换后3个月Harris评分为优(90~97分)11例,良(81~89分)1例,平均(93.6±2.7)分。提示股骨颈保留型人工髋关节置换符合人体生物力学,具有假体稳定、假体磨损小的特点,为头下型股骨颈骨折患者的治疗提供了一个新途径。     

定制旋转铰链型人工膝关节置换治疗膝部骨肿瘤19例

背景：早期的固定铰链式关节由于存在较高的假体翻修率,已逐渐被旋转铰链式人工关节所替代。定制型人工膝关节还可以更好的匹配患者的解剖形态,实现机械和解剖的多样性个体化。 目的：评估定制旋转铰链型人工膝关节置换治疗膝部良恶性骨肿瘤的临床效果。 方法：应用旋转铰链型人工膝关节置换治疗膝部骨肿瘤患者19例,男13例,女6例,年龄19~51岁;其中良性骨肿瘤6例,恶性骨肿瘤13例,股骨下端肿瘤15例,胫骨上端肿瘤4例。 采用Enneking功能评定标准评估术后功能,复查X射线片评估假体情况与肿瘤复发。 结果与结论：手术时间 2.5~5.3(3.64±0.89)h,术中出血量300~800(452.63±135.88)mL。19例均获随访,随访时间3~64 (30.45±21.44)个月, 仅1例局部复发,无肺部转移。膝关节活动范围伸0°,屈曲95°~140°(124.47±12.89)°,Enneking功能评分为(20.95±3.69)分,优良率为89%。结果说明定制旋转铰链型人工膝关节置换是一种有效的治疗膝部良恶性骨肿瘤的保肢方法。     

三维骨建模系统在人工全膝关节置换旋转对位中的作用○(英文发表）

背景：前期人工全膝关节置换试验证实,采用以三维骨建模为基础的计算机辅助系统可以进行精确地假体三维定位及下肢力线重建,减少髌股关节并发症,取得韧带平衡,获得良好的临床效果。 目的：拟进行人工全膝关节置换时假体旋转对位的量化分析,验证三维骨建模的计算机辅助手术系统对量化操作的精确性和有效性。 设计、时间及地点：回顾性病例分析,于2002-11/2003-06在法国亨利蒙多医院矫形与创伤外科完成。 对象：纳入保守治疗无效的三间隔骨性关节炎患者21例(21膝),其中14例膝内翻,7例膝外翻;患者均为初次置换,所用假体为后稳定型人工表面全膝关节(Hermes®,Ceraver,法国)。 方法：采用三维骨建模Ceravision系统对21例患者(21膝)进行人工全膝关节置换。计算机系统提供假体预设方案,安置好截骨定位导向装置后进行截骨,注意保持良好的伸屈膝关节间隙和韧带平衡及关节稳定,额面上控制应力下膝内外翻在±3°以内,下肢力线(180±3)°以内,适当地假体旋转对位后行假体固定。 主要观察指标：根据相关的临床体检、影像学和导航系统资料,对术中假体旋转对位测量值、置换后3个月膝关节活动度、膝关节松弛度和髌骨稳定性进行观察分析。 结果：在保证下肢力线与膝关节额面松弛度于正常范围内,术中股骨假体旋转对位内旋1°~外旋5°,胫骨假体旋转对位内旋0°~外旋5°。其中14例膝内翻患者,股骨假体旋转对位内旋1°~外旋5°,胫骨假体旋转对位内旋2°~外旋5°;7例膝外翻患者,股骨假体旋转对位内旋1°~外旋4°,胫骨假体旋转对位内旋0°~外旋 4°。置换后3个月时,膝关节最大屈膝度为105°~130°,平均115°,无膝痛、髌骨失稳和脱位等并发症,膝关节额面松弛度无异常。 结论：应用以三维骨建模为基础的人工全膝关节置换计算机辅助手术系统,可针对患者个体精确三维截骨和假体旋转对位,获得良好的膝关节屈伸位下关节等距间隙,保证良好的膝关节韧带张力与平衡稳定, 避免髌-股并发症,可在手术中常规使用。     

