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膝關(guān)節(jié)周圍軟組織與髕股關(guān)節(jié)穩(wěn)定性關(guān)系的解剖及生物力學(xué)研究

目的： 一、觀測髕骨周圍軟組織，尤其是股四頭肌、髕骨內(nèi)、外側(cè)支持帶的解剖學(xué)特征，初步探討組成股四頭肌的四塊肌及內(nèi)側(cè)支持帶在維持髕股關(guān)節(jié)穩(wěn)定中的作用。以期了解髕骨不穩(wěn)的病理機(jī)制，對其進(jìn)行正確診斷、合理治療；以及為外側(cè)支持帶松解、內(nèi)側(cè)支持帶重建的手術(shù)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。 二、通過生物力學(xué)試驗(yàn)，模擬組成股四頭肌的4塊肌在生理及不同病理狀態(tài)，測量使髕骨半脫位的力的大小，了解組成股四頭肌的4塊肌對維持髕骨穩(wěn)定的貢獻(xiàn)度，為臨床中針對髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)所作的與股四頭肌有關(guān)的治療及康復(fù)選擇提供理論依據(jù)。 三、模擬內(nèi)側(cè)支持帶斷裂，以及模擬臨床中通過松解外側(cè)支持帶治療髕骨不穩(wěn)，對膝關(guān)節(jié)進(jìn)行模擬髕骨半脫位的生物力學(xué)試驗(yàn)，觀測致使髕骨半脫位的力的大小，以期了解內(nèi)、外側(cè)支持帶對髕骨的穩(wěn)定作用，探討臨床中松解外側(cè)支持帶的治療作用及效果。為臨床治療髕股關(guān)節(jié)不穩(wěn)提供生物力學(xué)依據(jù)，以期找到一種切實(shí)可行的糾正髕骨軌跡異常的治療方法。 方法： 一、解剖觀測：選取7具成人防腐尸體，對膝關(guān)節(jié)周圍軟組織的解剖形態(tài)學(xué)結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行觀測。重點(diǎn)觀察髕骨內(nèi)、外側(cè)支持帶（MPR、LPR），以及股四頭肌（quadriceps femoris），測量肌纖維的走行角度。 一、生物力學(xué)測試： 1、試驗(yàn)一：選取6例新鮮膝關(guān)節(jié)標(biāo)本，保留股四頭肌肌腱、膝關(guān)節(jié)周圍韌帶，保持髕內(nèi)、外側(cè)支持帶完整，在7種不同屈曲度，分4種工況進(jìn)行加載分別模擬組成股四頭肌的4塊肌在生理及不同病理狀態(tài)下的肌力；在上述不同情況下，對髕骨施加外側(cè)方移位載荷，使髕骨外側(cè)半脫位（本研究定為髕骨向外移位1cm）；讀取記錄載荷大小。所得數(shù)據(jù)用SPSS13．0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。 2、試驗(yàn)二：上述試驗(yàn)6例新鮮膝關(guān)節(jié)標(biāo)本，對股四頭肌進(jìn)行加載（模擬肌力正常的情況），在不同屈曲度，對髕骨施加外側(cè)方移位載荷，使髕骨外側(cè)半脫位（本研究定為髕骨向外移位1cm），讀取記錄載荷大小，此組數(shù)據(jù)試驗(yàn)一已測得。干預(yù)1：松解髕骨內(nèi)側(cè)支持帶（模擬病理狀態(tài)），重復(fù)上述操作，讀取記錄載荷大小。干預(yù)2：在干預(yù)1的基礎(chǔ)上進(jìn)一步松解外側(cè)支持帶（模擬手術(shù)治療），重復(fù)上述操作，讀取記錄載荷大小。所得數(shù)據(jù)用SPSS13．0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。 結(jié)果： 一、解剖學(xué)觀測： 股外側(cè)?。╒LM）、股內(nèi)側(cè)?。╒MM）與股直肌腱（URT）分別成33．50°±6．19°、54．5°±8．20°角。股內(nèi)側(cè)肌纖維分成縱頭和斜頭，其斜頭（亦稱股內(nèi)斜肌，VMO）與股直肌腱成75．5°±8．20°角，其最低處纖維幾乎為水平位。股四頭肌腱擴(kuò)張部向下擴(kuò)展形成髕內(nèi)、外側(cè)支持帶（MPR、LPR）。膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)一部分支持帶連接股骨內(nèi)上髁與髕骨內(nèi)側(cè)緣上2/3，稱為內(nèi)側(cè)髕股韌帶（MPFL），其長度（47．60±5．59）mm，寬度個(gè)體差異較大（8-26mm）。膝關(guān)節(jié)外側(cè)深部支持帶由3個(gè)主要組成部分構(gòu)成：外側(cè)橫韌帶，髕脛韌帶和外上髁髕骨帶。