张家豪 作品数:14 被引量:53 H指数:4 供职机构: 北京大学第三医院 更多>> 发文基金: 北京市自然科学基金 中央高校基本科研业务费专项资金 国家自然科学基金 更多>> 相关领域: 医药卫生 更多>>
前交叉韧带生物力学止点重建的解剖学与有限元分析 被引量:14 2019年 目的:解剖研究大体观察膝关节前交叉韧带(anterior cruciate ligament, ACL)胫骨止点的形态,并利用有限元分析软件分析ACL的力学止点分布,为临床ACL重建提供新理念。方法:选取10例新鲜成人膝关节标本,男6例,女4例,采取标准髌旁内侧入路打开关节腔,暴露并解剖剔除ACL,观察并记录ACL胫骨止点形态,测量胫骨止点前后径和左右径。利用三维重建软件MIMICS及有限元分析软件ANSYS建立膝关节模型,模拟临床体格检查Lachman试验和pivot-shift试验,观察ACL在胫骨和股骨端止点的受力分布情况。结果: ACL胫骨致密止点大体观呈扁长的弧形,其前后径为(13.8±2.0) mm,体部左右径为(5.3±0.6) mm,前缘左右径为(11.5±1.2) mm。有限元分析显示,股骨端应力较高区域为住院医师嵴(residents’ ridge)附近一类椭圆形区域,胫骨端应力较高部分延内侧髁间嵴(medial intercondylar ridge)狭长分布,与解剖观察相符,从理论上验证了ACL止点的生物力学分布特点。结论:解剖研究及有限元分析均证实ACL胫骨止点为一扁长的弧形,理想的ACL重建技术应依据其生物力学特点进行重建,基于解剖学研究和生物力学分析本课题组提出前交叉韧带生物力学止点重建理念,并建立手术模型。 张家豪 任爽 邵嘉艺 牛星跃 胡晓青 敖英芳关键词:前交叉韧带重建 胫骨止点 生物力学 膝关节内侧副韧带浅层(sMCL)止点的解剖学及有限元分析 被引量:4 2020年 目的:探究膝关节内侧副韧带浅层止点的位置、形态及大小,同时利用有限元软件分析内侧副韧带浅层的力学止点分布,从而为临床手术治疗内侧副韧带损伤提供解剖依据。方法:新鲜成人膝关节标本10例,沿膝关节内侧逐层切开,暴露内侧副韧带浅层,沿纤维走形确定内侧副韧带浅层的股骨及胫骨止点,标记止点并切断,测量止点与周围解剖标志的距离以及止点的长度和面积。利用三维薄层核磁共振及三维重建软件MIMICS建立膝关节三维模型,通过有限元分析软件ANSYS模拟侧翻应力试验,观察内侧副韧带浅层的应力分布情况。结果:内侧副韧带浅层的股骨止点近似一椭圆形,位于股骨内上髁后上方,距离内上髁距离为6.82±0.64 mm,平均止点面积为61.64±7.02 mm^2。内侧副韧带浅层的胫骨止点近似一矩形,其中心点距离关节线距离为60.02±0.55 mm,长28.69±4.13 mm,宽8.99±0.62 mm,长宽比为3.19︰1,止点面积为217.78±50.32 mm^2。有限元分析显示,sMCL股骨端应力较高区域靠近内上髁,胫骨端应力较高区域位于胫骨嵴上,与其解剖止点位置基本相符。其中胫骨端应力最大处位于sMCL胫骨止点的最近端。结论:解剖学结果定性及定量描述了sMCL股骨止点与胫骨止点的形状、位置、大小及与周围解剖标志的距离。有限元结果显示sMCL止点的应力与其止点形状及位置基本相符。在临床进行内侧副韧带浅层重建时,应依据其解剖特性及生物力学止点进行解剖重建,以期达到最好的临床效果。 邵嘉艺 张家豪 任爽 牛星跃 敖英芳关键词:生物力学 30例冬季项目运动员前交叉韧带损伤的临床表现特点 被引量:1 2020年 目的:研究我国冬季项目运动员前交叉韧带(ACL)损伤的临床表现特点,并提出了防治原则。方法:选取北京大学第三医院运动医学研究所2010年1月1日至2017年12月31日住院治疗的30例冬季项目运动员前交叉韧带损伤病例作为研究对象。