摘要：目的基于体表大数据构建我国中青年下肢冠状面力线不良预测模型,为临床工作提供更加快速、准确的下肢冠状面力不良预测方法。方法采用横断面研究设计方案,筛选陆军军医大学第一附属医院运动医学中心2022年5月至2023年12月收治的915例膝关节半月板撕裂患者的病历资料,测量其下肢冠状面力线(简称下肢力线)。按照下肢力线分级标准将915例患者分中立位下肢力线及下肢力线不良两组,按照7∶3随机分为训练集和验证集。分析训练集性别、年龄及体表大数据(包括BMI、下肢长、双膝距、双踝距、皮下脂肪厚度)的7项指标用于预测下肢力线不良的价值,建立Logistic回归模型并使用列线图对模型进行可视化,使用校准曲线、ROC曲线和DCA曲线评估模型对下肢力线不良的诊断效能。结果训练集640例,其中男性299例,女性341例,中位年龄41.5岁;验证集275例,其中男性128例,女性147例,中位年龄41.0岁。训练集中中立位下肢力线和下肢力线不良两组间的性别、年龄、BMI等7项指标之间的差异均有统计学意义(P<0.01)。多因素Logistic回归构建了含BMI[(24.31±3.58)kg/m^(2);OR=1.12,95%CI:1.06~1.19,P<0.001]、下肢长[82.00(78.00~87.00)cm;OR=0.95,95%CI:0.92~0.98,P=0.002]、双膝距[30.00(16.00~45.25)mm;OR=1.06,95%CI:1.05~1.07,P<0.001]、双踝距[23.00(18.00~30.00)mm;OR=0.98,95%CI:0.96~1.00,P=0.078]、性别[男性299(46.72%);OR=0.70,95%CI:0.46~1.06,P=0.089]的预测模型,模型预测下肢力线不良的受试者操作曲线下面积(area under the subject curve,AUC)在训练集和验证集中分别为0.808、0.770。结论基于体表大数据,初步构建我国中青年下肢力线不良预测模型,其对于下肢力线不良的诊断效能较高。

摘要：目的调查分析陆军空中突击部队索降训练伤的发生情况及危险因素,为训练伤的防控提供依据。方法本研究采用病例-对照研究设计方案,于2022年9月对某部官兵进行训练伤问卷调查。统计索降训练伤的发生情况及特点,根据是否存在训练伤将被试者分为训练伤组与对照组。从两组被试者一般情况、身体素质、训练前受伤及训练后受伤情况等方面分析索降训练伤的危险因素。结果本研究纳入数据分析303例,其中索降训练伤发生115例(训练伤组,37.95%),对照组188例。训练伤高发部位依次为踝关节(19.72%)、膝关节(15.49%)和腕关节(13.15%)。Logistic回归分析显示军龄(95%CI:1.011~1.209,P=0.028)、独生子(95%CI:1.541~4.578,P=0.000)、仰卧起坐成绩(95%CI:0.922~0.970,P=0.000)和3000 m跑成绩(95%CI:1.001~1.010,P=0.029)是索降训练伤发生的独立危险因素。结论独生子、核心肌力和有氧耐力不足以及较年长的空中突击部队官兵更易发生索降训练伤。

摘要：增材制造多孔结构具有优良的力学仿生和促骨长入性能,支持骨科植入假体在体内的长期稳定。本研究采用三周期极小曲面(TPMS)法和电子束熔融技术(EBM)设计并制备了仿骨小梁多孔结构,通过微计算机断层扫描技术(Micro-CT)和力学疲劳实验研究它们的孔隙特性、机械力学和疲劳性能,提出了一套新颖的适用于骨科植入假体的选用方法,以满足孔隙连通、力学稳定和高周疲劳寿命的需求。Micro-CT和扫描电镜(SEM)表征发现,单元尺寸≥1.5 mm的多孔支架具有仿生的孔径(748μm)和良好的孔隙连通性;TPMS-Gyroid支架的力学稳定性和可靠性优于TPMS-Diamond支架,所建立的Gibson-Ashby方程可为钛合金多孔支架的设计提供力学性能预测;支架在应力水平为0.2时的疲劳寿命>106次,满足植入材料的长期安全使用要求,其弹性模量与人体松质骨的弹性模量相似(0.1~1.1 GPa)。疲劳行为的研究还发现,疲劳棘轮和疲劳损伤是引发多孔支架失效的主要原因。在设计金属多孔支架结构时,可通过增大支架单元尺寸来减少裂纹萌生的缺口数量,有助于提高支架的疲劳寿命。

