《膝关节生物力学与人工膝关节置换ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《膝关节生物力学与人工膝关节置换ppt课件（85页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、一、膝关节功能解剖股骨髁股骨髁远端的骨性解剖端的骨性解剖胫骨近端骨性解剖骨近端骨性解剖膑 骨骨 骨骨 性性 解解 剖剖前后交叉前后交叉韧带胫骨平台骨平台处附着点附着点前交叉前交叉韧带在膝关在膝关节屈伸屈伸过程程中的收中的收缩、舒、舒张情况情况后交叉韧带在膝关节屈伸过程中的收缩、舒张情况髌骨血液供骨血液供应正位正位二、膝关节的生物力学膝关膝关节屈伸活屈伸活动时其横其横轴不断不断变化，在化，在股骨髁上构成一个股骨髁上构成一个“J形曲形曲线传统的膝关节屈伸实际传统的膝关节屈伸实际正常步正常步态周期周期站立相占整个步站立相占整个步态周期的周期的6065%单足足负重，完全伸直，呈重，完全伸直，呈现“锁扣
2、扣稳定定正常步态中膝关节的运动正常步态中膝关节的运动沿膝关节横轴的屈伸活动沿膝关节横轴的屈伸活动沿关节纵轴线的旋转活动沿关节纵轴线的旋转活动正正常常行行走走时膝膝关关节为三三维运运动膝膝关关节旋旋转活活动纵轴位位置置日常生活膝关节活动度：Kettelkamp1973步行步行6767上台上台阶8383下台下台阶90 90 从椅子上站立从椅子上站立9393105 105 最好最好髌骨关节的作用髌骨关节的作用提供伸膝力矩膝关提供伸膝力矩膝关提供伸膝力矩膝关提供伸膝力矩膝关节节最后最后最后最后1515伸直伸直伸直伸直完成扣完成扣完成扣完成扣锁锁机制机制机制机制稳稳定膝关定膝关定膝关定膝关节节髌股关节的
3、力学特点髌股关节的力学特点膝关膝关节屈伸屈伸过程中，程中，髌股关股关节接触面的接触面的变化情况化情况膝关节设计：膝关节设计：股骨和胫骨几何学、动力学特征膝关股骨和胫骨几何学、动力学特征膝关节设计节设计手术：手术：冠状位下肢力线假体的内外翻角度冠状位下肢力线假体的内外翻角度轴位线上的旋转力线确定股骨假体的轴位线上的旋转力线确定股骨假体的旋转方向旋转方向膝关节假体设计及膝关节假体设计及TKR中中需求了解的问题需求了解的问题冠状面冠状面临床描画：临床描画：下肢机械轴经过膝关节中心髋膝踝下肢机械轴经过膝关节中心髋膝踝实践上实践上衔接髋、踝关节中心线经常经过膝关节内侧衔接髋、踝关节中心线经常经过膝关节内
4、侧 股骨和胫骨的机械轴有股骨和胫骨的机械轴有1.3左右的内翻夹左右的内翻夹角角胫骨的机械轴与解剖轴一样胫骨的机械轴与解剖轴一样股骨的机械轴与股骨解剖轴有约股骨的机械轴与股骨解剖轴有约6的夹角的夹角 0TKR参照参照规范规范下肢力线经过下肢力线经过膝关节内侧膝关节内侧3内内倾实践力线实践力线6轴位膝关节旋转定位轴位膝关节旋转定位CTAPCA外科轴外科轴临床轴临床轴CTAPCA外科轴外科轴(钻孔线钻孔线)临床轴临床轴前后轴前后轴三、膝关节几何学三、膝关节几何学对膝关节假体设计的意义对膝关节假体设计的意义基于二维膝关节运动实际设计的基于二维膝关节运动实际设计的限制型及半限制型假体限制型及半限制型假体
