全膝关节置换过程中股骨假体旋转对髌股关节接触压影响的有限元分析

摘要

背景:髌股关节并发症是全膝关节置换后的常见并发症,置换中股骨假体旋转不良会影响髌股关节的一致性,引起髌股关节接触力及运动学的改变.目的:通过有限元分析方法,研究全膝关节置换中当股骨假体在不同旋转角度放置时屈膝过程中的髌股关节接触压变化.方法:根据志愿者右膝关节的CT、MRI数据,建立自然膝关节的三维模型.模拟全膝关节置换过程,股骨假体参照股骨外科上髁轴线(股骨内侧髁沟与股骨外侧髁最凸起点之间的连线)以3°为增量,从内旋6°至外旋9°安装(外旋3°、6°、9°,旋转0°,内旋3°、6°),而胫骨假体参考Akagi线(髌腱内侧缘与后交叉韧带止点中央的连线)旋转0°固定放置,建立全膝关节置换膝关节三维模型.将膝关节的三维模型进行网格划分,得到膝关节的有限元模型,并通过计算提取,获得各膝关节模型在屈膝过程中的髌股关节接触压.结果 与结论:①所有模型的髌股关节接触压均随着膝关节屈曲加深而增高.股骨假体外旋3°组的髌股关节接触压均低于旋转0°组,当外旋大于3°时,随着假体外旋度数增加,髌股关节接触压增大.股骨假体内旋3°组和内旋6°组在屈膝过程中的髌股关节接触压明显高于其他组,且内旋6°组的接触压最高.②结果表明在全膝关节置换术中,当以上髁轴为股骨假体旋转的参考轴线时,外旋3°有可能减少髌股关节接触压,而过度的外旋股骨假体则可能导致髌股关节接触压的增大;置换中应避免股骨假体内旋,大于3°的内旋不良可能会导致髌股关节接触压明显增大,增加置换后膝前疼痛以及假体磨损的风险.