Tibiofemoralmovement1..docx

文章1胫骨关节运动1：在膝盖无负载情况下，股骨和胫骨的形状和相对运动关系利用六个未负载的尸体膝关节，借助于MRI技术，确定了关节曲面和它们之间的相对运动关系。这些结论在解剖学中被证实。在内侧，股骨髁在矢状面的形状由两段弧组成，胫骨有两个成股骨平面的组成。在伸展过程中，接触面为前侧面，大约在20°接触面从前侧面转（rocks）到后侧面。在开始弯曲（？）到120°的过程中，股骨髁在前后方向的位置不变。在外侧，股骨髁可近似看成一个整体，或者说前后弧的半径相近，弧线过渡平稳。胫骨近似认为是一段平面。在弯曲过程中，股骨向后“roll”。在弯曲过程中，内侧髁无先后运动（sliding），外侧髁向后运动（rolling+sliding），此过程的混合运动可看成胫骨绕内侧股骨中心线的内旋运动。当弯曲从0°到10°时，强迫性的内旋角度为5°(2:1)。随后，至少弯曲到45°，没有明显的内旋运动产生。当弯曲到110°时，内旋角度为20°。我们所讨论的膝关节中股骨和胫骨的形状和运动，从1836年以来就利用解剖学的知识进行描述和讨论。现在，这些文字因为太多而无法全部复叙。从2002年以来的文章都被JBJS网站收录。更早些的出版物（Weber）都是德文，因此大多数都不被所知和参考。通过MRI技术，利用无重力压迫的膝关节模型，测得膝关节弯曲运动、延展运动和经向旋转运动（向内、向外旋转）的范围。随后，样本被解剖，目的是与MRI影像进行验证。与单纯的解剖和X光透视相比，我们的报告提供了三个方面的优越性。第一，完整的内外侧骨头和软骨的位置和形状被获取，同时，每个弯曲增量的描述也被记录，这对描述运动非常重要。第二，当膝盖弯曲时，完整的半月板和韧带也被拍摄下来。第三、MRI技术的使用，对活人的膝盖没有任何副作用。本文中，描述了骨头在矢状面的形状和内外侧髁在弯曲过程中相对某点的位置。然后推测两块骨头自然状态下的相对转动和平移。总的来说，通过MRI技术的验证，这些知识也适用于活体膝盖。材料和方法 离胫骨和股骨连接线15cm，分别截取股骨和胫骨，同时不打开关节囊而获取样本。一共有24个膝盖被影像和解剖，目的获取足够的信息并提高下文的所述的技术。其中六个膝盖被详细的影像。这些膝盖都来之平均年龄为43岁的男性。其中五个是右侧膝盖。除了软骨的纤维化外，其它的都正常。膝盖以内侧向下的姿态被固定于一块木板上。膝盖铰链所在处木板被切除，这样可以全方位观察。两个非金属的钉子同时穿过胫骨和木板的钻孔。这样通过外力，膝关节可以充分的进行延展运动，该力等同于临床检验所需的力。两个钻孔也同时穿过股骨和木板，钉子通过钻孔，从而固定股骨。这样通过手指的轻轻推压股骨的位置，实现从弯曲开始到弯曲120°。最后通过外力（大小等于实现全伸展所需的力），实现股骨在弯曲90°时全外旋，以及弯曲45°、90°和120°时的内旋。试样然后被转送到MRI系统中进行扫描。矢状面、冠状面和正前面通过以下顺序参数获取，THR234ms、TE90ms、角度90°。矢状面通过内外侧的胫骨股骨部件，方向是尽可能的垂直股骨后髁的切表面（包括弯曲、伸展和经向旋转过程）。从内侧胫骨切表面开始，股骨内侧切片的平均距离为12mm，外侧切片的平均距离为59mm。图1 内外侧股骨髁在矢状面的MR影像用一个圆形模板放在后端(A-B)和前端(B-C)上（外侧有一小段圆弧很难确定）。将后端部分成为“弯曲面”，中心点为FFC；前端部分成为“伸展面”，中心点为EFC。d1和d2分别为后侧胫骨切面到中心点的距离。利用醋酸盐标记圆弧的不同部位，两个观察者同时查看股骨髁的前圆和后圆(如图1所示)。有关圆心的内外观察误差分别作如下的讨论。10副照片被随机的选取；两名工作者在至少间隔一天的情况下测试三遍。所有数据的相干性达到98.9%，显示出改测量方法的高可信度。当一个尺寸被两个人测得时，标准偏差为0.77,95%的置信区间为1.51mm。测量中，我们的一些数据可能会大于该误差，但是，我们也无法定量该误差。在实际中，生物特征的精确测量是非常困难的，这是因为：平面绝非是真正的平面；圆弧也非真正的圆弧；点也很难被准确定义。因此，工程科学中的精确不适用于自然学科中。粗略测得内外侧股骨的圆弧半径和圆弧角（如图2）。延伸至股骨头后侧的圆弧也被测得，该圆弧在全弯曲时与半月板后角接触，与胫骨从不接触。图2 矢状面的影像M：Medial compartment，内侧部分；L：Lateral compartment，外侧部分EF：Extension facet，伸展面； FF：Flexion facet，弯曲面AHF：Anterior horn facet，前角面； PHF：Posterior horn facet，后角面TAF：（Lateral）tibial Arti