计算机辅助设计在髋臼恶性肿瘤治疗中的应用：1例报告

背景：髋臼恶性肿瘤切除重建的主要目的是在安全边缘切除肿瘤并最大限度获得骨盆稳定及下肢行走的功能。既往多是通过MRI、CT、X射线片等二维资料评估切除范围,具有相当的主观性,缺乏术前设计。计算机三维重建可从整体及各个切面评估肿瘤侵蚀范围,从而做到精确确定肿瘤切除的范围。 目的：评估计算机辅助设计在髋臼恶性肿瘤治疗中的应用价值。 方法：1例髋臼血管肉瘤患者,应用薄层CT扫描获取病变部位的二维数据,计算机三维重建解剖学模型,设计截骨范围、个体化髋臼假体及模拟手术过程。按照计算机辅助设计方案切除髋臼肿瘤组织,采用异体半骨盆+个体化全髋关节置换重建骨盆环及右髋关节。 结果与结论：异体半骨盆+个体化全髋关节置换后2个月患者开始扶拐患肢不负重行走,6个月患者行走步态基本正常,右髋关节活动良好,无疼痛不适。置换后X射线片提示人工假体与骨盆匹配良好。置换后仅右髋关节外侧有少许皮肤麻木,无深静脉血栓、假体脱位、松动等并发症。提示计算机辅助设计在髋臼周围肿瘤的治疗中有着广阔应用前景,它使手术治疗提升到个体化治疗阶段,使手术更精确、更可靠、更方便,效果更佳。     

基于三维CT多平面重建股骨近段髓腔的形态学实验

背景：股骨近段髓腔的形态学特点对于股骨假体的匹配和远期稳定性至关重要。但目前还没有基于三维CT多平面重建股骨近段髓腔的形态学研究。 目的：分析国人近段股骨髓腔的总体三维形态学特点,用以指导假体设计和手术操作。 方法：50件(25对)正常国人的股骨标本,由吉林大学基础医学院解剖学教研室提供。对股骨标本进行CT扫描和多平面重建,在矢状面、冠状面及横断面重建图像中选择标准化层面分别测量股骨前弓角、近段股骨髓腔长度、股骨距轴线与近段股骨髓腔轴线的夹角(股骨距矢状面倾角)、干骺端髓腔内壁倾角以及股骨颈前倾角。应用Pearson二元相关分析明确以上参数的相关性。 结果与结论：近段股骨髓腔长度为(175.6±8.6)mm;股骨前弓角为(10.6±1.8)°;在经股骨距内缘层面、中份层面和外缘层面股骨距矢状面倾角分别为(12.7±1.2)°,(6.3±0.9)°,(0.3±0.06)°;干骺端髓腔内壁倾角为(18.8±2.7)°;股骨颈前倾角为(11.0±2.3)°。相关分析表明股骨前弓角和股骨颈前倾角呈显著正相关(r=0.749,P=0.014)。在矢状面上,由内侧向外侧股骨距轴线与近段股骨髓腔轴线逐渐趋向一致。虽然在外观上近段股骨在干骺端部位存在后弓,但近段股骨髓腔的轴线为直线,近段股骨髓腔无后弓。提示进行初次人工全髋关节置换,直柄假体更能够适应国人近段股骨髓腔的形态。干骺端髓腔内壁的较大倾角使其成为股骨近端应力承载的最重要部位,因此干骺端髓腔内壁倾角应作为假体选择和术前计划的重要参数。     

