國人內(nèi)側(cè)旋轉(zhuǎn)中心膝關(guān)節(jié)假體的設(shè)計及相關(guān)運動學(xué)分析.pdf

1、第一部分 適合國人股骨遠端截面及股骨外旋角度的膝關(guān)節(jié)假體設(shè)計 目的：根據(jù)國人股骨遠端截骨面及根據(jù)國人的股骨遠端截面和股骨遠端外旋角度放置的研究，根據(jù)國人解剖特點進行修改設(shè)計。 方法：回顧研究國人股骨遠端截骨面及根據(jù)國人的股骨遠端截面和股骨遠端外旋角度放置的數(shù)據(jù)，提出以國人解剖基礎(chǔ)設(shè)計的膝關(guān)節(jié)假體股骨組件，利用Imageware軟件(Unigrahics solutions公司，美國)，根據(jù)膝關(guān)節(jié)假體原型，和國人解

2、剖特點進行修改設(shè)計。 結(jié)果：設(shè)計的股骨假體包括優(yōu)化股骨前后徑和左右徑的比值，在相同前后徑的條件下增大左右徑，按測量的中值擴大1.207倍；股骨外旋角度的優(yōu)化，增大股骨外旋角度為5°，采用Build-in的方式，增加股骨外后髁的厚度來優(yōu)化股骨外旋角度。 結(jié)論：優(yōu)化膝關(guān)節(jié)股骨原型假體的前后徑/左右徑比值，在相同的前后徑情況下，將左右徑擴大到原來的1.207倍。選用build-in的方式增加股骨外后髁厚度，使外旋為5°。

3、 第二部分 適合國人脛骨截面脛骨托假體設(shè)計及脛骨托莖的優(yōu)化 目的：根據(jù)國人脛骨近端截骨面解剖研究，以國人解剖基礎(chǔ)設(shè)計的膝關(guān)節(jié)假體脛骨托。 方法：根據(jù)國人脛骨近端截骨面解剖研究，以及不同脛骨托莖的固定特點和內(nèi)側(cè)旋轉(zhuǎn)中心假體的要求，提出以國人解剖基礎(chǔ)設(shè)計的膝關(guān)節(jié)假體脛骨托和脛骨莖的設(shè)計，利用Imageware軟件(Unigraphics solutions公司，美國)，根據(jù)假體原型，進行設(shè)計。 結(jié)果：國人脛

4、骨近端截骨面前后徑/左右徑比值較現(xiàn)有進口假體大，我們選取中值0.716，在相同脛骨左右徑條件下，增大前后徑1.07倍；交叉型莖能更好的分散負荷，內(nèi)側(cè)骨質(zhì)吸收更為常見，為此在內(nèi)側(cè)增加一個翼。 結(jié)論：優(yōu)化脛骨假體原型前后徑擴大1.07倍，脛骨莖內(nèi)側(cè)增加一個翼。 第三部分 脛股關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)旋轉(zhuǎn)中心屈伸運動的優(yōu)化設(shè)計 目的：通過對自然膝的運動學(xué)研究，設(shè)計出模仿自然膝運動內(nèi)側(cè)旋轉(zhuǎn)中心屈曲運動的假體。利用Imagewar

5、e軟件(Unigraphics solutions公司，美國)，在軟件上反求出脛骨襯墊的形狀。 方法：利用Imageware軟件(Unigraphics solutions公司，美國)，脛骨被初始為平面，在正上方成型。在屈曲0°，股骨部件嵌入脛骨表面6mm，應(yīng)用邏輯剪影產(chǎn)生脛骨凹陷。股骨部件屈曲，向后移位，并且以內(nèi)側(cè)為中心旋轉(zhuǎn)，進行另外一個邏輯剪影。重復(fù)這個過程從0°到135°，在期間股骨線性移位12mm，旋轉(zhuǎn)20°。當(dāng)它向后移

6、位時，股骨髁始終在脛骨凹陷的底部，潛在能量最小的位置也隨屈曲向后移位。 結(jié)果：對自然膝運動研究顯示在屈曲過程中，股骨中心向后移位伴隨通過內(nèi)側(cè)脛骨平臺的垂直軸進行的內(nèi)旋，屈曲伴隨脛骨內(nèi)旋，膝關(guān)節(jié)在側(cè)位幾乎是鉸鏈運動。模仿自然膝的運動，采用軟件邏輯剪影技術(shù)反求出脛骨墊片的形狀。 結(jié)論：模仿自然膝的運動，采用軟件邏輯剪影技術(shù)反求出脛骨墊片的形狀，通過脛骨墊片的形狀。無論那一部分軟組織被保留或被切除，根據(jù)特殊的設(shè)計，運動特征應(yīng)與

7、正常膝關(guān)節(jié)相似。 第四部分 國人內(nèi)側(cè)旋轉(zhuǎn)中心膝關(guān)節(jié)假體在全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后運動學(xué)分析 目的：在建立的自然膝數(shù)字模擬模型，進行初步的運動學(xué)驗證。 方法：與交通大學(xué)機械和動力學(xué)研究所合作建立自然膝數(shù)字模擬模型；在自然膝模型上，模擬常規(guī)膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)，安裝設(shè)計的膝關(guān)節(jié)假體，進行相關(guān)運動學(xué)進行研究。分別測量股骨脛骨的相對運動和接觸面的位置。 結(jié)果：股骨屈曲和運動時間的關(guān)系和脛骨內(nèi)旋和運動時間的關(guān)系比較可以看