閆瑞忠1，李佳慧 2 ，林樹(shù)忠1，武曉剛 3 ，郭志堅(jiān)1，劉文琦 1 ，劉? 強(qiáng)4

文題釋義：

骨盆傾斜角的調(diào)整：根據(jù)術(shù)前站立位骨盆傾斜角的值，以-10°和10°為界，若術(shù)前骨盆傾斜角> 10°，目標(biāo)參考平面為站立位骨盆傾斜角減 10°；如果站立位骨盆傾斜角> 10°，目標(biāo)參考平面取站立位骨盆傾斜角和仰臥位骨盆傾斜角之和的1/2，其理論基礎(chǔ)為全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后骨 盆平均后傾10°。

功能性骨盆平面?(Functional pelvic plane，F(xiàn)PP)：在計(jì)算機(jī)導(dǎo)航軟件應(yīng)用于髖關(guān)節(jié)置換術(shù)前計(jì)劃時(shí)，計(jì)算出髖臼杯的前傾角和外展角后，此 過(guò)程需選擇一個(gè)平面作為參考平面，通常大多數(shù)患者選取術(shù)前仰臥位前骨盆平面作為參考平面，即三維CT重建圖像前骨盆平面稱之為功能 性骨盆平面，也稱之為目標(biāo)參考平面。

骨盆前傾、后傾：指骨盆在矢狀位的旋轉(zhuǎn)，直接影響髖臼的方向，如果骨盆后傾增加，相伴隨的是髖臼前傾角和外展角的增加；反之，骨 盆后傾減少，伴隨髖臼功能性前傾角和外展角的減少。后傾指骨盆相對(duì)脊柱外科醫(yī)師；前傾指髖關(guān)節(jié)相對(duì)關(guān)節(jié)外科醫(yī)師。

摘要

背景：在髖關(guān)節(jié)置換術(shù)中，僅利用髖臼解剖放置髖臼杯會(huì)改變功能性髖臼杯的方向；計(jì)算機(jī)導(dǎo)航完成髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)可提高假體放置的準(zhǔn) 確性。

目的：應(yīng)用有限元模型模擬手術(shù)，模擬髖臼杯的應(yīng)力大小及區(qū)域，結(jié)合骨盆傾斜角計(jì)劃髖關(guān)節(jié)置換髖臼杯放置方向，探討骨盆傾斜角對(duì)髖 關(guān)節(jié)置換術(shù)髖臼側(cè)假體應(yīng)力分布的影響。

方法：收集6例(標(biāo)記為A-F)骨盆X射線片及CT數(shù)據(jù)，通過(guò)有限元軟件ABAQUS 6.14-4(SIMULIA 公司，法國(guó))建立髖關(guān)節(jié)模型，以仰臥位前骨 盆平面為坐標(biāo)平面，模擬髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)，建立6個(gè)模型，再根據(jù)站立位骨盆傾斜角，對(duì)骨盆傾斜角≤-10°與骨盆傾斜角 > 10°者，調(diào)整 假體植入的參考平面，建立9個(gè)模型，分為矯正前模型：A(-14°)，B(-29°)，C(11°)；矯正后模型：Aa(-7°)，Bb(-18°)，Cc(1°)；正常模型：D ?(-8°)，E(-2°)，F(xiàn)(-9°)。在有限元求解軟件中，約束固定模擬單足站立，于骶髂關(guān)節(jié)、恥骨聯(lián)合、大轉(zhuǎn)子處加載關(guān)節(jié)負(fù)荷，比較各模型髖 臼、髖臼杯及內(nèi)襯最大Von Mises應(yīng)力分布情況。