5、19501970年代完全限制型铰链式膝假体WalldiusWalldius假体假体假体假体ShiersShiers假体假体假体假体70年代以后Cuepar 假体假体法国法国 1970年年球心型假体 1973 美国Matthews和KauferSheehan 假体爱尔兰人 1971 主要根据股骨髁及主要根据股骨髁及胫骨平台的外形骨平台的外形特征特征进展展设计 对膝关膝关节几何学的把握限于平面二几何学的把握限于平面二维概念概念 较少思索运少思索运动形状下的膝关形状下的膝关节生物生物力学方式力学方式早期假体：限制型假体早期假体：限制型假体为主主非限制型假体双髁型假体双髁型假体双髁型假体双髁型假体保管
6、保管保管保管PCLPCL双双双双髌髌型假体型假体型假体型假体Hospital of Special SurgeryHospital of Special Surgery， 1973 1973年年年年Freeman-Swanson膝假体膝假体 1970年年第一个第一个PCL切除型假体切除型假体几何型膝假体几何型膝假体 美国美国 Coventry解剖型膝假体解剖型膝假体更接近膝关节解剖学特征设计的假体更接近膝关节解剖学特征设计的假体思索了膝关节的不对称性思索了膝关节的不对称性力求接近膝关节的生理外形力求接近膝关节的生理外形PCA型型膝关膝关节假体假体国国产全髁型全髁型TCP膝假体膝假体国国产解剖型
7、解剖型PCA膝假体膝假体全髁型膝假体全髁型膝假体TCP1973年年 美国美国 Insall低接触低接触应力膝假体力膝假体LCS旋旋转承承重重式式膝膝假假体体思索了膝关思索了膝关节三三维运运动方式的膝关方式的膝关节假体假体新一代膝关节假体新一代膝关节假体从模拟膝关节几何特征转向更多地思索从模拟膝关节几何特征转向更多地思索膝关节运动学特征膝关节运动学特征基于假体设计本身的膝关节运动学、动基于假体设计本身的膝关节运动学、动力学设计力学设计全髁型假体关全髁型假体关节形合度好，形合度好，应力易从程度力易从程度转成垂直成垂直过度屈膝，平台与股骨后方骨皮度屈膝，平台与股骨后方骨皮质抵触，抵触，影响影响进一步
8、活一步活动平台后方平坦，屈膝平台后方平坦，屈膝时平台前移，平台前移，防止了平台后防止了平台后缘与股骨碰撞与股骨碰撞四、关于四、关于PS及及PR假体假体PCL Retaining and PCL SubstitutePR假体假体PCL Retaining支支持持者者以以为这种种类型型的的假假体体可可提提高高胫骨骨平平台台后后侧的的稳定定性性，可可潜潜在在地地减减少少关关节面面上上的的应力力向向假假体体-骨骨界界面面间的的传导，并并实际上上使使患患者者术后后获得一个正常的步得一个正常的步态关于关于PR型假体的动力学冲突型假体的动力学冲突 膝关节几何学特征使股骨髁在胫骨平台上的运膝关节几何学特征使股
9、骨髁在胫骨平台上的运膝关节几何学特征使股骨髁在胫骨平台上的运膝关节几何学特征使股骨髁在胫骨平台上的运 动与后交叉韧带所要求的运动不一致动与后交叉韧带所要求的运动不一致动与后交叉韧带所要求的运动不一致动与后交叉韧带所要求的运动不一致 要求单半径运动的要求单半径运动的要求单半径运动的要求单半径运动的PCLPCLPCLPCL与多半径设计的股骨髁与多半径设计的股骨髁与多半径设计的股骨髁与多半径设计的股骨髁 关节面使股骨髁在胫骨平台上的运动发生冲关节面使股骨髁在胫骨平台上的运动发生冲关节面使股骨髁在胫骨平台上的运动发生冲关节面使股骨髁在胫骨平台上的运动发生冲突突突突 假设假设假设假设PCLPCLPCLP
