膝关节外侧半月板后根部损伤的临床和生物力学研究

Objective: To observe the relationship between the biomechanics and kinematics of the knee and posterior lateral meniscus root tear(PLMRT), with the method including the Cadaveric, the Finite Element Method and the clinical research. Methods: (1) Biomechanics research based on Cadaveric: To build the Model of normal knee joint , the PLMRT model and the PLMRT combined with ACL injury model. Comparison among three methods, to analysis the effect of different fixation methods with the Finite Element Method. Compared with two different suture methods.(2) Computer simulation: To build the Model of Three-Dimensional & the Finite Element and verifying the coherence with the normal knee and verify the validity. To build the computer model of PLMRT and to simulate three different fixation methods.(3)Clinical study: To collect the information from the Cadaveric, the Finite Element Method and the clinical data and statistical analysis. Results: Achived the clinical data and compared with the mechanical parameters, the corpse experiment, the computer simulations and the finite element analysis. Conclusion: The theoretical basis for the diagnosis and treatment of PLMRT will be achieved by this study.

目的：研究外侧半月板后根部损伤(posterior lateral meniscus root tear ,PLMRT)对膝关节生物力学及运动学的影响，为PLMRT的诊断和治疗提供理论依据。方法：(1)尸体标本力学研究：通过尸体标本构建正常膝关节模型、PLMRT模型以及PLMRT合并前交叉韧带损伤的力学模型并进行力学测试；比较三种不同修复方法的疗效；外侧半月板完整切除后进行离体力学试验，对比研究简单缝合方法和改良缝合方法进行修复固定的可靠性。(2)计算机模拟：建立正常膝关节三维几何模型和有限元模型，并进行模型有效性验证；建立PLMRT计算机模型，模拟三种不同的手术修复方法。(3)临床研究：收集单纯PLMRT以及PLMRT合并前交叉韧带损伤的患者资料进行统计分析。结果：通过临床研究结果与尸体实验、计算机模拟及有限元力学分析结果对照，得出相关数据。结论：本研究可为PLMRT的诊断和治疗提供依据

外侧半月板后根部损伤（posterior lateral meniscus root tear，PLMRT）常伴发于前交叉韧带（anterior cruciate ligament，ACL）损伤，目前对于此类损伤，还没有统一的治疗标准。而且PLMRT以及ACL损伤合并PLMRT对整个膝关节的生物力学影响不是十分清楚。本研究通过尸体实验、有限元分析及临床研究三个层面对此类损伤进行研究。研究结果表明男性患者、接触式损伤患者、和外侧半月板突出（冠状面≥1mm）的患者是ACL损伤合并PLMRT的独立影响因素。当PLMRT，膝关节外侧间室关节软骨最大接触压力和压应力较正常膝关节显著增加；还导致了受损膝关节股骨发生了外旋、外侧和后方位移。ACL完全缺损合并PLMRT的外侧间室最大接触压力和压应力与单纯PLMRT相比，接触力学方面无明显差异，而在运动学改变方面较单纯PLMRT进一步恶化。在前向推力作用下，PLMRT对膝关节的前方稳定无明显影响。PLMRT导致膝关节外侧间室接触压力和压应力明显增加，然而接触压力和压应力值明显小于外侧半月板全切除模型，由此可以看出，受损的外侧半月板还有这一定传导载荷的功能。此外PLMRT后，半月板缝合位置在原根部中心点偏外5mm时，其生物力学功能更接近完整膝关节。而且单线及双线止点重建可有效的减小关节接触压力和接触应力，增大关节接触面积，与正常膝关节相似，且双线重建更为有效。本研究从易感因素、生物力学改变、治疗方式等全方面详细研究并且的得到详细试验数据，并对PLMRT的诊断和治疗提供理论依据，为今后此类研究提供重要方向。