結(jié)果與結(jié)論：①運(yùn)算中模型B出現(xiàn)不收斂，在骨盆傾斜矯正后收斂；模型A出現(xiàn)不收斂的趨向。9個(gè)模型中髖臼負(fù)重區(qū)最大von Mises應(yīng)力(簡(jiǎn) 稱應(yīng)力)在Cc模型，值為4.9 MPa，最低在D模型，值為1.07 MPa；髖臼杯負(fù)重區(qū)最大應(yīng)力在Bb模型，值為29.87 MPa，最小在D模型，值為 17.21 MPa；內(nèi)襯負(fù)重區(qū)最大應(yīng)力在Bb模型，值為12.45 MPa，最低應(yīng)力為D模型，值為5.21 MPa，負(fù)重區(qū)域在聚乙烯內(nèi)襯邊緣上部靠近中 部處。②站立位骨盆傾斜角-14°和-25°模型及11°模型相對(duì)-10° < 骨盆傾斜角≤10°模型表現(xiàn)出高的應(yīng)力值，骨盆傾斜角為-14°模型矯正骨盆 前平面后應(yīng)力值接近-10° < 骨盆傾斜角≤10°模型之值，提示骨盆傾斜角偏離-10°至10°區(qū)域是髖關(guān)節(jié)術(shù)后磨損繼發(fā)脫位的危險(xiǎn)因素；對(duì)骨 盆過(guò)度后傾者調(diào)整其骨盆前平面可降低全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：全髖關(guān)節(jié)置換；三維重建；髖關(guān)節(jié)假體；骨盆傾斜角；有限元分析

1山西醫(yī)科大學(xué)附屬太原中心醫(yī)院骨科，山西省太原市? ?030009；2山西中醫(yī)藥大學(xué)，山西省晉中市? ?030619；3太原理工大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程教研室， 山西省太原市? ?030024；4山西醫(yī)科大學(xué)附屬山西白求恩醫(yī)院骨科，山西省太原市? ?030032

第一作者：閆瑞忠，男，1970年生，山西省和順縣人，漢族，2006年山西醫(yī)科大學(xué)畢業(yè)，碩士，主任醫(yī)師，碩士生導(dǎo)師，主要從事骨關(guān)節(jié)退行性 疾病治療的研究。

通訊作者：劉強(qiáng)，主任醫(yī)師，博士生導(dǎo)師，山西醫(yī)科大學(xué)附屬山西白求恩醫(yī)院骨科，山西省太原市? ?030032 ?h■ps://orcid.org/0000-0003-0016-012X (閆瑞忠)?

基金資助：山西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(201903D321172)，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：閆瑞忠

引用本文：閆瑞忠，李佳慧，林樹(shù)忠，武曉剛，郭志堅(jiān)，劉文琦，劉強(qiáng). 骨盆傾斜對(duì)髖關(guān)節(jié)置換后站立位髖臼側(cè)應(yīng)力影響的有限 元分析[J].中國(guó)組織工程研究，2023，27(36):5795-5800.

0? ?引言? ?Introduc■on

? ? ? 髖臼側(cè)假體位置直接影響髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的臨床結(jié)果， 包括術(shù)后髖關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍、脫位風(fēng)險(xiǎn)、聚乙烯磨損的增 加，可引發(fā)假體周圍骨質(zhì)疏松和松動(dòng)，是髖關(guān)節(jié)不穩(wěn)及翻修 的主要原因[ 1]。Lewinnek安全區(qū)和聯(lián)合前傾角是臨床醫(yī)生 在手術(shù)時(shí)的最佳參考，以提高髖臼側(cè)假體位置的精確性[ 2]。CALLANAN等[ 3]報(bào)道以傳統(tǒng)方法行全髖關(guān)節(jié)置換，僅50%假體安放在可接受的安全區(qū)。計(jì)算機(jī)導(dǎo)航下以仰臥位前骨盆平 面為參考行全髖關(guān)節(jié)置換可提高髖臼側(cè)假體位置的精確性。DIGIOIA等[ 4]報(bào)道了骨盆傾斜角(pelvic ■lt angle，PTA)的差 異對(duì)術(shù)后假體力學(xué)環(huán)境及穩(wěn)定性的影響[ 5-7]。骨盆傾斜角被 定義為站立側(cè)位X射線片前骨盆平面與重垂線夾角，可影響髖臼杯的功能位置，附加此個(gè)體化的骨盆傾斜角到計(jì)算機(jī)導(dǎo) 航參數(shù)中有助于改善全髖關(guān)節(jié)置換后個(gè)體站立位腰椎骨盆復(fù) 合體靜態(tài)平衡。

? ? ??三維有限元技術(shù)已被應(yīng)用到截骨、矯形、關(guān)節(jié)、脊柱領(lǐng) 域生物力學(xué)分析，但個(gè)體化的髖關(guān)節(jié)置換模擬手術(shù)及分析術(shù) 后骨盆傾斜角對(duì)髖關(guān)節(jié)受力情況影響的報(bào)道較少。該研究的 目的：①利用人體影像學(xué)資料，構(gòu)建髖關(guān)節(jié)模型，模擬個(gè)體 化全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)，分析骨盆傾斜對(duì)髖臼側(cè)應(yīng)力的影響；② 探討骨盆傾斜角在全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的安全范圍。

1? ?對(duì)象和方法? ?Subjects and methods?

