膝關(guān)節(jié)生物力學(xué)與人工膝關(guān)節(jié)置換.ppt

與,膝關(guān)節(jié)生物力學(xué),人工膝關(guān)節(jié)置換,一、膝關(guān)節(jié)功能解剖,股骨髁遠端的骨性解剖,脛骨近端骨性解剖,臏骨骨性解剖,前后交叉韌帶脛骨平臺處附著點,前交叉韌帶在膝關(guān)節(jié)屈伸過程中的收縮、舒張情況,后交叉韌帶在膝關(guān)節(jié)屈伸過程中的收縮、舒張情況,髕骨血液供應(yīng)（正位）,二、膝關(guān)節(jié)的生物力學(xué),膝關(guān)節(jié)屈伸活動時其橫軸不斷變化，在股骨髁上形成一個“J”形曲線,傳統(tǒng)的膝關(guān)節(jié)屈伸理論,正常步態(tài)周期,站立相占整個步態(tài)周期的6065%單足負重，完全伸直，呈現(xiàn)“鎖扣”穩(wěn)定,正常步態(tài)中膝關(guān)節(jié)的運動,沿膝關(guān)節(jié)橫軸的屈伸活動沿關(guān)節(jié)縱軸線的旋轉(zhuǎn)活動,正常行走時膝關(guān)節(jié)為三維運動,膝關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)活動縱軸位置,日常生活膝關(guān)節(jié)活動度：Kettelkamp1973,步行67上臺階83下臺階90從椅子上站立93（105最好）,髕骨關(guān)節(jié)的作用,提供伸膝力矩（膝關(guān)節(jié)最后15伸直）完成扣鎖機制穩(wěn)定膝關(guān)節(jié),髕股關(guān)節(jié)的力學(xué)特點,膝關(guān)節(jié)屈伸過程中，髕股關(guān)節(jié)接觸面的變化情況,膝關(guān)節(jié)設(shè)計：股骨和脛骨幾何學(xué)、動力學(xué)特征膝關(guān)節(jié)設(shè)計手術(shù)：冠狀位下肢力線假體的內(nèi)外翻角度軸位線上的旋轉(zhuǎn)力線確定股骨假體的旋轉(zhuǎn)方向,膝關(guān)節(jié)假體設(shè)計及TKR中需要了解的問題,冠狀面,臨床描述：下肢機械軸通過膝關(guān)節(jié)中心（髖膝踝）實際上連接髖、踝關(guān)節(jié)中心線常常通過膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)股骨和脛骨的機械軸有1.3左右的內(nèi)翻夾角脛骨的機械軸與解剖軸相同股骨的機械軸與股骨解剖軸有約6的夾角,冠狀位下肢力線,軸位膝關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)定位,三、膝關(guān)節(jié)幾何學(xué)對膝關(guān)節(jié)假體設(shè)計的意義,基于二維膝關(guān)節(jié)運動理論設(shè)計的限制型及半限制型假體,19501970年代,完全限制型（鉸鏈?zhǔn)剑┫ゼ袤w,Walldius假體,Shiers假體,70年代以后,Cuepar假體,（法國1970年）,球心型假體1973美國Matthews和Kaufer,Sheehan假體（愛爾蘭人1971）,主要根據(jù)股骨髁及脛骨平臺的形狀特征進行設(shè)計對膝關(guān)節(jié)幾何學(xué)的把握限于平面二維概念較少考慮運動狀態(tài)下的膝關(guān)節(jié)生物力學(xué)模式,早期假體：限制型假體為主,非限制型假體,雙髁型假體（保留PCL）,雙髕型假體,HospitalofSpecialSurgery，1973年,Freeman-Swanson膝假體（1970年）,第一個PCL切除型假體,幾何型膝假體（美國Coventry）,解剖型膝假體,更接近膝關(guān)節(jié)解剖學(xué)特征設(shè)計的假體,考慮了膝關(guān)節(jié)的不對稱性力求接近膝關(guān)節(jié)的生理形狀,PCA型膝關(guān)節(jié)假體,國產(chǎn)全髁型（TCP）膝假體,國產(chǎn)解剖型（PCA）膝假體,全髁型膝假體（TCP）1973年美國Insall,低接觸應(yīng)力膝假體（LCS）,旋轉(zhuǎn)承重式膝假體,考慮了膝關(guān)節(jié)三維運動模式的膝關(guān)節(jié)假體,新一代膝關(guān)節(jié)假體,從模仿膝關(guān)節(jié)幾何特征轉(zhuǎn)向更多地考慮膝關(guān)節(jié)運動學(xué)特征基于假體設(shè)計本身的膝關(guān)節(jié)運動學(xué)、動力學(xué)設(shè)計,全髁型假體關(guān)節(jié)形合度好，應(yīng)力易從水平轉(zhuǎn)成垂直,過度屈膝，平臺與股骨后方骨皮質(zhì)抵觸，影響進一步活動,平臺后方平坦，屈膝時平臺前移，避免了平臺后緣與股骨碰撞,四、關(guān)于PS及PR假體PCLRetainingandPCLSubstitute,PR假體PCLRetaining,支持者認(rèn)為這種類型的假體可提高脛骨平臺后側(cè)的穩(wěn