10、CL使股骨髁后滚，而此时中凹型的胫骨使股骨髁后滚，而此时中凹型的胫骨使股骨髁后滚，而此时中凹型的胫骨使股骨髁后滚，而此时中凹型的胫骨 平台限制了股骨髁在其上的后滚运动，此时平台限制了股骨髁在其上的后滚运动，此时平台限制了股骨髁在其上的后滚运动，此时平台限制了股骨髁在其上的后滚运动，此时就就就就 会发生后关节面的撞击景象并呵斥屈膝困难会发生后关节面的撞击景象并呵斥屈膝困难会发生后关节面的撞击景象并呵斥屈膝困难会发生后关节面的撞击景象并呵斥屈膝困难 OA OA OA OA病例，软骨退变后，病例，软骨退变后，病例，软骨退变后，病例，软骨退变后，90%90%90%90%的关节韧带均已发生的关节韧带均已
11、发生的关节韧带均已发生的关节韧带均已发生 病理改动，失去完好的功能病理改动，失去完好的功能病理改动，失去完好的功能病理改动，失去完好的功能保管保管PCL，平台假体后，平台假体后半部弧度半部弧度过大会大会导致屈致屈膝膝时出出现后方撞后方撞击翘翘板景象板景象PR假体的平衡 PCL的平衡规范：的平衡规范：膝关节在整个屈伸运动中膝关节在整个屈伸运动中PCL紧张度相等紧张度相等 12mm的切骨不当即会影像的切骨不当即会影像PCL的平衡的平衡 渐进松解渐进松解 反复测试反复测试 松解时防止松解时防止PCL完好性破坏完好性破坏 PCL断裂：改用断裂：改用PCL替代型假体替代型假体 PCL的存在影响后关节囊的
12、松解的存在影响后关节囊的松解PS假体 后关节囊松解方便后关节囊松解方便 切骨可调范围大切骨可调范围大 术后膝关节活动度改善明显术后膝关节活动度改善明显适用于畸形较重的膝关节适用于畸形较重的膝关节 切骨量大切骨量大后后稳定型膝假体定型膝假体 Insall多半径及多半径及单半径膝假体膝关半径膝假体膝关节屈伸比屈伸比较Scorpio膝 关 节任何屈曲形状均坚持侧副韧带紧张度一致传统的膝关节中度屈曲时侧副韧带松弛Kink Angle(Albrecht) 多半径设计多半径设计单半径设计单半径设计Scorpio单半径膝假体半径膝假体传统的多半径假体传统的多半径假体Scorpio单半径假体单半径假体内外侧副
13、韧带有浅深两层内外侧副韧带有浅深两层内外侧副韧带止点并非一个点内外侧副韧带止点并非一个点而是一个面而是一个面外侧副韧带附着点相对集中外侧副韧带附着点相对集中内侧副韧带分布及屈伸时形状内侧副韧带分布及屈伸时形状外侧副韧带分布及屈伸时形状外侧副韧带分布及屈伸时形状五、五、TKR手术要点手术要点膝关节置换时需求留意的关键问题膝关节置换时需求留意的关键问题基于手术器械的截骨技术骨性对线及基于手术器械的截骨技术骨性对线及关节对位关节对位基于韧带的平衡技术软组织平衡技术基于韧带的平衡技术软组织平衡技术骨性对线的获得骨性对线的获得充分了解下肢力线概念充分了解下肢力线概念充分了解下肢力线概念充分了解下肢力线概
14、念术前详细了解膝关节畸术前详细了解膝关节畸术前详细了解膝关节畸术前详细了解膝关节畸外形状外形状外形状外形状了解手术器械了解手术器械了解手术器械了解手术器械准确的切骨准确的切骨准确的切骨准确的切骨冠状面对线的获得冠状面对线的获得0TKR参照参照规范规范股骨髁假体的旋转定位股骨髁假体的旋转定位CTAPCA外科轴外科轴临临床床床床轴轴不同作者丈量的旋转轴线的位置不同作者丈量的旋转轴线的位置 CTA PCABerger 男男4.7女女5.2男男3.5 女女 0.3Matsuda 6Akagi 7.4 4.2本本组 男男7女女64左右左右Berger以以为，内上髁沟作，内上髁沟作为股骨假体的旋股骨假体的