1.1 ?? 設(shè)計(jì)? ?有限元分析。

1.2? ?時(shí)間及地點(diǎn)? ?實(shí)驗(yàn)于2019年12月至2022年3月在太原理工大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)室完成。

1.3 ??對(duì)象? ?獲取6例站立位及仰臥位同一標(biāo)準(zhǔn)腰椎側(cè)位X射 線片和骨盆前后位、側(cè)位X射線片及CT影像學(xué)資料，標(biāo)記為A， B，C，D，E，F(xiàn)，排除股骨近端畸形及腫瘤。A為男性24歲；B為男性75歲；C為女性83歲；D為男性61歲；E為男性 65歲；F為女性80歲。其中病例C，F(xiàn)為股骨近端骨折術(shù)后， 已解剖復(fù)位，E為全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后，能完全站立行走，都

以健側(cè)髖關(guān)節(jié)為研究對(duì)象。

? ? 該研究方案經(jīng)太原市中心醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，患者及 家屬對(duì)資料的采集完全知情同意，并簽署了知情同意書(shū)。

1.4? ?方法? ?

1.4.1 ??影像資料采集? ?采用螺旋CT(Aquilion 64，Toshiba Medical ? System 公司，日本)，自第3腰椎至骨盆、股骨掃描，獲得 CT圖像，保存為DICOM格式。掃描參數(shù)：層厚1 mm，層間 距2.5 mm。骨盆側(cè)位X射線片：在站立位髖關(guān)節(jié)伸直位， 雙臂與軀干成90°放于支撐物拍攝；骨盆前后位X射線片：在站立位、仰臥位下，X射線中心垂直于恥骨聯(lián)合上緣，距球管相同距離拍攝。

? ? ?從6例骨盆CT軸位圖像獲取髖臼解剖前傾角等同于手術(shù)前傾角，冠狀面獲取髖臼解剖外展角等同于手術(shù)外展角，CT重建圖像獲得仰臥位骨盆傾斜角[ 8-9]，見(jiàn)表1；以骨盆前 平面(anterior pelvic plane，APP)為參考，根據(jù)站立位骨盆側(cè) 位X射線片，測(cè)量站立位骨盆傾斜角(見(jiàn)圖1)，后傾記為負(fù)值，前傾記為正值，將其分為骨盆傾斜角矯正前模型：站立位骨盆傾斜角≤-10°(A，B)，站立位骨盆傾斜角≥10°(C)；矯正后 模型：Aa，Bb，Cc；正常模型：-10° <站立位骨盆傾斜角<? 10°(D，E，F(xiàn))。?

1.4.2? ?三維幾何模型的建立? ?將6例DICOM文件導(dǎo)入Mimics? Medical 21.0軟件(Materialise公司，比利時(shí))，通過(guò)閾值設(shè)定、區(qū)域增長(zhǎng)、腔隙填充、包裹光滑等功能建立骨盆及股骨三維模型，其中閾值按照Mimics給定的Bone(CT)值設(shè)定為? 226-1 631。利用3D TOOL中的Cut功能于股骨頸基底上緣? 1.5 cm處截骨[ 10]。

? ? ?將生成的STL文件導(dǎo)入Geomagic Wrap 2017(3D Systems 公司，美國(guó))，通過(guò)多邊形階段及曲面階段等處理完成優(yōu)化， 形成實(shí)體模型。在三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件Solidworks(法國(guó)達(dá)索 SIMULIA公司)中生成實(shí)體，再將假體模型[嘉思特醫(yī)療器 材(天津)股份有限公司，中國(guó)]以TXT文件導(dǎo)入生成實(shí)體。完成手術(shù)模型：頸干角(135±2)°；前傾角(13±1)°；假體頭盡量通過(guò)股骨頭中心且與大轉(zhuǎn)子的頂點(diǎn)在同一水平的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行 精確擺放[ 11-12]，并在Solidworks中調(diào)整髖臼前傾角、外展角 及骨盆傾斜角以符合實(shí)際CT值，見(jiàn)圖2。

