摘要：目的 :采用现实虚拟互动技术及有限元分析法,探讨膝关节后交叉韧带双束重建术中股骨隧道合理定位及重建术后移植物固定膝关节力学响应。方法:取新鲜冰冻膝关节标本5具,用实验与计算机仿真相结合的方法,重建膝关节三维计算机模型,以实验获得的外部结构运动指标操纵此模型,真实再现人体膝关节屈伸运动。分析模型内部股骨与胫骨关节面在此运动过程中的空间位置变化情况,分别在后交叉韧带前外侧束(ALB)和后内侧束(PMB)股骨端附丽区选取前、后、中、近、远10个测试点,选取胫骨端止点中点,利用软件Geomagic计算连接两关节面各两点间的长度变化。将模型导入软件Ansys,采用四面体单元建立起股骨-胫骨复合体的有限元模型,模拟人体行走中单腿着地情况对模型施加自身体重冲击载荷,分析关节面的受力情况。结果:计算机还原出各运动角度下膝关节骨性结构的空间形态,软件Geomagic的几何计算功能能准确测量股骨各点与胫骨止点间在关节内的长度变化,ALB和PMB相同测试点在不同角度所得关节面两点间长度变化平均值间有显著性差异(P0.05);PMB各点中以B3点变化最小(1.95±0.04)mm,B1变化最大(5.23±2.21)mm,只有A2、A3和B3点变化范围在2 mm以内。结论 :通过计算机技术能够建立可供分析测量的膝关节模型,能准确的对交叉韧带的长度进行测量。在后交叉韧带双束重建中,前外侧束应以其股骨附丽区上缘的中点(即近测试点)为中心钻孔;后内侧束应以其股骨附丽区上缘(即近测试点)为中心钻孔建立股骨骨隧道。模型为进一步评价重建等长点偏差对术后移植物固定力学环境影响的研究提供基础。

摘要：目的:探讨金属对金属大头(ASRTMXL)全髋关节置换术的早期疗效和临床体会,以及该技术的安全性和有效性。方法:2007年1月至2008年3月,采用金属对金属大头全髋关节置换术治疗37例(39髋)髋关节疾患,男24例,女13例;年龄43～75岁,平均58.5岁。其中股骨头坏死14例、骨性关节炎2例、新鲜股骨颈骨折18例、先天性髋关节发育不良3例。结合手术前后患者髋关节功能检查、Harris评分及X线分析,对金属大头全髋的临床应用特点进行分析。结果:术后患者伤口均Ⅰ期临床愈合,无早期并发症发生。37例(39髋)均获随访,随访时间12～19个月,平均16.5个月。术后X线片显示关节假体位置良好,肢体长度及股骨偏心距基本恢复正常。髋关节活动度得到大幅改善,前屈由(20.1±8.2)°增加到(85.7±9.8)°(t=32.86,P<0.01),外展由(10.2±4.4)°增加到(41.5±9.1)°(t=19.34,P<0.01),内收由(16.3±8.8)°增加到(40.3±10.4)°(t=11.00,P<0.01),外旋由(12.3±5.2)°增加到(42.0±7.7)°(t=19.96,P<0.01),内旋由(3.4±1.1)°增加到(23.0±9.8)°(t=12.41,P<0.01)。Harris髋关节评分从术前(39.3±5.6)分提高到最后随访的(91.4±10.3)分(t=27.75,P<0.01)。结论:金属对金属大头全髋假体设计具有臼杯变形小、磨损率低、活动范围大、脱位发生率低等特点。其为治疗术后活动量要求较高的髋关节疾病如股骨头缺血性坏死、骨关节炎、股骨颈骨折、髋发育不良患者提供了一种新的有价值的手术方式。