15、旋转定位定位较准确，反复性高准确，反复性高TKR手术中假体旋转角度的定位手术中假体旋转角度的定位绝大多数股骨假体旋转定位以后绝大多数股骨假体旋转定位以后髁线为准髁线为准TKR手术中假体旋转角度的定位手术中假体旋转角度的定位常常规：后髁：后髁线外旋外旋33外科外科轴为00旋旋转本本组结果建果建议：外旋：外旋44留意个体差留意个体差别，必，必要要时术中或中或术后丈量后丈量假假设以内外上髁以内外上髁临床床轴为准，旋准，旋转角度宜适角度宜适当减少根据假体的当减少根据假体的类型型选择前后前后轴与内外上髁与内外上髁临床床轴根本垂直根本垂直11旋旋转对线范范围不不应超越超越临床床轴与外科与外科轴夹角角范范围
16、3-73-7 股骨外髁股骨外髁股骨外髁股骨外髁发发育不良后髁育不良后髁育不良后髁育不良后髁线线定位不准确定位不准确定位不准确定位不准确 内外上髁内外上髁内外上髁内外上髁轴轴外旋外旋外旋外旋3-53-5 股骨髁前后股骨髁前后股骨髁前后股骨髁前后轴轴垂直于内外上髁垂直于内外上髁垂直于内外上髁垂直于内外上髁轴轴TKR手术可供旋转手术可供旋转定位的轴线：定位的轴线：后髁线后髁线内外上髁轴内外上髁轴前后轴前后轴股骨假体旋转角度股骨假体旋转角度与髌骨轨迹与髌骨轨迹添加外旋角度可明显改善髌骨轨迹添加外旋角度可明显改善髌骨轨迹国外：股骨假体外旋超出生理范围国外：股骨假体外旋超出生理范围效果更好效果更好减少髌骨
17、周围软组织平衡导致的缺减少髌骨周围软组织平衡导致的缺血等并发症血等并发症髌骨轨迹髌骨轨迹髌骨的测试：髌骨的测试：No Thumb TestNo Thumb Test 膝内翻胫骨外旋膝内翻胫骨外旋膝内翻胫骨外旋膝内翻胫骨外旋 膝外翻胫骨内旋膝外翻胫骨内旋膝外翻胫骨内旋膝外翻胫骨内旋股胫关节的接触应力股胫关节的接触应力股胫关节的接触应力股胫关节的接触应力 髌骨轨迹髌骨轨迹髌骨轨迹髌骨轨迹胫骨平台旋转位置 软组织平衡技术软组织平衡技术膝关节解剖膝关节解剖手术阅历手术阅历膝关节畸形程度膝关节畸形程度屈曲间隙平衡Soft Tissue Balance in Flexion 伸直位间隙平衡伸直位间隙平衡常
18、规解剖轴面研讨存在的问题常规解剖轴面研讨存在的问题及及TKR手术的局限性手术的局限性解剖平面与运动学平面并非吻合解剖平面与运动学平面并非吻合膝关节内外髁并非平行运动膝关节内外髁并非平行运动由于胫骨旋转其接触面也不对称由于胫骨旋转其接触面也不对称股骨内外髁长轴有夹角股骨内外髁长轴有夹角TKR手术截骨改动了手术截骨改动了 膝关节的生理形状膝关节的生理形状韧带与轴线的关系韧带与轴线的关系foreign literature：外侧副韧带外侧副韧带LCL前交叉韧带前交叉韧带ACL内侧副韧带内侧副韧带MCL后交叉韧带后交叉韧带PCLLCLACLPCLMCL解剖平面研讨中的膝关节解剖平面研讨中的膝关节不对称
19、性不对称性下肢力线不经过膝关节中心固有偏下肢力线不经过膝关节中心固有偏下肢力线不经过膝关节中心固有偏下肢力线不经过膝关节中心固有偏距距距距股骨髁外翻角、膝关节外翻角股骨髁外翻角、膝关节外翻角股骨髁外翻角、膝关节外翻角股骨髁外翻角、膝关节外翻角胫骨平台内翻角、后倾角胫骨平台内翻角、后倾角胫骨平台内翻角、后倾角胫骨平台内翻角、后倾角伸膝安装及伸膝安装及伸膝安装及伸膝安装及QQ角角角角股骨前倾角、颈干角股骨前倾角、颈干角股骨前倾角、颈干角股骨前倾角、颈干角传导负荷，参与活动，保管动量，提传导负荷，参与活动，保管动量，提传导负荷，参与活动，保管动量，提传导负荷，参与活动，保管动量，提供力偶供力偶供力偶供力偶