1.4.3? ?骨盆傾斜角度調(diào)整? ?因CT掃描采用仰臥位，在裝配三維模型時(shí)以仰臥位骨盆前平面作為參考，它與水平面的夾角 為手術(shù)骨盆傾斜角，以骨盆前傾時(shí)骨盆傾斜角為正值，骨盆后傾時(shí)骨盆傾斜角為負(fù)值。對(duì)6例CT圖像以仰臥位骨盆前 平面為參考平面建立模型A，B，C，D，E，F(xiàn)。根據(jù)INABA 等[ 13]，ZHU等 [14]，SUZUKI 等 [15]報(bào)道，站立位骨盆傾斜角≤-10°時(shí)，全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后骨盆會(huì)繼續(xù)后傾，取手術(shù)骨盆傾斜角=(仰臥位骨盆傾斜角+站立位骨盆傾斜角)/2，建立模型 Aa，Bb；站立位骨盆傾斜角≥10°時(shí)，依據(jù)ISHIDA等[ 16]方法， 在全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后骨盆平均后傾10°，取手術(shù)骨盆傾斜? 角=站立位骨盆傾斜角-10°，建立模型Cc。完成9個(gè)髖關(guān) 節(jié)置換實(shí)體模型，見(jiàn)圖3。圖注：圖A，B為骨盆傾斜角≤-10°；C為骨盆傾斜角≥10°；D-F為? -10° <骨盆傾斜角< 10°

1.4.4? ?有限元模型的建立及分析? ? ?

? ? (1)建立有限元模型：將建立的9個(gè)模型分別導(dǎo)入軟 件Hypermesh 2019(Altair公司，美國(guó))中劃分四面體網(wǎng)格， 經(jīng)布爾運(yùn)算區(qū)分皮質(zhì)骨、松質(zhì)骨后導(dǎo)入ABAQUS 6.14-4(法 國(guó)達(dá)索SIMULIA公司)建立有限元模型，見(jiàn)圖3。區(qū)分皮質(zhì)骨及松質(zhì)骨的方法賦予骨材料屬性；假體分別采用鈦合金(髖臼杯、股骨頭、股骨柄)及高分子聚乙烯(內(nèi)襯)材 料并在ABAQUS中賦予其材料屬性[ 17]，據(jù)嘉思特醫(yī)療器材 (天津)股份有限公司提供的假體參數(shù)賦予其材料屬性。? 見(jiàn)表2。

(2)模型邊界條件及載荷：力的載荷采用簡(jiǎn)化髖關(guān)節(jié)受力模型，以點(diǎn)面耦合的方式分別于骶髂關(guān)節(jié)處和恥骨聯(lián)合處施加600 N向下的力模擬60 kg體質(zhì)量，并于股骨大轉(zhuǎn)子處 施加了2 582 N的力以模仿外展肌力。固定股骨遠(yuǎn)端，為防止骨盆滑移造成無(wú)法收斂的現(xiàn)象，分別于骶髂關(guān)節(jié)和恥骨聯(lián)合處施加6個(gè)方向?yàn)?的約束，加載和邊界條件，行有限元 模型的靜力分析[ 18-19]，見(jiàn)圖4。

1.5? ?主要觀察指標(biāo)? ?觀察矯正前、矯正后和正常模型髖臼、髖臼杯、內(nèi)襯的應(yīng)力分布和變化。

2? ?結(jié)果? ?Results?

2.1? ?模型單元類型、單元數(shù)及節(jié)點(diǎn)數(shù)? ?成功構(gòu)建的全髖關(guān)節(jié)置 換模型其單元類型及所包含單元數(shù)、節(jié)點(diǎn)數(shù)見(jiàn)表3，根據(jù)其 施加的載荷及邊界條件，與前期相關(guān)研究結(jié)果對(duì)比[ 13，19-22]，? 應(yīng)力分布及大小具有相同趨勢(shì)，證實(shí)構(gòu)建的有限元模型有效。

