《人體膝關節半月板在體應力負荷下的形變模式研究》是依託吉林大學，由劉潼擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：人體膝關節半月板在體應力負荷下的形變模式研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉潼
- 依託單位：吉林大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
半月板是膝關節內重要的力學傳遞結構，其損傷會產生或加劇膝骨性關節炎的發生與發展。目前人們對於半月板在體負重下形變情況的了解非常有限，這使得對於半月板的早期治療評估及人工半月板的研發缺乏相應部分的理論支撐。因此，獲得半月板的在體力學負荷下通常形變模式，及不同力學情況下的表現差異便異常重要。前期我們獲得了20例中國正常成人的膝關節MRI掃描數據，並已經建立了完整的MRI數據重建以及三維模型形變及位移的測量評價方法。在上述基礎下，本項目擬研發最佳化MRI匹配性下肢力學負荷設備，並通過套用此設備對正常成人膝關節進行MRI掃描，以獲得在不同受力情況下膝關節半月板的三維重建模型。通過套用前期建立的三維形變比對方案，獲得並總結人體膝關節半月板及其附著點在負荷下的形變模式，以及在不同力學條件下的形態表現差異。本項目所獲得的預期成果可作為理論基礎，對臨床半月板治療的早期評估及半月板假體的研發起到指導作用。
結題摘要
研究背景: 半月板是膝關節內重要的力學傳遞結構，其損傷會產生或加劇膝骨性關節炎的發生與發展。目前人們對於半月板在體負重下形變情況的了解非常有限，這使得對於半月板的早期治療評估及人工半月板的研發缺乏相應部分的理論支撐。因此，獲得半月板的在體力學負荷下通常形變模式，及不同力學情況下的表現差異便異常重要。主要研究內容: 首先進行MRI 匹配型下肢力學負荷設備的研發製作: 基於文獻記載的下肢加壓設備研發製作可套用於MRI下半月板形態研究並可改變屈曲角度的實驗設備；其次獲取正常國人半月板解剖數據：納入29例正常成人志願者進行雙膝的MRI掃描，並進行半月板的三維重建以獲得國人半月板的形態學基本數據；之後通過測量膝關節骨性標誌點與半月板關節線之間距離獲得骨性結構與軟性關節線的空間關係；最後研究力學負荷下半月板的形變情況：篩選6名健康成年志願者進行優勢膝的加壓下掃描，通過套用本項目研發的力學加壓設備分別對膝關節進行0-30°，非加壓與加壓下的MR掃描，加壓強度為50%體重。通過三維重建與三維比對分析最終獲得不同負荷情況下半月板的量化形變模式。結果與科學意義：首先，研發的MRI匹配型下肢加壓設備可在無磁及無偽影的條件下為下肢MRI掃描帶來最大200N的加壓狀態，且可在MRI掃描時平穩維持。該設備可廣泛套用於骨科臨床實踐與醫學研究。其次，對正常國人半月板解剖學研究揭示了國人正常半月板形態學的特點及變化規律。再次，基於半月板股骨關節面定義的膝關節關節線與股骨髁收肌結節之間的直線距離與股骨髁寬度間呈現正相關，該研究結果給出了骨性標誌點與基於半月板平面測量的軟性關節線之間存在恆定的相關性。最後，負重下半月板形變結果顯示：負重時半月板形變更加劇烈，屈曲位時半月板后角的形變可增加30%；外側半月板活動度在負重時相較內側有顯著增加。本研究所獲得結果可闡釋半月板在關節內生物力學及形態學現象，建立半月板損傷與臨床治療的形態學評價標準，最後提供人工半月板的研發基礎。