)定性，可潛在地減少關(guān)節(jié)面上的應(yīng)力向假體-骨界面間的傳導(dǎo)，并理論上使患者術(shù)后獲得一個正常的步態(tài),關(guān)于PR型假體的動力學(xué)沖突,膝關(guān)節(jié)幾何學(xué)特征使股骨髁在脛骨平臺上的運動與后交叉韌帶所要求的運動不一致要求單半徑運動的PCL與多半徑設(shè)計的股骨髁關(guān)節(jié)面使股骨髁在脛骨平臺上的運動發(fā)生沖突如果PCL使股骨髁后滾，而此時中凹型的脛骨平臺限制了股骨髁在其上的后滾運動，此時就會發(fā)生后關(guān)節(jié)面的撞擊現(xiàn)象并造成屈膝困難OA病例，軟骨退變后，90%的關(guān)節(jié)韌帶均已發(fā)生病理改變，失去完整的功能,保留PCL，平臺假體后半部弧度過大會導(dǎo)致屈膝時出現(xiàn)后方撞擊,翹翹板現(xiàn)象,PR假體的平衡,PCL的平衡標(biāo)準(zhǔn)：膝關(guān)節(jié)在整個屈伸運動中PCL緊張度相等12mm的切骨不當(dāng)即會影像PCL的平衡漸進松解反復(fù)測試松解時防止PCL完整性破壞PCL斷裂：改用PCL替代型假體PCL的存在影響后關(guān)節(jié)囊的松解,PS假體,后關(guān)節(jié)囊松解方便切骨可調(diào)范圍大術(shù)后膝關(guān)節(jié)活動度改善明顯適用于畸形較重的膝關(guān)節(jié)切骨量大,后穩(wěn)定型膝假體（Insall）,多半徑及單半徑膝假體膝關(guān)節(jié)屈伸比較,Scorpio膝關(guān)節(jié)任何屈曲狀態(tài)均保持側(cè)副韌帶緊張度一致,傳統(tǒng)的膝關(guān)節(jié)中度屈曲時側(cè)副韌帶松弛,KinkAngle(Albrecht),多半徑設(shè)計單半徑設(shè)計,Scorpio單半徑膝假體,傳統(tǒng)的多半徑假體,Scorpio單半徑假體,內(nèi)外側(cè)副韌帶有淺深兩層,內(nèi)外側(cè)副韌帶止點并非一個點而是一個面,外側(cè)副韌帶附著點相對集中,內(nèi)側(cè)副韌帶分布及屈伸時狀態(tài),外側(cè)副韌帶分布及屈伸時狀態(tài),五、TKR手術(shù)要點,膝關(guān)節(jié)置換時需要注意的關(guān)鍵問題,基于手術(shù)器械的截骨技術(shù)骨性對線及關(guān)節(jié)對位基于韌帶的平衡技術(shù)軟組織平衡技術(shù),骨性對線的獲得,充分理解下肢力線概念術(shù)前詳細了解膝關(guān)節(jié)畸形狀態(tài)了解手術(shù)器械準(zhǔn)確的切骨,冠狀面對線的獲得,股骨髁假體的旋轉(zhuǎn)定位,CTA,PCA,外科軸,臨床軸,不同作者測量的旋轉(zhuǎn)軸線的位置,CTAPCABerger男4.7女5.2男3.5女0.3Matsuda6Akagi7.44.2本組男7女64左右Berger認(rèn)為，內(nèi)上髁溝作為股骨假體的旋轉(zhuǎn)定位較準(zhǔn)確，重復(fù)性高,TKR手術(shù)中假體旋轉(zhuǎn)角度的定位絕大多數(shù)股骨假體旋轉(zhuǎn)定位以后髁線為準(zhǔn),TKR手術(shù)中假體旋轉(zhuǎn)角度的定位,常規(guī)：后髁線外旋3（外科軸為0旋轉(zhuǎn)）本組結(jié)果建議：外旋4（注意個體差異，必要時術(shù)中或術(shù)后測量）如果以內(nèi)外上髁臨床軸為準(zhǔn)，旋轉(zhuǎn)角度宜適當(dāng)減少（根據(jù)假體的類型選擇）前后軸與內(nèi)外上髁臨床軸基本垂直（1）旋轉(zhuǎn)對線范圍不應(yīng)超過臨床軸與外科軸夾角范圍（3-7）,股骨外髁發(fā)育不良后髁線定位不準(zhǔn)確內(nèi)外上髁軸外旋3-5股骨髁前后軸垂直于內(nèi)外上髁軸,TKR手術(shù)可供旋轉(zhuǎn)定位的軸線：后髁線內(nèi)外上髁軸前后軸,股骨假體旋轉(zhuǎn)角度與髕骨軌跡,增加外旋角度可明顯改善髕骨軌跡國外：股骨假體外旋超出生理范圍效果更好減少髕骨周圍軟組織平衡導(dǎo)致的缺血等并發(fā)癥,髕骨軌跡,髕骨的測試：NoThumbTest,膝內(nèi)翻脛骨外旋膝外翻脛骨內(nèi)旋股脛關(guān)節(jié)的接觸應(yīng)力髕骨軌跡,脛骨平臺旋轉(zhuǎn)位置,軟組織平衡技術(shù),膝關(guān)節(jié)解剖手術(shù)經(jīng)驗膝關(guān)節(jié)畸形程度,屈曲間隙平衡,SoftTissueBalanceinFlexion,伸直位間隙平衡,常規(guī)解剖軸面研究存在的問題及TKR手術(shù)的局限性,解剖平面與運動學(xué)平面并非吻合膝關(guān)節(jié)內(nèi)外髁并非平行運動由于脛骨旋轉(zhuǎn)其接觸面也不對稱股骨內(nèi)外髁長軸有夾角TKR手術(shù)截骨改變了膝關(guān)節(jié)的生理狀態(tài),韌帶與軸線的關(guān)系（foreignliterature）：外側(cè)