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    髋臼的生物力学特征及其临床应用研究!"

    苏佳灿， 张春才

    ·综述·

    苏佳灿， 张春才! 解放军第二军医大学长海医院骨科， 上海市 "##$%%

    苏佳灿!， 男! &’() 年生， 福建省泉州市人， 汉族， "##$ 年解放军第二军医

    大学毕业， 博士， 主治医师， 讲师! 主要从事创伤基础与临床研究， 结合生

    物记忆材料及其临床系列相关设计，主攻骨骼数字模型仿真、记忆力场、骨愈合、 相关手术仿真模拟相结合的临床研究。 *+,-./.01 *23+4 /25

    电话：6 7)8"&8)9"()#77

    第二军医大学长海医院二五八资助项目 ("9789) "

    中图分类号： !"#$ 文献标识码： % 文章编号： #&’# ( )*+& ,+--. / +* ( &.&- ( -+

    收稿日期： +--" ( -. ( +* 修回日期： +--" ( -) ( -’ , +& 0 12/

    摘要：作为一种高能量损伤，髋臼骨折的临床发生率、病死率和致残率

    逐年升高， 临床治疗与骨折类型判断关系密切， 而骨折类型又更多的取

    决于损伤时候髋臼的受力方式、大小和时间，因此，对髋臼生物力学特

    征进行全面的研究， 不仅有助于推动髋臼骨折生物力学机制的阐明， 同

    时对于髋臼骨折的临床治疗也将起到极大的促进作用。

    主题词： 髋臼 : 损伤； 生物力学； 综述文献!" #$% &’()* $$+ ,-./01’()-1(2 1’(3(1403-54-15 .6 (104(7"2"/ ()8 -45 12-)-1(2 (992-:

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    苏佳灿% 张春才 + 髋臼的生物力学特征及其临床应用研究 G # H + 中国临床康复，;<<=， ? @ ;A B： D=D< E F

    34456 0 0 7778 9:;<=>8 ! 引言

    髋臼是人体重要的杵臼关节，承担着人体的许多重要功

    能。髋臼生物力学的对于明确髋臼运动形式，损伤类型有着重

    要的作用。本文对近年来髋臼骨折的生物力学研究进行了一个

    全面的回顾和综述，对于髋臼骨折的各种研究进行比较，并对

    相关生物力学在髋臼骨折治疗以及康复训练中的应用和意义

    进行了论述! " # $ %。

    " 解剖学特点及生理功能!" # $ %

    髋臼呈半球形深凹， 直径约 ! " # $%， 与股骨头相关节。髋

    臼关节软骨为约 & %% 厚的透明软骨，呈半月形分布于髋臼的

    前、 后、 上壁。中央无关节软骨覆盖的髋臼窝由哈佛腺充填， 它

    可随关节内压力的培养而被挤出或吸入，从而维持关节内压力

    的平衡。髋臼边缘的关节盂唇可使髋臼加深加宽，并使臼口变

    小， 使髋臼包容股骨头的一半以上。另外， 髋关节周围有强大的

    韧带及丰厚的肌肉覆盖，因而稳定性较强。正常成人髋臼外展

    角为’() " *()，前倾角为 ’) " &()，该前倾角的存在使外展角在

    屈髋活动时减小得较缓慢，从而保证了髋臼对股骨头较好的覆

    盖。 +,-./-00 1将股骨颈相对于额状面的角度称为 “相对前倾角” ，通过精确测量发现在行走过程中自单足负重期开始至单足负

    重期结束， 该角度自 &’)后顿逐渐变为 2#)前倾!"& ’ %。同时发现相

    对前幅角、髋臼方向和髋臼关节面压力方向三者之间显著相

    关，对这三者关系的研究有助于对髋关节应力分布的深入理

    解。

    3,4-5 等! ( %

    将髋臼临近结构划分为前柱、 后柱。前柱6即髂耻

    柱7 由髂嵴前上方斜向前内下方， 经耻骨支止于耻骨联合， 分髂

    骨部、 髋臼部、 耻骨部 ! 段。后柱6即髂坐柱7由坐骨大切迹经髋

    臼中心至坐骨结节，包括坐骨的垂直部分及坐骨上方的髂骨。

    后柱内侧面由坐骨体内翻的四边形区域构成，称方形区。髋臼

    前后两柱呈 8()相交，形成一拱形结构，由髂骨下部构成，横跨

    于前后两柱之间， 是髋臼主要负重区， 称臼顶， 又称负重顶。前

    后两柱之间的髋臼窝较薄弱，创伤时，股骨头可由此向内穿透

    进入盆腔。

    在静息状态下， 一侧髋关节承受的压力约为体质量的 &(9

    " !29； 单足静止站立时， 承载侧髋关节承受的压力约为体质量

    的 :29。在步态周期中站立相时髋关节有两个负重高峰， 即足

    跟着地时 6约为体质量的 ’ 倍7 和足尖离地前 6可达体质量的 *

    倍7。摆动相时，伸髋肌的影响使大腿减速，髋关节反应力约与

    体质量相等。步行速度越快，髋关节受力越大，当跑步或跳跃

    时， 股骨头上所受的载荷约为体质量的 0( 倍。即使在不负重的

    状态下，如仰卧位直腿抬高或俯卧位伸髋时，肌肉的收缩亦可

    使受力大于体质量。;<-=. 等对步态周期中髋臼压力、 地面反应

    力、髋关节力矩和肌电图进行了同步测量，发现髋臼关节面最

    大压力出现在站立相后期> 即在肌电图表现出最大电位、最大

    外展力矩、 最大地面反应力之前! $& ) %。对侧使用手杖可降低该侧

    髋臼最大压力及臀中肌电位，但不能降低外展力矩及地面反应

    力 。 体 质 量 及 肌 肉 活 动 均 可 使 髋 关 节 负 载 增 大 。

    ?@/ABC.-/DE<5AF@5D- 等指出，步态周期中髋臼最大压力出现在步

    态周期的中间相，位于臼顶前上方及月状面的后下方，约 2(

    GHE!) # * %。在无负荷或低负荷情况下> 髋关节轻度不对称， 股骨头

    半径略大于髋臼半径。在高负荷作用下， 通过关节软骨及松质骨

    骨小梁的微小形变， 头臼才获得最大接触， 从而降低单位面积的

    负荷，既往认为由地面搬起重物时的正确姿势是屈膝、屈髋、直

    腰，这样可以保护脊柱，而 I,-H@/.EJ 等通过实验则证实该姿势

    虽可保护脊柱，却增加了髋关节压力，可促进髋关节退行性变，若采取伸膝、 屈髋、 弯腰的姿势搬重物， 可保护髋关节!* # + %。

    # 生物力学特点!& # ’( %

    &K 2 臼顶负重区 臼顶部约占髋臼的 & L #， 由髂骨构成。 正常人

    体负重力线由骶髂关节下传，经坐骨大切迹前方到达臼顶。在

    直立行走时， 将体质量传达至股骨头； 在坐位时， 则经髋臼后下

    部经坐骨上支止于坐骨结节。同此种力学环境相适应，臼顶部

    厚而坚强，月状面透明软骨的上部和后部亦相应变宽变厚 ......