摘要：目的:探讨陶瓷对金属人工全髋关节置换术的早期疗效和临床体会。方法:2007年2月～2009年1月,采用陶瓷对金属人工全髋关节置换术治疗26例(31髋)髋关节疾患,男11例,女15例。年龄41～75岁,平均54.5岁。其中股骨头坏死14例17髋,髋关节骨关节炎4例5髋,新鲜股骨颈骨折(GardenⅣ型)3例3髋,先天性髋关节发育不良3例3髋,类风湿性关节炎2例3髋。结合手术前后患者髋关节X线检查、髋关节功能检查及Harris评分,对陶瓷对金属人工全髋关节的临床应用特点进行分析。结果:术后患者伤口均一期临床愈合,无早期并发症发生。26例(31髋)获随9～12个月,平均随访10.5个月,术后X线片显示关节假体位置正确,髋关节活动度大幅改善,Harris评分显著提高。结论:陶瓷对金属人工髋假体设计具有臼杯变形小、磨损率低、活动范围大、脱位发生率低等特点。其为治疗术后活动量要求较高的髋关节疾病如股骨头缺血性坏死、骨关节炎、股骨颈骨折、先天髋发育不良、类风湿关节炎患者提供了一种新的有价值的手术方式。

摘要：有限元法（finite element method，FEM）是在工程科学技术领域广泛应用的解析方法，是解决复杂工程学问题的必备工具之一。对人体力学行为进行有限元数值模拟已成为深化对人体认识的一种有效手段，通过对实验条件的控制，更准确地模拟体内的力学情况，已显示出极大的优越性。应用FEM对全髋关节置换术（total hip arthroplasty，THA）生物力学机制进行精确深入的研究，可以有效地指导个体化假体的设计、置换及相关疗效分析。

摘要：目的从生物力学角度，采用三维有限元方法，探讨关节囊韧带重建对髋关节的稳定机制。方法利用功能强大的有限元分析软件Unigraphics NX2．0和SolidWorks 2006构建出包括坐股韧带重建的全髋关节置换术（total hip arthroplasty，THA）三维有限元模型，模拟坐位腿交叉动作载荷，获取假体脱位过程的角活动度和相应的阻力矩值。结果所构建坐股韧带为多体连接非线性、大界面划移、高弹性的结构模型，客观反映坐股韧带真实解剖形态及其生物力学行为。增加坐股韧带重建的模型与仅有金属的模型相比，降低了撞击点和脱位点峰应力分别为17％和31％。峰阻力矩增加了57％，并提供了2．29倍的稳定性。结论坐股韧带作为髋关节后方关节囊一个确切的解剖结构，对后方稳定装置的力学完整性起到重要的作用，髋关节成形术中应该重建髋关节囊韧带。

摘要：目的探讨经髋臼长螺钉固定骨性钉道的安全进钉区。方法选取10具成年男性半骨盆,每个半骨盆分成髂前区、髂后区、耻骨区和坐骨区并断层。通过断层的边界参数建立三维模型,利用计算机C语言辅助程序计算全钉道在骨性区域内的钉道参数,形成钉道线的集合,钉道线在髋臼上的交点形成点阵,这些点阵的集合代表了髋臼区进钉的位置。在髋臼球中心建立三维坐标系,建立间隔15°的经纬线以定义和描述点阵所分布的区域。结果所构建的骨盆四个分区三维模型逼真反映髋臼的真实几何形态。髂前区、髂后区、耻骨区和坐骨区各自允许长达60 mm、100mm、50 mm及40 mm的螺钉安全固定,进钉区分别位于经线方向60°到150°、纬线0°到30°的区域,经线60°到150、纬线0°到75°的区域,经线-15°到45°、纬线0°到45°的区域及经线-75°到-150°、纬线0°到30°的区域。结论髋臼四个分区均能获得临床满意的长螺钉钉道安全区域,有助于指导全髋翻修术的长螺钉固定以及假体改良设计。

摘要：目的介绍全髋关节置换术三维有限元模型的构建,并通过有限元分析探讨相关的生物力学意义。方法采用功能强大的有限元构建分析软件SolidWorks2006,通过对髋关节假体结构进行拆分,分别将4个部分构建后生成体积进而建立全髋关节假体的三维有限元模型,利用COSMOSWorks2006软件进行计算,采用完全程序自动划分方法,共划分17195个结点、11062个单元,分析模拟坐立位腿交叉动作载荷,髋关节假体的应力分布情况。结果所构建的人工髋关节假体三维有限元模型,逼真反映全髋关节置换术的真实几何形态及其生物力学。结论人工髋关节假体三维有限元模型的构建,可以为进行髋关节置换术的生物力学行为以及进行假体优化设计相关力学基础研究提供精确模型。