查阅既往电子病历,记录研究对象的基本信息和病史,包括受伤情况、初次医疗处理情况和症状体征。查阅患者受伤后患膝MRI,评估患者受伤情况与合并损伤。查阅患者手术记录,结合术中关节镜录像评估患者合并损伤并确认手术方式。结果:30例前交叉韧带损伤病例,年龄19.76±4.06岁,其中女性病例20例。30例前交叉韧带损伤病例中有17例(56.7%)初诊诊断正确,另外13例并未诊断出ACL损伤。前交叉韧带损伤合并关节内其他结构损伤20例,占66.7%。前交叉韧带损伤合并外侧半月板损伤病例的手术间隔时间明显短于合并内侧半月板损伤的病例(P=0.032)。初次受伤到手术的时间间隔范围是8天~1000天,平均170.70±251.36天。30例前交叉韧带损伤病例术后均恢复原有运动水平,取得了良好的运动成绩。结论:冬季项目运动员前交叉韧带损伤多合并膝关节其它结构损伤,具有较高的危害性。需提高基层运动队队医对前交叉韧带损伤的诊疗水平,做到早诊断早治疗,使用微创手术的方法重建膝关节稳定性。 赵逢源 陈拿云 蒋艳芳 张家豪 张继英 胡晓青 崔国庆 敖英芳关键词:运动员 前交叉韧带损伤 椭圆形骨道重建前交叉韧带股骨隧道的影像学研究 被引量:8 2017年 目的:改良前交叉韧带(anterior cruciate ligament,ACL)解剖单束重建方法,使股骨止点形态更接近解剖,术后CT检查三维重建测量骨隧道位置、形态,观察对比研究股骨骨隧道变化。方法:2014年7月至2015年6月,共45例ACL断裂患者接受改良关节镜下微创ACL重建术治疗,应用较小直径的骨隧道钻钻制骨隧道,再用骨锉将骨隧道逐渐扩大并改良为椭圆形。所有手术由同一高年资术者完成。所有患者术后1周内行CT检查,导入MIMICS软件,将骨隧道进行三维重建并测量骨隧道截面长径、短径。应用四分法测量并评估股骨骨隧道的位置。结果:所有45例患者中,移植物均可通过椭圆形骨隧道,术中未出现骨隧道后壁破裂、血管神经损伤等并发症。依据不同调整方法(6调7、6调8、7调8),骨隧道截面长径测量值分别为8.34±0.52 mm、10.65±0.72 mm、9.27±0.11 mm,与理论值(8.16 mm、10.66 mm、9.14 mm)比较差异无统计学意义。而骨隧道截面短径测量值为6.57±0.12 mm、6.74±0.13 mm、7.52±0.05 mm,与理论值(6 mm、6 mm、7 mm)比较差异均有统计学意义。股骨骨隧道中心点位于股骨外髁长度的后26.4%±4.8%、高度的下30.1%±5.6%。结论:本研究通过改良ACL解剖单束重建,应用较小直径的骨隧道钻钻制骨隧道,再用骨锉将骨隧道逐渐扩大并改良为椭圆形。术后测量证实移植物与骨隧道良好匹配。CT三维重建测量骨隧道位置定位在ACL解剖止点范围内,骨隧道入口处形态更接近解剖。 张腾 胡晓青 马勇 赵逢源 张家豪 敖英芳关键词:前交叉韧带 CT三维重建 陈旧性骨质疏松性椎体压缩骨折继发胸腰椎后凸畸形的开放性手术治疗进展 被引量:8 2023年 骨质疏松性椎体压缩骨折(osteoporotic vertebral compression fracture,OVCF)是脊柱骨质疏松最常见的并发症,好发于胸腰椎,可引起骨折部位急慢性疼痛和椎体高度丢失,并可导致进行性后凸畸形。对陈旧性OVCF所致的后凸畸形,开放性手术如前后路减压融合内固定及截骨矫形可以改善局部序列,实现椎体成形术(percutaneous vertebroplasty,PVP)及椎体后凸成形术(percutaneous kyphoplasty,PKP)难以完成的后凸矫形,重建矢状面平衡。由于OVCF患者年龄偏大,部分患者一般情况较差,且骨质疏松导致椎体脆性增高,使手术以及术后内固定失效的风险升高。