髋臼前柱骨折钢板中内固定的最佳进针点*☆

背景：近年来切开复位内固定成为骨盆骨折和髋臼骨折的一种重要治疗手段,但是在内固定过程中有时会发生螺钉穿入关节内、损伤盆腔内重要血管或神经等严重并发症。 目的：测量髋臼前柱钢板内固定技术中螺钉的最佳进钉点、方向和长度。 材料：取成年男性半骨盆标本20个,由山东大学医学院解剖学教研室提供。 方法：分别测量20个半骨盆标本髋臼前、后缘到髂前下棘、髂耻隆起和耻骨结节的距离,确定和制作髋臼前柱系列断面,并测量各断面上各进钉点的安全进钉角度,将测量数据输入到SPSS 10.0软件进行统计学分析。 主要观察指标：髋臼前柱钢板内固定技术中螺钉的最佳进钉点、方向和长度。 结果：髋臼前缘到髂前下棘、髂耻隆起和耻骨结节的距离分别为(25.4±1.4),(11.8±0.7),(37.4±1.5) mm,后缘到髂前下棘和髂耻隆起的距离分别为(15.5±0.9),(29.1±1.6) mm。在各断面距离骨盆界线0.5 cm点、1.0 cm点和1.5 cm点上螺钉的安全进钉角度的最大值分别为(8.2±2.2)°,(14.9±3.4)°和(26.1±4.5)°。 结论：在前柱髋臼区使用钢板内固定时,可以采用3种方法避免螺钉穿入关节内。第1种方法是使用短螺钉,螺钉方向随意;第2种方法是使用长螺钉(长度5 cm)内紧贴骨盆界线进钉,方向平行于四方区;第3种方法为根据不同的进钉点选择不同的进钉角度和长度。     

成人髋臼发育不良髋臼内壁内移截骨的有限元分析

背景：成人髋臼发育不良晚期并发髋关节骨性关节炎常需行全髋关节置换。由于不同患者髋臼病变的严重程度有很大差别,导致重建髋臼时难度明显增加,而髋臼内壁内移截骨能良好解决对臼杯假体的包容,但对截骨后髋臼内壁的内移范围仍存有争议。 目的：通过计算机辅助设计有限元分析,寻找髋臼内壁截骨的合适内移范围。 方法：利用SolidWorks 2008软件建立髋臼发育不良骨盆的三维模型,模拟髋臼内壁内移截骨术式,使髋臼内壁骨从未完全陷入盆腔内保持2 mm骨性接触处开始,逐渐内移至完全陷入盆腔内7 mm处,每隔1 mm为1个实验组,分成10个实验组。将每组髋臼人为划成4个象限,分别对各组假体髋臼-骨界面间进行计算机模拟对比力学实验分析,测量出髋臼假体-骨界面间的Mises应力及剪切应力值。 结果与结论：第1,5,6,9,10组在后下、前上、前下3个象限内的Mises应力分布不均匀;第2,3,4,7,8 组在后下、前上、前下3个象限内的Mises应力分布均匀,其中第4组Mises应力分布更为均匀。第2,3,4,7,8组在上述3个象限内的剪切应力分布均匀,第7,8组剪切应力最小。提示关节力在髋臼内的分布主要集中在后上象限,随着臼杯不断内移,臼杯与骨的接触面积会逐渐增大,从而增加接触面上的Mises应力,但剪切应力随髋臼内壁的内移而减小。因此髋臼内壁截骨合适的内移范围在未入盆腔内1 mm到完全陷入盆腔1 mm,最佳位置在完全陷入盆腔1 mm处。     

生物型人工全髋关节置换治疗髋关节骨关节炎的中期疗效评估

背景：目前关节置换技术的临床治疗效果不断提高,但应用时仍有很多困难需要解决。其中疗效评估,尤其是中期疗效缺乏长期随访及系统的评估标准。 目的：评估髋关节骨关节炎患者行生物型人工全髋关节置换后的中期疗效及影响因素。 方法：2001-07/2003-03采用生物型假体治疗35例髋关节骨关节炎患者,均采用改良Gibson切口,假体均为美国Stryker公司非骨水泥型人工全髋关节假体,进行5.3~8年的随访。临床评估以Harris评分为标准,影像评估根据置换后随访双髋关节正、侧位X射线片,观察臼杯、股骨假体位置及周围骨质改变,并测量臼杯内衬磨损速度与趋势;假体生存率采用Kaplan-Meier分析,分别以臼杯及股骨假体的无菌性松动和任何原因导致的翻修作为止点。 结果与结论：患者Harris评分从置换前的平均41分提高到最近随访时的平均91.3分。未出现可确诊的无菌性松动影像表现或要求翻修,亦未发现骨盆局限性骨溶解。聚乙烯内衬平均线性磨损率为(0.13±0.06) mm/年。Kaplan-Meier生存分析表明,臼杯及股骨假体的生存率均为100%。中期随访结果(至少5.3年)表明,生物型假体用于髋关节骨关节炎患者全髋关节置换术中,能够提供理想固定效果,临床疗效满意。未发现无菌性松动,骨溶解的发生率亦低下。但患者年龄越大,发生松动的概率越大,远期疗效需要进一步跟踪随访。     

