膝内外翻畸形对髋臼负重顶区影响生物力学的研究

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1、广州医学院硕士学位论文膝内外翻畸形对髋臼负重顶区影响的生物力学研究膝内外翻畸形对髋臼负重顶区影响生物力学研究硕士研究生:汤敏生导师:白波(教授/主任医师)中文摘要目的：人工模拟膝内、外翻畸形，采用压敏片技术测量髋臼顶负重区及股胫关节面内、外侧关节面的负重面积、平均应力及峰值应力，评价不同程度膝内、外翻畸形对髋、膝关节生物力学的影响。方法：取成年男性鲜尸体下肢标本3个（包含含腰5椎体的骨盆、双侧髋、膝关节及小腿中下段，共6个连体的髋、膝关节），年龄23-40岁，平均35.6岁，肉眼观察及X线

2、摄片无肿瘤及解剖学变异，确保股胫角在1700，股胫关节面光滑，无骨质疏松。仔细剔除附着的肌肉组织，保留骨膜、韧带及关节囊。将腰5椎体上面的椎间盘剔除，长螺钉交叉钻入腰骶椎及胫腓骨中下段内，用调配好的自凝型牙托粉浇筑一个负重及二个支撑平台，该平台面在骨盆站立中立位时与地面平行。于宝塔形负重平台中央钻一直径2.6cm，深8cm的管道，然后插入直径2.5cm的实心不锈钢管，以蝴蝶型基座钻孔螺丝加压固定于负重平台上，再于距蝴蝶型基座上方20cm及25cm钢管处分别紧固二个同规格的蝴蝶型基座以备加压用。然

3、后放于自制带防侧倾生物力学实验机上，双小腿支撑平台则固定于能进行角度调整的摆动钳具上。实验中骨盆的位置选择单足站立中立位，即两侧髂嵴连线平行于地面，两侧髂前上棘与耻骨联合平面垂直于地面。在额状面上，股骨体相对于骨盆内收150；在矢状面上，股骨体垂直。并且股骨保持50-100的内旋。膝关节采取伸直00位。将压敏片贴于股骨头及内、外侧股胫关节面上，压敏片上下覆盖乳胶套防潮。在距髋臼顶点前后300的关节面中央，由关节内向外钻两个直径2.0mm的标记孔。标本通过生物力学试验机加载至50公斤，维持2分钟。

4、钝性探针自标记孔插入，在压敏片上作标记。同时将髋臼边缘标记在压敏片上。加载后，将压敏片取下，粘贴于纸板上进行分析。标本分为：1、髋关节组：A组(中立位组)；B组(内翻100组)；C组(内翻200组)；D组(外翻100组)；E组(外翻200组)。2、膝关节组：a组(中立位组)；b组(内翻100组)；c组(内翻200组)；d组(外翻100组)；e组(外翻200组)。膝关节每组又分为内、外侧关节面二个部分。分别测量各组标本髋臼负重顶区及膝关节内、外侧股胫关节面的负重面积、平均应力及峰值应力，将所得数据

5、分别记入上述各组。实验各组均数比较通过SPSS13.0软件进行ANOVA方差分析，各组均数用—X±s表示，各组数据先用Bartlett法进行方差齐性检验，如方差齐，证明方差齐有可比性，然后进行多组均数间的SNK-q检验，如方差不齐，进行多组均数间的Tamhane'sT2比较。P<0.05代表有具有显著性统计学差异，P<0.01代表有极显著统计学差异。结果：1．髋臼顶负重区：比较五组髋臼顶区负重面积，B组、D组与A组相比，负重面积略有减少，但无2广州医学院硕士学位论文膝内外翻畸形对髋臼负重顶区影

6、响的生物力学研究显著性差异(P＞0.05)；C组、E组与A组相比，负重面积显著减少，有显著性差异(P<0.01)。B、C两组及D、E两组比较有显著性差异，P＜0.05。比较五组髋臼顶区平均应力，B组、D组与A组相比，平均应力略有增加，但无显著性差异(P＞0.05)；C组、E组与A组相比，平均应力显著增加，有显著性差异(P<0.01)。B、C两组及D、E两组比较有显著性差异，P＜0.05；比较五组髋臼顶区峰值应力，B组、D组与A组相比，峰值应力略有增加，但无显著性差异(P＞0.05)；C组、E组与

7、A组相比，峰值应力显著增加，有显著性差异(P<0.01)。B、C两组及D、E两组比较有显著性差异，P＜0.05；2．膝股胫关节面；随着膝内翻角度的增加，内侧股胫关节面的负重面积较中立位时增加，而外侧股胫关节面的负重面积减少；随着膝外翻角度的增加，外侧股胫关节面的负重面积较中立位时增加，而内侧股胫关节面负重面积减少；股胫关节负重面积随内、外翻角度的增大而减小，以内、外翻200时最明显。随着膝内翻角度的增加，内侧股胫关节面的平均应力较中立位时增加，而外侧股胫关节面的平均应力减少；随着膝外翻角度的增加

8、，外侧股胫关节面的平均应力较中立位时增加，而内侧股胫关节面平均平均应力减少；股胫关节应力随内外翻角度的增大而增加，以内、外翻200时最明显。随着膝内翻角度的增加，内侧股胫关节面的峰值应力较中立位时增加，而外侧股胫关节面的峰值应力减少；随着膝外翻角度的增加，外侧股胫关节面的峰值应力较中立位时增加，而内侧股胫关节面峰值应力减少；股胫关节应力随内外翻角度的增大而增加，以内、外翻200时最明显。结论：1.随膝内外翻畸形程度的不同，髋臼负重顶区的负重面积、峰值应力及平均应力也发生变化，但膝内、外翻达100