前路手术存在入路复杂、力学稳定性较差等问题,目前大部分研究集中于后路手术。由于单纯减压固定存在后凸矫正度数的限制,因此需要截骨矫正后凸畸形。对伴有后凸畸形的陈旧性OVCF患者,因骨密度的降低使螺钉把持力下降,而螺钉一旦松动势必影响矫形效果。多数研究采用骨水泥增强椎弓根螺钉治疗,增加了椎体的轴向拔出力,提高了螺钉的稳定性。不同截骨方式的选择是决定患者能否获得良好手术效果的重要因素。 张家豪 袁磊 刘寅昊 倪佳俊 曾岩关键词:脊柱骨折 骨质疏松性骨折 脊柱后凸 前交叉韧带包膜内急性断裂非手术治疗的临床研究 被引量:1 2018年 目的:针对性选择前交叉韧带(anterior cruciate ligament,ACL)包膜内急性断裂的非专业运动员患者,研究非手术治疗达到愈合的效果及可行性。方法:2014年5月至2016年7月,门诊诊断ACL包膜内急性断裂患者28例纳入研究。所有患者均戴支具限制胫骨前移6周,然后进行膝关节活动度练习并继续用支具保护。诊后3月MRI显示连续性完全恢复,胫骨前向松弛度差值小于5 mm的患者在诊后6月及12月继续随访稳定性并进行MRI评估,最终进行临床功能评分。结果:4例患者在诊后3月未达到要求退出治疗,其中3例接受手术重建,1例接受肌力训练等保守治疗。1例在诊后5月再伤,接受手术重建。23例患者达到临床愈合。诊后12月,胫骨前向松弛差值平均为2.1 mm(0~4 mm)。MRI评估1级8例,2级15例,优良率85.2%。主观IKDC评分平均为92.71(89.7~98.9)。Lysholm膝关节评分平均为91.6(86~95)。改良Larson膝关节韧带损伤评分平均为96.4(92~99)。结论:ACL急性包膜内断裂经过系统的非手术治疗,影像学显示愈合优良率较高,膝关节的稳定性可满足一般运动需要。 马勇 张家豪 王海军 蒋艳芳 王永健 何震明 敖英芳关键词:前交叉韧带 MRI 非手术治疗 前交叉韧带重建术后移植物应力的有限元分析 被引量:4 2021年 目的:探究前交叉韧带(anterior cruciate ligament,ACL)重建后移植物应力分布特征,为ACL重建的手术方案提供理论参考。方法:基于三维磁共振及CT影像,建立完整膝关节有限元模型,模型包括股骨、胫骨、腓骨、内侧副韧带、外侧副韧带、ACL、后交叉韧带;建立ACL重建后膝关节有限元模型,模型包括股骨、胫骨、腓骨、内侧副韧带、外侧副韧带、ACL移植物、后交叉韧带。模型采用线弹性材料属性,骨组织材料属性设置为弹性模量17 GPa,泊松比(Poisson’s ratio)为0.36;完整膝关节及ACL重建膝关节的模型中的韧带组织及ACL移植物的材料属性设置为弹性模量390 MPa,泊松比0.4;将股骨固定设置为模型边界条件,施加胫骨前向134 N的拉力为载荷条件,求解分析完整膝关节的ACL及重建术后的ACL移植物的拉应力、压应力、剪切应力、等效应力的受力状态。结果:重建后的ACL移植物的最大压应力(6.34 MPa)、等效应力(5.9 MPa)、剪切应力(1.83 MPa)均在前侧股骨端,与完整膝关节ACL最大压应力(8.77 MPa)、等效应力(8.88 MPa)、剪切应力(3.44 MPa)位置一致。移植物最大拉应力也出现在股骨端,但位置在后侧,与完整膝关节ACL最大拉应力位置一致,且ACL移植物最大拉应力的值仅为0.88 MPa,小于完整膝关节ACL的2.56 MPa。结论:ACL移植物压应力、等效应力、剪切应力最大值均在前侧股骨端,最大拉应力出现在股骨端后侧,均与完整膝关节ACL最大拉应力位置一致;ACL移植物的前侧部分承受力较大,后侧部分承受力较小,与ACL的生物力学特性相符合。 