先天性髋关节发育不良患者全髋关节置换术中关键因素影响人工关节运动学及动力学机制的在体动态研究

The patients of developmental dysplasia of the hip (DDH) have many anatomic deformities. And the post-operation rates of total hip arthroplasty (THA) for this kind of paitents are higher than traditional THA. How to promote the results of this kind of surgery is urgent to be studied. Previous research showed that rotation center location, leg length, prothesis orientation and Offset are the key factors for THA surgery outcome. These factors may influence the kinetic condition of the artificial joint. And thus influence the joint movement and function. But the detailed effect of each factor to the joint kinematic and kinetic, their interact and the mechanism of the effect are still unknown. Moreover, previous studies are mainly depend on the measurement of static parameters or gait analysis and lack the precise location of the in vivo dynamic joint and the quantitative analysis of the muscle. So, our research plan to use the method of dual fluoroscopic imaging and dynamic 3D muscle model to measure the dynamic in vivo joint kinematic parameters precisely and the quantitative parameters of the muscle movement. And according to these results, we can study how the intro-operation key factors influence the joint movement and function by changing the kinetic status such as muscle morphology and their interaction in this process. The results may help to optimize the regulation and control of the key factors during the THA surgery of DDH patients, and thus improve the clinical outcome.

先天性髋关节发育不良（DDH）患者存在多种解剖畸形，其全髋置换（THA）术后并发症发生率明显高于常规THA手术。如何改善DDH患者THA术后效果亟待研究。此前研究表明，旋转中心位置、下肢长度、假体角度、股骨偏心距是影响THA术后效果的关键因素。这些因素可改变人工关节术后动力学状态，进而影响人工关节运动功能。但是各关键因素对人工关节运动功能的具体影响及机制，以及在此过程中各关键因素的相互作用尚不明确。此前研究也多限于静态测量或步态分析，缺乏对在体关节的精确定位及相关肌肉的定量研究。为此本项目拟采用双平面动态X线成像、含软组织三维动态模型建立等手段，精确测量动态在体关节运动参数，结合定量肌肉形态参数分析，研究不同术中关键因素通过改变下肢肌肉形态等动力学因素影响人工关节运动功能的具体机制以及在此过程中各关键因素的相互作用。研究结果有助于优化DDH患者THA术中关键因素调控，提高手术效果。

先天性髋关节发育不良（DDH）患者存在多种解剖畸形，其全髋置换（THA）术后并发症发生率明显高于常规THA手术。如何改善DDH患者THA术后效果亟待研究。此前研究表明，旋转中心位置、下肢长度、假体角度、股骨偏心距是影响THA术后效果的关键因素。这些因素可改变人工关节术后动力学状态，进而影响人工关节运动功能。但是各关键因素对人工关节运动功能的具体影响及机制，以及在此过程中各关键因素的相互作用尚不明确。此前研究也多限于静态测量或步态分析，缺乏对在体关节的精确定位及相关肌群的定量研究。为此本项目采用双平面动态X线成像、含软组织三维动态模型建立等手段，精确测量动态在体关节运动参数，结合定量肌肉形态参数分析，研究不同术中关键因素通过改变下肢肌肉形态等动力学因素影响人工关节运动功能的具体机制以及在此过程中各关键因素的相互作用，并据此提出了相应的手术建议。课题组研究发现，术后旋转中心位置是对DDH患者术后患侧步态过程中的髋关节活动度影响最大的关键因素，也是决定术后步态活动度对称性的主要因素。旋转中心外移将导致内旋活动度增大，上移将导致后伸活动度增大。研究还发现THA术中关键因素控制差异导致的术后相应肌群力臂改变是引发关节运动学改变的内在动力学原因。在步态周期的支撑相，术侧长收肌、短收肌以及耻骨肌的延长率均明显下降，臀中肌、臀小肌力臂明显缩短，梨状肌力臂明显增大；在双支撑相，大收肌以及长收肌的力臂均明显缩短。为此，在DDH患者THA术中，医生应以生理位置参数做为关键因素重建目标，在多个关键因素无法同时生理位置重建时，应尽量首先保证旋转中心的生理位置重建。研究结果显示，保证术后步态运动对称的旋转中心重建目标为相对生理位置内移17 mm至外移16 mm之间。课题组将相关研究结果应用于临床，随访结果显示相应患者获得了更好的临床结果和关节功能，Harris及HSS评分显著提升，验证了研究所示的关键因素控制方法。