外側(cè)橫韌帶起于髕骨外側(cè)緣中部止于髂脛束（ITB）。 二、生物力學(xué)研究： 試驗(yàn)一：生理狀態(tài)下，在膝關(guān)節(jié)屈曲過程中，20°時(shí)使髕骨向外側(cè)半脫位的載荷最?。?1±13N），約為屈曲90°時(shí)的1/3；在松解股內(nèi)側(cè)肌后，屈膝10°-30°半脫位載荷較肌力正常時(shí)減小，有顯著性差異（P<0．05），進(jìn)一步松解股外側(cè)肌導(dǎo)致整個(gè)屈膝過程中半脫位載荷均進(jìn)一步減小，有顯著性差異（P<0．05）。 試驗(yàn)二：在肌力無明顯異常的情況下，干預(yù)1：松解髕骨內(nèi)側(cè)支持帶（主要是內(nèi)側(cè)髕股韌帶）后，使髕骨半脫位的載荷比支持帶完整時(shí)減小，有顯著性差異（P<0．05）；干預(yù)2：進(jìn)一步松解外側(cè)支持帶（主要是髕股橫韌帶），半脫位載荷進(jìn)一步減小，但與干預(yù)l無顯著性差異（P>0．05）。 結(jié)論： 一、從形態(tài)學(xué)上看，股四頭肌各塊肌的肌力，尤其是股內(nèi)側(cè)肌在髕骨的附著點(diǎn)以及肌力的強(qiáng)弱，對髕股關(guān)節(jié)正常關(guān)系的維持具有重要作用。臨床上對髕骨外側(cè)半脫位和/或外側(cè)傾斜的治療，不應(yīng)忽視對股四頭肌肌力的恢復(fù)。在內(nèi)、外側(cè)支持帶中，內(nèi)側(cè)髕股韌帶（MPFL）和外側(cè)橫韌帶（PFLD限制髕骨側(cè)方移位的作用較大。初步認(rèn)為股內(nèi)側(cè)肌失效或（和）內(nèi)側(cè)支持帶損傷可能是髕骨脫位原因之一，而進(jìn)一步松解外側(cè)支持帶的臨床治療方法有可能重建髕骨周圍的軟組織平衡。 二、股四頭肌各肌肌力對維持髕股關(guān)節(jié)正常關(guān)系的具有重要的作用，股四頭肌肌力不平衡對髕股關(guān)節(jié)的接觸應(yīng)力和分布狀態(tài)以及髕骨的位置均有較大的影響。正常的肌力是保證關(guān)節(jié)運(yùn)動穩(wěn)定的重要條件，股內(nèi)側(cè)肌肌力喪失或減弱將明顯導(dǎo)致髕骨外側(cè)脫位或半脫位所需力減小，容易導(dǎo)致髕骨脫位或半脫位，所以在治療及康復(fù)過程中要重視加強(qiáng)股四頭肌的訓(xùn)練，尤其是股內(nèi)側(cè)肌的恢復(fù)。股外側(cè)肌對維持髕骨穩(wěn)定，避免髕骨向外側(cè)半脫位的影響有限。整個(gè)股四頭肌在髕骨外側(cè)半脫位的預(yù)防、治療及康復(fù)過程中具有重要作用，手術(shù)治療不宜破壞股外側(cè)肌，康復(fù)尤其應(yīng)重視股內(nèi)側(cè)肌肌力的恢復(fù)。對于老年人，肌力的增強(qiáng)及肌肉之間平衡的改善能減弱關(guān)節(jié)的沖擊載荷，增加膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性，從而能夠治療膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎。全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后，股四頭肌等肌力訓(xùn)練是貫穿康復(fù)治療全過程中非常重要的內(nèi)容。 三、內(nèi)側(cè)支持帶（MPR）在維持髕骨穩(wěn)定及髕股關(guān)節(jié)正常運(yùn)動軌跡中有重要作用，MPR損傷是發(fā)生髕骨不穩(wěn)定的主要原因。髕內(nèi)側(cè)支持帶斷裂將明顯導(dǎo)致髕骨外側(cè)脫位或半脫位所需力減小，容易導(dǎo)致髕骨習(xí)慣性脫位或半脫位，所以在臨床治療復(fù)發(fā)性髕骨脫位/半脫位時(shí)，應(yīng)該重視髕內(nèi)側(cè)支持帶的修復(fù)重建。松解外側(cè)支持帶會進(jìn)一步破壞髕股關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性，在松解髕內(nèi)側(cè)支持帶的同時(shí)再松解髕外側(cè)支持帶，脫位效應(yīng)進(jìn)一步放大，表明臨床在髕內(nèi)側(cè)支持帶斷裂或松弛時(shí)，不但不能通過松解外側(cè)靜力性穩(wěn)定結(jié)構(gòu)以期獲得防治髕骨外側(cè)脫位，反而將進(jìn)一步加重臨床癥狀，引起嚴(yán)重的膝關(guān)節(jié)功能障礙。在對髕骨脫位/半脫位臨床治療中，單純松解外側(cè)支持帶的方法不可取，應(yīng)該側(cè)重于內(nèi)側(cè)支持帶的緊縮或內(nèi)側(cè)髕股韌帶的的修復(fù)重建。