《人體膝關節體內運動學的性別差異研究》是依託上海交通大學，由岳冰擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：人體膝關節體內運動學的性別差異研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：岳冰
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
人工膝關節置換手術例數近年來迅速增加，其中女性患者占60%以上，但女性患者在術中安裝假體時常出現股骨假體側方懸出等不匹配問題，影響術後功能；此外，女性非接觸性前交叉韌帶損傷的發生率和骨性關節炎的發生率均約為男性的3倍。目前對這些現象的產生機制還不明確，而男、女性在膝關節運動學和形態學上的差異可能是其重要原因。最新研究表明，西方男、女性間膝關節形態存在顯著差異；在美國，關於男、女性膝關節運動學特性差異的研究也開始起步，而我國的相關研究均為空白。本研究將採用膝關節運動學研究領域的突破性進展，美國哈佛醫學院研發的基於二維影像的三維空間立體定位技術，精確建立3D關節模型，在計算機內真實再現人體關節的體內運動狀態，對我國男、女性間膝關節運動學特性和形態差異進行系統研究，為制定針對性的膝關節損傷和疾病的預防和治療措施，發展適合我國人體特點的膝關節假體和性別特異型假體提供科學依據。
結題摘要
系統測量和描述中國人膝關節形態及男、女性膝關節形態的性別差異是設計適合中國人的人工膝關節假體的前提。本課題首先建立並測量了中國人及美國人膝關節3D模型。遠端股骨的測量指標包括內外徑、前後徑、髁間窩寬度、內/外髁寬度、股骨滑車形態、及股骨內/外髁的矢狀面形態等。近端脛骨測量包括內/外側平台的前後徑、內外徑、及後傾角等。對以上數據進行統計分析，比較膝關節形態的人種間差異和性別間差異。 此外，本課題分析了PCR-TKA術前、後，關節體內運動學變化及後交叉韌帶（PCL）的關節內功能。研究募了11名晚期膝關節骨性關節炎（OA）患者，利用雙X線透視系統分別攝取膝關節在PCR-TKA手術前、後，關節負重屈曲運動時的雙X線圖像。在電腦內複製真實雙X線透視環境，利用患者的3D關節模型確定關節在三維空間內的位置。測量關節在6個自由度上的位移和旋轉情況。PCL韌帶束的運動學用伸長率、抬升角、和偏離角描述。通過對以上數據分析，比較在膝屈曲運動中OA膝關節、PCR-TKA膝關節、及正常膝關節的體內運動學特徵差異，以及PCL在OA關節內及PCR-TKA關節內的功能。 結果顯示，中、美人體膝關節差異主要表現為中國人體膝關節整體上小於美國人膝關節，中國女性遠端股骨顯著窄於美國女性。中國男、女性膝關節形態的性別差異表現為中國女性遠端股骨尺寸整體小於中國男性，女性遠端股骨顯著窄於男性，女性股骨內髁前後徑小於男性。在矢狀面上，中國男、女性股骨外髁脛股關節面曲線半徑整體小於內髁。 關節體內運動學分析表明，在膝負重屈曲活動過程中OA膝關節的內/外旋活動與正常膝關節相似，但內翻角增大，且股骨向後移動距離減少，而向內側移動距離增加。PCR-TKA術後，脛骨內旋角度和股骨後移距離比術前均進一步降低；膝屈曲早期，股骨出現“矛盾性前移”；在膝屈曲整個過程中，股骨相對於脛骨外移明顯。此外，研究發現PCR-TKA術後，PCL在膝屈曲活動過程中被過度伸長，這可能會限制關節屈曲；在內、外側指向上，PCL內側偏離角減小，幾乎成為前後向走行，失去了控制關節旋轉的能力。 總之，本研究顯示中國女性遠端股骨顯著窄於美國女性；中國女性遠端股骨窄於中國男性。研究還發現PCR-TKA術後關節運動學及PCL功能不能被恢復到正常水平。本研究結果對提高人工膝關節假體設計、手術技術和術後功能有重要參考意義。