摘要：随着激光增材制造技术的快速发展,具有轻质高强和性能可控的点阵结构成为航空航天、骨科医疗等领域的研究热点。三周期极小曲面(TPMS)点阵结构的平均曲率为零,具有消除应力集中和提高结构强度的优点,是轻量化多功能结构材料的理想候选者。本团队采用一种新的曲面偏移方法设计了金刚石(Diamond)、初始晶格(Primitive)、螺旋二十四面体(Gyroid)和体心立方(I-WP)4种TPMS点阵结构,并采用选区激光熔化(SLM)完成了Ti-6Al-4V样件的制备,同时建立了基于Johnson-Cook的有限元仿真模型。点阵结构的仿真结果在受载进程的线性增长、应力降、应力平台各阶段均还原了实验过程,证明了有限元仿真模型的良好预测性,揭示了优化点阵结构在压缩过程中表现出的逐层坍塌的变形行为和连续塑性断裂模式。得益于曲面偏移设计产生的截面系数增加,4种TPMS点阵结构的压缩性能和能量吸收都获得了较大提升,其中I-WP点阵结构的强度提升了244.9%,能量吸收提升了312.7%。

摘要：为满足肢体矫形机器人在矫治过程中对跨区间刚度动态调整的迫切需要,借鉴凸轮和斜劈滑块变刚度原理,创新地提出了一种基于斜劈凸轮的新型可重构线位移变刚度关节。阐明了通过调整斜劈凸轮机构组数、弹簧刚度、斜劈下降距离,实现关节刚度重构的工作原理,并以此开展关节系统设计。揭示了关节主、被动变刚度机制,构建了关节等效刚度模型。借助数值分析软件,建立了关节变刚度理论数学模型,研究了关节等效输出刚度和输出力的分布特性。建立了关节虚拟样机模型,开展了关节性能仿真,验证了关节刚度理论模型的正确性。将所设计变刚度关节应用于肢体矫形机器人,关节等效输出刚度在34.08~2762.64 N·mm^(-1)间调整时,矫形机器人刚度可在689.94~6250.41 N·mm^(-1)间调控,满足畸形矫治作业需求。

摘要：目的明确自行设计胫骨骨膜-骨复合体移植治疗HeppleⅤ期距骨软骨损伤(OLTs)的中长期随访结果。方法分析2011年10月至2019年1月在陆军军医大学第一附属医院运动医学中心接受治疗的30例HeppleⅤ期OLTs患者的临床资料。其中男19例,女11例,年龄(40±11)岁。对患者进行自体胫骨骨膜-骨复合体移植治疗,进行至少2年的随访,对比分析患者术前及术后随访的足踝关节预后评分(FAOS)、美国骨科足踝关节协会(AOFAS)踝后足评分、疼痛视觉模拟评分(VAS)、简化症状评估(SSE)和影像学结果。结果患者平均随访63.9个月(24~110个月),29例(96.7%)患者疗效满意。末次随访时,患者FAOS由术前的(53.5±6.2)分升至(88.4±6.6)分,AOFAS从术前(61.6±8.2)分升至(90.8±6.8)分,VAS评分由(4.3±0.2)分降至(0.7±0.7)分,以上指标前后差异均有统计学意义(均P<0.01)。术前SSE评分14例为差(46.7%),16例(53.3%)为一般,末次随访时,优23例(76.7%),良6例(20%),一般1例(3.3%)。影像学检查显示25例(83.3%)囊变治愈,表面的修复组织表现出良好的软骨缺损填充,随着时间的推移未发现退变的迹象。然而,与正常关节软骨相比,所有修复组织均表现出不同程度的异质信号。结论自体胫骨骨膜-骨复合体移植治疗HeppleⅤ期OLTs是一种安全、可行的方法,中远期临床效果确切。

