一文了解 | 髋关节生物力学(2)

髋关节外展肌无力可能造成髋关节置换术后不稳。

臀上神经(股骨大粗隆上方约5cm)损伤可导致医源性外展肌无力或关节不稳。

01

人工髋关节成形术

股骨柄假体的刚性与假体柄的长度和直径相关：增加柄的长度或直径能增加股骨假体组件的刚性。

三维结构体的刚性被定义为负重 - 变形曲线的斜率，该曲线类似于应力 - 应变曲线，对于圆柱体来说该数值与半径的四次方成正比。

应力 - 应变曲线的斜率，即杨氏弹性模量(E), 是用来测量材料的硬度或抗变形能力。

与骨相比较，目前所有的股骨假体都具有更高的杨氏模量，因此会造成应力遮挡(杨氏模量的排序：不锈钢>钴铬合金>钛>皮质骨>聚甲基丙烯酸甲酯[骨水泥]>松质骨>软骨)。

股骨假体应当被置于中立位或轻度外翻，以减少力臂、骨水泥应力(对骨水泥型假体来说)以及外展肌长度(图6)。

图6 人工髋关节假体位置。

增加股骨假体偏心距能增加外展肌附着点的力臂，减少正常步态所需外展肌力，从而降低髋关节反应力(图7)。

图7 股骨假体测量。A. 颈长；B. 柄偏心距；C. 颈高

外展肌的力学性能受颈干角、颈长度以及髋关节旋转中心位置的影响，这些因素在人工髋关节置换过程中经常发生改变。

颈干角减小(髋内翻)可加强外展肌的力学性能，通过增加力臂降低髋关节反应力。

尽可能将髋关节旋转中心恢复到接近正常位置是非常重要的，否则可能引起关节不稳、关节反应力增加及下肢不等长。

髋关节旋转中心的改变会对髖关节周围肌肉的力臂及髋关节反应力造成很大的影响。采用实验和分析模型进行计算，髋关节旋转中心如发生内移、下移或前移，关节反应力将减少(Doehring et al, 1996)。这种改变将使外展肌产生力矩的能力达到最大限度，并使髋关节旋转中心的位置向足 - 地面应力线靠近。

髋关节旋转中心发生上移、外移或后移会增加关节反应力。

如果髋关节旋转中心未能恢复，髋白假体过度内置，尽管会导致关节反应力降低，但是髋关节不稳定性增加。

反之，髋白假体外置能增加髋关节稳定性，但是关节反应力也相应增加(Blaha, 1993)。

03

髋关节融合术

髋关节融合时肢体位置的确定原则是要使邻近关节能完成日常生活所必需的动作。

髋关节融合的位置对患者能耗、早期满意度及髋关节融合最终的持久性具有很大的影响。

研究人员发现，髋关节融合的最佳位置是髋关节屈曲20 ~30°，内收5°~7°，外旋5°~ 10°。

本文整理自：《成人关节重建与置换骨科核心知识》

文章来源：《应用力学学报》 网址: http://www.yylxxb.cn/zonghexinwen/2022/0422/914.html