任爽 时会娟 张家豪 刘振龙 邵嘉艺 朱敬先 胡晓青 黄红拾 敖英芳关键词:前交叉韧带重建 有限元分析 应力分布 传统单束前交叉韧带重建手术中钻制胫骨骨道对外侧半月板前角附着部损伤的解剖学研究 被引量:4 2020年 目的:探究传统前交叉韧带(anterior cruciate ligament, ACL)重建手术中钻制圆形胫骨骨道是否会对外侧半月板前角(anterior horn of lateral meniscus, AHLM)附着部造成医源性损伤以及损伤程度。方法:选取新鲜冰冻人体膝关节标本10例,关节镜下行单束解剖ACL重建术。标本从中段切断ACL,刨削系统仔细刨削ACL纤维,充分暴露ACL胫骨止点与外侧半月板前角。术中应用关节镜量尺测量AHLM附着部的原始长度及宽度,随后定位器定位钻取胫骨骨道,骨道直径为8 mm,钻取骨道后再次应用关节镜下比例尺测量AHLM的损伤长度及宽度。术后剖开膝关节标本,大体下确认AHLM附着部的损伤情况。结果:AHLM附着部的原始长度为8.71±1.39 mm,原始宽度为11.75±0.85 mm。在钻取胫骨骨道后,所有标本(10/10)的AHLM附着部均受到了损伤,其平均损伤长度为4.47±1.08 mm,平均损伤宽度为6.29±1.17 mm,分别占其原始长、宽的51.6%、53.5%。结论:在行ACL单束重建手术时,应用8 mm的圆形骨钻制胫骨骨道会不可避免地造成外侧半月板前角附着部损伤,应当引起临床医生的注意。未来的研究应进一步明确该损伤的临床意义及改进方法。 邵嘉艺 张家豪 刘平 敖英芳关键词:医源性损伤 应用Transtibial技术进行前交叉韧带生物力学止点重建的病例系列研究 被引量:1 2020年 目的:评估应用Transtibial技术进行前交叉韧带(anterior cruciate ligament,ACL)生物力学止点重建的骨道孔径、定位及临床效果。方法:回顾性分析2015年6月至2017年6月间于北京大学运动医学研究所应用Transtibial技术进行生物力学止点重建的患者30例,利用CT对骨道长短径进行测量,评估其是否与理论值匹配,并对骨道中心点进行定位分析,评估是否满足解剖定位,对术前及术后2年左右随访的Tegner评分、Lysholm评分、IKDC主观功能评分,KT-2000结果进行统计分析,评估临床效果。结果:术后CT显示胫骨端和股骨端长径测量值和理论值基本匹配,而短径测量值和理论值相比偏大。胫骨骨道中心点位于胫骨长度的前38.8%和宽度的内43.4%,定位偏内侧;股骨骨道中心点位于Blumensaat’s线水平的股骨外侧髁长度的后24.8%和高度的上33.2%,满足解剖定位。术后临床功能评分及膝关节前后向稳定性均较术前显著改善。结论:应用Transtibial技术进行ACL生物力学止点重建可以使骨道长短径与理论值良好匹配,满足解剖定位,并获得良好临床效果。 张家豪 牛星跃 邵嘉艺 胡晓青 敖英芳关键词:前交叉韧带 CT 重度脊柱畸形矫形手术中脊髓/神经损伤并发症危险因素及预防的研究进展 被引量:2 2022年 脊柱畸形对患者的健康相关生活质量(health-related quality of life,HRQOL)有很大影响,患者可出现外观异常、疼痛、神经系统症状及畸形导致的心理健康问题[1]。对于严重脊柱畸形患者,手术治疗被认为是一种有效方法。但脊柱畸形外科治疗的并发症发生率较高,其中脊髓或神经损伤是患者和外科医生最关心的问题之一[2]。近年来,国内外学者针对脊柱畸形矫形术中脊髓或神经损伤已做了大量的研究,但并未获得统一结论。笔者通过回顾文献,对目前重度脊柱畸形矫形术中脊髓或神经损伤的相关研究进展进行综述。 倪佳俊 袁磊 曾岩 刘寅昊 张家豪 李危石关键词:健康相关生活质量 矫形手术 神经损伤 神经系统症状 矫形术