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(yuǎn)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(tái)處附著點(diǎn),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(dòng)時(shí)其橫軸不斷變化，在股骨髁上形成一個(gè)“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(gè)步態(tài)周期的6065%單足負(fù)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(yùn)動(dòng),沿膝關(guān)節(jié)橫軸的屈伸活動(dòng)沿關(guān)節(jié)縱軸線的旋轉(zhuǎn)活動(dòng),正常行走時(shí)膝關(guān)節(jié)為三維運(yùn)動(dòng),膝關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)活動(dòng)縱軸位置,日常生活膝關(guān)節(jié)活動(dòng)度：Kettelkamp1973,步行67上臺(tái)階83下臺(tái)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(jī)制穩(wěn)定膝關(guān)節(jié),髕股關(guān)節(jié)的力學(xué)特點(diǎn),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(jì)：股骨和脛骨幾何學(xué)、動(dòng)力學(xué)特征膝關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)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(jì)及TKR中需要了解的問題,冠狀面,臨床描述：下肢機(jī)械軸通過膝關(guān)節(jié)中心（髖膝踝）實(shí)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(jī)械軸有1.3左右的內(nèi)翻夾角脛骨的機(jī)械軸與解剖軸相同股骨的機(jī)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(duì)膝關(guān)節(jié)假體設(shè)計(jì)的意義,基于二維膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)理論設(shè)計(jì)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(guó)1970年）,球心型假體1973美國(guó)Matthews和Kaufer,Sheehan假體（愛爾蘭人1971）,主要根據(jù)股骨髁及脛骨平臺(tái)的形狀特征進(jìn)行設(shè)計(jì)對(duì)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(yùn)動(dòng)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(gè)PCL切除型假體,幾何型膝假體（美國(guó)Coventry）,解剖型膝假體,更接近膝關(guān)節(jié)解剖學(xué)特征設(shè)計(jì)的假體,考慮了膝關(guān)節(jié)的不對(duì)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(guó)產(chǎn)全髁型（TCP）膝假體,國(guó)產(chǎn)解剖型（PCA）膝假體,全髁型膝假體（TCP）1973年美國(guó)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)學(xué)特征基于假體設(shè)計(jì)本身的膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì),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(tái)與股骨后方骨皮質(zhì)抵觸，影響進(jìn)一步活動(dòng),平臺(tái)后方平坦，屈膝時(shí)平臺(tái)前移，避免了平臺(tái)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(tái)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(gè)正常的步態(tài),關(guān)于PR型假體的動(dòng)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(tái)上的運(yùn)動(dòng)與后交叉韌帶所要求的運(yùn)動(dòng)不一致要求單半徑運(yùn)動(dòng)的PCL與多半徑設(shè)計(jì)的股骨髁關(guān)節(jié)面使股骨髁在脛骨平臺(tái)上的運(yùn)動(dòng)發(fā)生沖突如果PCL使股骨髁后滾，而此時(shí)中凹型的脛骨平臺(tái)限制了股骨髁在其上的后滾運(yùn)動(dòng)，此時(shí)就會(huì)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(tái)假體后半部弧度過大會(huì)導(dǎo)致屈膝時(shí)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(gè)屈伸運(yùn)動(dòng)中PCL緊張度相等12mm的切骨不當(dāng)即會(huì)影像PCL的平衡漸進(jìn)松解反復(fù)測(cè)試松解時(shí)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(dòng)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(shí)側(cè)副韌帶松弛,KinkAngle(Albrecht),多半徑設(shè)計(jì)單半徑設(shè)計(jì),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(diǎn)并非一個(gè)點(diǎn)而是一個(gè)面,外側(cè)副韌帶附著點(diǎn)相對(duì)集中,內(nèi)側(cè)副韌帶分布及屈伸時(shí)狀態(tài),外側(cè)副韌帶分布及屈伸時(shí)狀態(tài),五、TKR手術(shù)要點(diǎn),膝關(guān)節(jié)置換時(shí)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(duì)線及關(guān)節(jié)對(duì)位基于韌帶的平衡技術(shù)軟組織平衡技術(shù),骨性對(duì)線的獲得,充分理解下肢力線概念術(shù)前詳細(xì)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(duì)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(cè)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(gè)體差異，必要時(shí)術(shù)中或術(shù)后測(cè)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(duì)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(guó)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(cè)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(tái)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(yàn)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(yùn)動(dòng)學(xué)平面并非吻合膝關(guān)節(jié)內(nèi)外髁并非平行運(yùn)動(dòng)由于脛骨旋轉(zhuǎn)其接觸面也不對(duì)稱股骨內(nèi)外髁長(zhǎng)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)