杨龙江,黄 浩,吕 奇,杨子肖,钟 超,蔡东峰,洪 嵩

    (遵义医科大学附属医院 骨科,贵州 遵义 563099)

    多年来,全膝关节置换术(total knee arthroplasty,TKA)对于膝关节终末期病变的疗效在国内外都已得到普遍认可[1-5],在适当的条件下,经充分筛选过后的患者有望在将来行日间关节置换手术[6-7]。虽然全膝关节置换术已日臻成熟,然而术后胫骨假体旋转对线不良对于手术预后尤其是髌股关节的影响却尤为深远。其中较为常见的并发症包括:膝前疼痛不适、髌骨运动轨迹不良而引起膝关节不稳定、骨折、缺血性骨坏死以及髌骨撞击、脱位等[8-9]。目前的研究发现,胫骨假体旋转对线不良是术后患者膝前疼痛和髌股关节应力异常的一个重要潜在原因[10-11]。在TKA中,由于胫骨假体旋转对膝关节运动以及关节接触力的影响尚未完全明确,所以关于术中假体的最佳旋转量仍具争议[12-13]。因此,量化胫骨假体旋转对髌股关节接触压的影响具有重大意义。我们通过计算机数值计算来获取与实体情况相近的数据结果,构建相应的数字模型以模拟人体真实情况进行研究[14-15]。Brekelmans等[16]于1972年首次提出有限元分析方法,为复杂的骨关节生物力学研究提供了崭新的思路。随着数值计算技术的发展,基于有限元方法的计算机模型分析已经成为研究膝关节生物力学的一种有效且广泛应用的方法[17],可用于表征日常活动中体内接触压力、面积等的变化[15, 18-19]。本研究的主要目的是了解胫骨假体的旋转对线对髌股关节接触压力的影响,通过有限元分析方法,建立胫骨假体相对股骨假体在不同旋转角度放置的TKA膝关节模型,并研究屈膝过程中髌股关节峰值接触压的变化情况。

    1 材料与方法

    1.1 材料

    1.1.1 膝关节假体 实验选用北京爱康宜诚医疗器械有限公司生产的A3高屈曲后稳定型膝关节假体,包括胫骨平台假体、聚乙烯垫片以及股骨髁假体。

    1.1.2 主要设备 SIEMENS 128排双源螺旋CT;GE 1.5T超导型磁共振机;计算机配置:DELLT7600工作站;CPU:至强E5-2670双核(16核32线程),2.6GHz;显卡:丽台Q2000显卡(1G显存);内存:64GDDR3;硬盘:2T。

    1.1.3 主要软件 Mimics软件,由MATERIALISE公司开发的一种医学影像控制系统;工作原理:根据各组织成像的灰度值不同,将CT或MRI的扫描数据构建成初步的三维模型,并按照一定的格式导出,与有限元等相关软件对接,方便下一步模型建立与分析 ......