2.2? ?模型各部件負(fù)重區(qū)域應(yīng)力分布? ?髖臼及髖臼杯的應(yīng)力峰值集中于前下方，在聚乙烯內(nèi)襯應(yīng)力集中于中、上部負(fù)重區(qū)。負(fù)重區(qū)域在聚乙烯內(nèi)襯邊緣上部靠近中部處，模擬運(yùn)算中模型B出現(xiàn)不收斂，無(wú)法計(jì)算應(yīng)力，在骨盆傾斜矯正后收斂；模型A出現(xiàn)不收斂的趨向，計(jì)算機(jī)可自行調(diào)整。模型A髖臼、 髖臼杯、聚乙烯內(nèi)襯的負(fù)重區(qū)應(yīng)力值分別為1.91，26.12， 8.89 MPa，經(jīng)過(guò)矯正后模型Aa應(yīng)力值均分別降低為1.46， 24.75，7.01 MPa；模型B出現(xiàn)不收斂，無(wú)法計(jì)算應(yīng)力，此情 況等同于髖關(guān)節(jié)脫位狀態(tài)，模型Bb的應(yīng)力值分別為3.06， 29.87，12.45 MPa；模型C應(yīng)力值分別為3.47，18.95，7.12 MPa，Cc模型應(yīng)力值分別為4.9，28.73，6.78 MPa；正 常模型D的應(yīng)力值分別為1.07，17.21，5.21 MPa；模型E的 應(yīng)力值分別為2.05，18.53，6.52 MPa；模型F的應(yīng)力值分別 為1.92，17.53，6.55 MPa。模型D，E，F(xiàn)聚乙烯內(nèi)襯表現(xiàn)為 低的應(yīng)力值，分別為5.21，6.52，6.55 MPa，見(jiàn)圖5。9個(gè)模 型髖臼側(cè)Von Mises stress 分布(以下簡(jiǎn)稱應(yīng)力)，見(jiàn)圖6-8。

3? ?討論? ?Discussion

3.1? ?有限元技術(shù)在髖關(guān)節(jié)置換術(shù)應(yīng)用的可行性? ?在全髖關(guān)節(jié)

置換中應(yīng)用計(jì)算機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)以前骨盆平面為參考被廣泛應(yīng) 用，在術(shù)前和術(shù)后無(wú)明顯的變化，在全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后長(zhǎng)期 的隨訪中被證實(shí)是可靠及穩(wěn)定的參數(shù)，可提高髖臼杯放置的 準(zhǔn)確性[ 23]，可作為術(shù)前計(jì)劃的一個(gè)參數(shù) [24]。對(duì)于骨盆傾斜 角偏離過(guò)多，以此為參考放置髖臼杯對(duì)假體力學(xué)影響在實(shí)體 研究受到限制。

? ? 此次研究根據(jù)個(gè)體化的CT數(shù)據(jù)構(gòu)建有限元模型，模擬髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)，特定髖關(guān)節(jié)節(jié)段作用力，納入的髖關(guān)節(jié)模型提供了骨盆傾斜角≤-10°，骨盆傾斜角≥10°，骨盆傾斜 角在-10°與10°之間，及骨盆傾斜角調(diào)整后的髖關(guān)節(jié)受力分 析。選擇10°為界限值的依據(jù)，F(xiàn)UJII等[ 25]在報(bào)道相對(duì)年輕的髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良患者全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后骨盆發(fā)生后傾，術(shù)后1年后傾的平均值為10°。引發(fā)骨盆更向前傾斜的髖關(guān)節(jié)屈曲攣縮，在全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)中消除攣縮因素后，會(huì)引起全 髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后骨盆的后傾，術(shù)前計(jì)劃的目標(biāo)角度為站立位骨盆前平面減10°。站立位骨盆前平面值在-10°和10°之間，目標(biāo)值設(shè)置在仰臥位骨盆前平面，原因是骨盆傾斜在全髖關(guān) 節(jié)置換術(shù)后變化較小。在明顯骨盆后傾者，定義為站立位骨盆傾斜值≤-10°，在全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后與術(shù)前比較分為兩種方式，一種是術(shù)后骨盆傾斜變化較小，另一種是術(shù)后骨盆傾 斜變化較大，后者的特征是腰椎前突減少，當(dāng)腰椎前突角減少到30°或更小時(shí)，目標(biāo)參考值選取仰臥位骨盆傾斜角與站 立位骨盆傾斜角之和的1/2，依據(jù)為站立位相對(duì)于仰臥位骨 盆后傾程度增加，全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后1年仰臥位骨盆前平面 值等于術(shù)前仰臥位、站立位骨盆傾斜角值之和的1/2。腰骶 角設(shè)置在30°的依據(jù)為平均腰骶角為(23.3±17.1)°[ 15]，在骨盆 后傾者全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后進(jìn)一步進(jìn)展者的亞洲人群平均腰骶角為(53.6±17.1)°[ 26]。在過(guò)去的研究中個(gè)體化的髖關(guān)節(jié)模型應(yīng)用較少，然而，個(gè)體化的有限元模型能接近實(shí)際情況，且模 擬出與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相一致的結(jié)果，在一定程度上可替代實(shí)驗(yàn)生 物力學(xué)[ 22]。