摘要：目的探讨个性化三维打印距骨假体治疗塌陷性距骨坏死的早期临床效果。方法回顾性分析2016年3月至2019年8月陆军军医大学第一附属医院骨科运动医学中心收治的8例采用个性化三维打印距骨假体进行假体置换治疗的严重距骨塌陷性坏死患者的临床资料。患者均为男性,平均年龄38.0岁(范围:22~65岁)。左侧距骨塌陷5例,右侧3例,病程29.7周(范围:6~96周)。采集对侧健康距骨骨性CT数据进行镜像设计,采用电子束三维打印技术制备假体。距骨体部假体采用钛合金材料(Ti6Al4V),胫距关节距骨侧关节面假体采用钴铬钼合金材料(Co-Cr-Mo),并对距下关节面进行微孔处理。术前通过数字化三维有限元分析与实体对比,测量假体的解剖匹配性。手术采用踝正中长切口,完整取出塌陷坏死距骨,植入上述假体。患者术后3、6、12个月于门诊复查。收集患者手术前后的踝关节活动范围、影像学数据、疼痛视觉模拟评分和美国足踝外科学会(AOFAS)踝-后足评分及术后足底压力分布相关参数。多次测量资料的比较采用重复测量方差分析,两两比较采用配对样本t检验。结果所有患者的距骨假体解剖结构与对侧健康距骨完全一致,适配性良好,切口均Ⅰ期愈合,无手术相关并发症发生,术后随访23.2个月(范围:12~48个月)。患者术前踝关节背伸角度为(7.6±5.7)°,术后12个月时为(14.2±6.6)°(t=-2.67,P=0.03);术前踝关节跖屈角度为(22.0±9.9)°,术后12个月时为(29.2±8.7)°(t=-8.95,P<0.01)。术前疼痛视觉模拟评分为[M(QR)]3.0(0.8)分,术后3个月为2.5(1.0)分,术后6个月为1.5(1.0)分,术后12个月为1.0(1.0)分(F=20.00,P<0.01)。术前AOFAS踝-后足评分为(26.3±6.6)分,术后3个月为(70.1±2.2)分,术后6个月为(76.0±3.4)分,术后12个月为(79.3±4.2)(F=56.81,P<0.01)。末次随访时,患者影像学检查均示假体位置稳定,无下沉迹象,无需行二期踝关节融合或翻修术,距骨高度为(34.6±3.5)mm,与术前高度(27.6±6.0)mm的差异有统计学意义(t=2.94,P=0.02);健侧足底压力为(350.6±29.6)N,最大压力为(629.9±26.1)N、患侧的足底压力为(212.3±9.7)N,最大压力为(521.4±14.4)N;健侧前、后足负荷分别为(38.1±2.8)%、(24.6±2.5)%,患侧分别为(11.5±2.0)%、(21.1±1.8)%。结论个性化三维打印距骨假体能恢复正常距骨的解剖以恢复踝关节的活动功能,减轻患者疼痛及提高患者生活质量,早期临床疗效较好,对于足底压力的影响主要在于健侧负重增加和患侧重心后移。

摘要：目的设计一种新的MRI扫描方法,为分歧韧带损伤的临床诊断提供影像学参考。方法使用Amira 5.2.2软件对5具尸体的10例分歧韧带中国数字化人体(CVH)数据进行分割和三维重建,研究分歧韧带大体形态,并对分歧韧带长度、宽度、厚度、走行角度等参数进行测量,参考测量的韧带走行角度,设计出可以完整呈现分歧韧带的斜矢状位和斜轴位扫描方法。随后选择陆军军医大学第一附属医院7例患者的10例分歧韧带行斜矢状位和斜轴位MRI扫描,并对MRI图像进行分析和比较,反证新的MRI扫描方法的有效性。结果新的MRI扫描方法可以在斜矢状位、斜轴位上良好地呈现出分歧韧带跟舟支;斜矢状位上的跟骰支呈现良好,但在斜轴位上表现不佳。断面三维重建和MRI图像上测量所得的分歧韧带跟骰支长度、宽度、厚度比较差异无统计学意义(P>0.05),而跟舟支只在远端宽度上存在统计学差异(P0.05)。从形态上看,跟舟支有扇状和索状两种形态,跟骰支较跟舟支更短、更薄、也更规则。结论基于数字化人体断面解剖三维重建模型设计的MRI扫描方法可以良好地呈现分歧韧带。