Comparing frontal and lateral viewing in the pigeon. I. Tachistoscopic visual acuity as a function of distance

Pigeon's visual acuity has mainly been tested in free viewing conditions so that the direction of gaze could not be controlled. In order to be able to compare the resolving power of the two retinal areas of higher cellular density - the area dorsalis in the red field with frontal binocular projection and the fovea centralis with lateral monocular projection - a method of behavioral fixation was used. This method consists in a forced pecking schedule and a tachistocopic presentation of the stimulus. The pigeon has to discriminate the orientation (vertical, positive; horizontal, negative) of square gratings of increasing spatial frequency. Tests were done with the stimuli appearing 25° below the beak for frontal and 80° back from the beak for lateral viewing, at distances of 10, 20, 40 and 80 cm for each direction. Results show that while frontal acuity decreases with distance, lateral acuity increases with distance. These psychophysical data confirm previous dioptric measurements done on frozen eyes, showing that the pigeon is myopic in the frontal field and hyperopic in the lateral field. Pigeons seem to be well adapted for visually guided frontal tasks at near distances (feeding, landing) and for visually guided lateral tasks at far distances (warning).     

Trunk position sense in the frontal plane

Twenty healthy volunteers (ages 18 to 25 years) were tested for their ability to sense the lateral position of the top of their thoracic spine. When moved slowly from side-to-side in the frontal plane with vision occluded and pelvis immobilized, they could sense the position of a midline point on the skin at the T1 level to within 3 mm of a mean center position in relaxed standing tests, and to within 9 mm in supine tests. When subjects centered themselves actively, or additionally, contracted trunk flexor or extensor muscles to predetermined levels of activity, no increase in trunk positioning accuracy was found. The effect of a lateral pelvic tilt or lateral trunk moment had little effect on trunk positioning accuracy, but always induced a characteristic trunk offset. No differences were found in any of these results between males or females, or gymnasts or nongymnasts.     

Postural adaptation to walking on inclined surfaces: II. Strategies following spinal cord injury.

OBJECTIVE: To investigate the postural adaptations to inclined walking in spinal cord injured (SCI) subjects. METHODS: Eight subjects with an incomplete spinal cord injury and eight age- and sex-matched healthy control subjects walked on a treadmill at five different grades (from -10 to 10%) without any assistance. The movements of the trunk and pelvis were recorded with four high-resolution cameras. RESULTS: The SCI subjects walked with greater forward tilt of both trunk and pelvic segments during level or inclined walking and could not adapt their body orientation to the inclination of the support surface as observed in healthy control subjects. Trunk and pelvic rotations as well as lateral excursions were maintained constant during inclined walking in both groups of subjects but total excursions were always greater in the SCI subjects. CONCLUSIONS: We argue that the forward bending posture observed in SCI subjects at any treadmill grade is adopted to compensate for a certain degree of instability due to lower-limb deficits and is a postural adaptation to the daily use of ambulatory assistive devices. SIGNIFICANCE: The bent posture adopted by SCI subjects is not adequate when performing level or downhill walking and can lead to a loss of balance or a fall in these subjects.     

Orientation of slit pupil and visual streak in the eye of the cat

The orientation of the visual streak of the cat's retina was compared to that of the long axis of the slit pupil in the same eye. In five paralyzed, anesthetized cats, the retinal projection to the superior colliculus was mapped with electrophysiological techniques. The orientation of the visual streak was estimated from the projection in visual space of the collicular region of high magnification which corresponds to the central projection of the streak. The angle by which the streak was tilted from absolute horizontal was always within one or two degrees of the angle by which the pupil axis was tilted from absolute vertical. This relationship was confirmed in three of the animals in which small retinal lesions were placed a known distance from the histologically determined axis of the streak. From the visual coordinated of these lesions, an independent estimate of the streak's orientation was obtained. In each case, the tilt of streak axis from horizontal differed by no more than 0.5° from the tilt of the pupil axis from vertical. The results support the hypothesis that planes containing the long axis of the cat's slit pupil are perpendicular to planes containing the long axis of the visual streak of the same eye.