? ? ?研究中選擇正常行走模型單足站立階段髖關(guān)節(jié)最大接觸作用力作為研究的負(fù)荷狀態(tài)。在CT成像時(shí)以去除關(guān)節(jié)軟骨及關(guān)節(jié)盂唇，盡管軟骨及盂唇在有限元模型的特性未知，殘 留的關(guān)節(jié)軟骨對(duì)關(guān)節(jié)假體負(fù)荷在將來(lái)的研究必定有臨床指導(dǎo) 意義。模擬髖關(guān)節(jié)靜態(tài)時(shí)受力，分析髖關(guān)節(jié)的作用力，提供 了單純髖關(guān)節(jié)的作用力；忽略了作用在髖關(guān)節(jié)的體內(nèi)接觸力、 動(dòng)態(tài)負(fù)荷及非線性旋轉(zhuǎn)附加力，可進(jìn)一步分析骨盆傾斜角對(duì) 髖關(guān)節(jié)的受力影響。

? ? ?3.2? ?骨盆傾斜角對(duì)全髖關(guān)節(jié)置換髖臼側(cè)假體應(yīng)力的影響? ?在傳統(tǒng)的髖關(guān)節(jié)置換術(shù)中很難做到假體精確放置，與自身情況相關(guān)。CHANG等[ 27]論述了站立位骨盆傾斜角可作為前骨盆 平面為參考的權(quán)重值附加于計(jì)算機(jī)導(dǎo)航參數(shù)中，可提高髖臼 杯放置的準(zhǔn)確性。脊柱疾病或創(chuàng)傷常致骨盆前平面的改變，B模型伴有腰椎滑脫，繼發(fā)骨盆后傾增加，A，B模型負(fù)重區(qū)應(yīng)力在骨盆傾斜矯正后降低，間接反映脊柱疾患對(duì)髖關(guān)節(jié)受 力的影響，脊柱矢狀位平衡的改變會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致髖關(guān)節(jié)力學(xué) 的變化，將直接導(dǎo)致髖臼杯放置位置不良從而降低假體穩(wěn)定 性[ 28]。其原因?yàn)楣桥韬髢A會(huì)導(dǎo)致股骨頭負(fù)重面前移，髖臼覆 蓋面積減少，從而增加髖臼的負(fù)荷[ 29]；適當(dāng)骨盆前傾則可以 增加股骨頭的覆蓋率，負(fù)重區(qū)后移，減少髖臼的負(fù)荷[ 28]。因 此，伴有脊柱疾患行全髖關(guān)節(jié)置換者，仰臥位骨盆前平面為 參考放置髖臼側(cè)假體可增加假體脫位、撞擊、磨損等并發(fā)癥 的發(fā)生。