摘要：目的 应用有限元分析技术探究3枚空心钉联合Y型内侧支撑钢板治疗青壮年PauwelsⅢ型股骨颈骨折的生物力学特性,为临床应用提供参考。方法 采集股骨三维CT,建立青壮年PauwelsⅢ型股骨颈骨折三维模型;建立3种内固定模型(3枚空心钉、3枚空心钉联合1/3管型内侧支撑钢板及3枚空心钉联合Y型内侧支撑钢板),通过有限元分析模型,对不同内固定方式所对应的内固定应力分布及峰值,内固定与股骨的位移分布及峰值进行分析。结果 3种内固定方式下内固定应力均分布于股骨颈骨折断端周围,3枚空心钉内固定应力峰值为40.98 MPa,3枚空心钉联合1/3管型内侧支撑钢板固定时空心钉、钢板及配套螺钉应力峰值分别为28.92 MPa、22.58 MPa、51.13 MPa,3枚空心钉联合Y型内侧支撑钢板时空心钉、钢板及配套螺钉应力峰值分别为29.66 MPa、45.50 MPa、63.65 MPa。3种内固定方式中股骨的最大位移均集中在股骨头顶端,3枚空心钉、联合1/3管型支撑钢板、联合Y型支撑钢板固定股骨位移峰值分别为0.93 mm、0.68 mm及0.60 mm,内固定位移峰值分别为0.87 mm、0.65 mm及0.56 mm。结论 对于青壮年PauwelsⅢ型股骨颈骨折,3枚空心钉联合Y型内侧支撑钢板内固定的生物力学性能优于单纯3枚空心钉及3枚空心钉联合1/3管型内侧支撑钢板,是值得推荐的固定方式。

摘要：目的研究全髋关节假体安装参数、不同头颈直径比和颈干角对假体撞击和髋关节活动范围的影响,分析髋臼杯位相安全范围及杯颈前倾角优化组合。方法建立人工全髋关节三维可视化计算机模型,将同时满足髋关节屈曲≥110°、屈曲90°内旋≥30°、后伸≥30°、外旋≥40°定义为日常生活活动范围普通标准,而将屈曲≥120°、屈曲90°内旋≥45°、后伸≥30°、外旋≥40°定义为严格标准,头颈比变化范围为2.00～2.92,股骨假体前倾角变化范围为0°～30°,髋臼假体外展角变化范围为10°～60°,髋臼前倾角变化范围为0°～70°,颈干角设定为130°和135°;计算满足上述两种活动范围,臼杯外展角每变化5°,相应的髋臼假体前倾角安装参数,并对数据进行分析。结果头颈比>2.37时,安全范围面积增大明显;严格标准条件下的安全范围比普通标准的小。颈干角130°,普通标准和严格标准活动度下,髋臼杯前倾角(Y)与股骨假体前倾角(X)的关系分别为Y1=-0.8164X1+41.914,Y2=-0.8028X2+47.094;允许的最小髋臼外展角(IAmin)和头颈比(HNR)的关系分别为IAmin'1=168.13HNR1-2.504,IAmin'2=213.79HNR2-2.272;当颈干角从135°移向130°,杯安全范围移向杯前倾角较小的区域,面积也有所减小。结论髋臼杯位相安全范围随着头颈比增大而增大;头颈比>2.37是比较合适的。髋关节活动范围要求越高,臼杯位相安全范围就越小,但可以通过增大头颈比来纠正。允许的最小髋臼外展角随着头颈比增大而变小;杯前倾角与股骨前倾角呈负相关。颈前倾角的增大和颈干角的变小均使得杯安全范围移向杯前倾角较小的区域,杯外展角随着颈干角增大而变小。