? ? ?臨床實(shí)踐中站立位骨盆傾斜角≤-10°或骨盆傾斜角≥? 10°時(shí)，其從仰臥位到站立位骨盆傾斜角會(huì)發(fā)生較大的變化， 尤其骨盆傾斜角對(duì)假體植入角度的影響明顯。模型B伴腰椎 滑脫，以髖關(guān)節(jié)為一節(jié)段做受力分析；模型C一側(cè)股骨轉(zhuǎn)子間骨折，已解剖復(fù)位并固定，以健側(cè)髖關(guān)節(jié)為研究對(duì)象，不影響受力分析結(jié)果。9例髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)模型結(jié)果表明，模 型B在計(jì)算中出現(xiàn)不收斂現(xiàn)象，視為髖關(guān)節(jié)發(fā)生脫位[ 28]；模型A有不收斂的傾向，經(jīng)過(guò)矯正后可順利計(jì)算結(jié)果，表明隨著骨盆后傾增加，髖臼杯的前傾角及外展角均增加，股 骨頭與髖臼杯出現(xiàn)分離，預(yù)示骨盆后傾到一個(gè)界限，髖臼杯 邊緣負(fù)荷增加，促成股骨頭假體與髖臼杯的分離，增加了髖 關(guān)節(jié)假體的不穩(wěn)定性，這與臨床研究相一致，即偏大的髖臼 杯的前傾角增加術(shù)后脫位的風(fēng)險(xiǎn)[ 30-31]。嚴(yán)重骨盆后傾會(huì)增加 聚乙烯的磨損，與TEZUKA等[ 32]研究結(jié)果相一致。站立位 骨盆傾斜角> 10°的Cc模型較C模型聚乙烯內(nèi)襯負(fù)重區(qū)最大 Von Mises值減少，接近正常模型，髖臼及髖臼杯的最大Von ?Mises值較矯正前增加并高于正常模型，表明關(guān)節(jié)假體應(yīng)力轉(zhuǎn)移至髖骨，減少了聚乙烯的應(yīng)力。骨盆后傾矯正后髖臼側(cè) 的應(yīng)力都降低，而骨盆前傾矯正后降低了聚乙烯內(nèi)襯的負(fù)重 區(qū)應(yīng)力，增加了髖臼及髖臼杯負(fù)重區(qū)的應(yīng)力。髖臼和髖臼杯 應(yīng)力增加及髖臼杯出現(xiàn)應(yīng)力高峰值是由于髖臼杯相比其相鄰結(jié)構(gòu)的高彈性模量，應(yīng)力在髖臼杯被分解，減少了其相鄰結(jié) 構(gòu)的應(yīng)力，基于此結(jié)果，可推斷骨盆傾斜的調(diào)整可降低股骨 頭與內(nèi)襯接觸面的重塑性繼而阻止磨損開(kāi)端。矯正模型和正常模型相比較，模型Aa，Cc內(nèi)襯負(fù)重區(qū)最大Von Mises應(yīng)力 值接近正常模型，模型Bb高于正常模型，Bb及Cc模型髖 臼及髖臼杯Von Mises應(yīng)力大于正常模型，說(shuō)明骨盆過(guò)度的前傾、后傾都增加髖臼的應(yīng)力，經(jīng)過(guò)矯正后使內(nèi)襯的應(yīng)力接 近但不能完全恢復(fù)正常，由于人體骨盆傾斜的變化往往伴脊 柱及膝關(guān)節(jié)整體矢狀位的改變，髖關(guān)節(jié)的受力受多因素的影 響，包括脊柱形態(tài)、脊柱骨盆運(yùn)動(dòng)單元復(fù)合體、膝關(guān)節(jié)等，與MURPHY等[ 33]觀點(diǎn)一致。

? ?? 關(guān)于仰臥位到站立位骨盆傾斜角的變化(ΔPTA)對(duì)全髖 關(guān)節(jié)置換髖臼側(cè)體應(yīng)力的影響，有些ΔPTA數(shù)值較大， ΔPTA的數(shù)值不是全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后影響假體應(yīng)力的重要因 素，所以未把ΔPTA作為變量因素[ 31]。

3.3? ?研究的局限性和不足? ?雖然此研究結(jié)果表明骨盆傾斜角對(duì)髖關(guān)節(jié)置換髖臼側(cè)假體應(yīng)力分布有影響，特別在站立位骨盆傾斜角≤-10°、骨盆傾斜角≥10°且增大時(shí)，骨盆后傾矯正后可減少髖關(guān)節(jié)的應(yīng)力，但研究仍有自身不足之處：①重 點(diǎn)分析站立位骨盆傾斜角對(duì)全髖關(guān)節(jié)置換模型髖臼側(cè)假體應(yīng) 力的影響，需量化負(fù)重區(qū)；②入選的樣本量較小，可能會(huì)引 起較大的偏倚；③動(dòng)態(tài)下的受力分析會(huì)更全面反映髖臼側(cè)假 體的受力分布；④僅考慮髖臼前傾角，外展角變化的影響未 列入研究[ 34]。

? ? ?結(jié)論：站立位骨盆傾斜角在-14°和-25°模型及11°模 型相對(duì)-10° <骨盆傾斜角≤10°模型髖臼側(cè)表現(xiàn)出高的應(yīng) 力值，骨盆傾斜角為-14°模型矯正骨盆前平面后應(yīng)力值接 近-10° <骨盆傾斜角≤10°模型之值，提示偏離-10° <骨盆 傾斜角≤10°范圍外增大是髖關(guān)節(jié)術(shù)后發(fā)生磨損，繼發(fā)脫位的危險(xiǎn)因素；對(duì)骨盆后傾過(guò)大者，調(diào)整其骨盆前平面參考平 面可降低全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生。

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盆骨、腰椎、頸椎、肩關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)、義齒、種植體、上下頜骨、黏膜、牙冠 等分析。

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