计算机辅助导航系统应用于膝关节后外不稳定的生物力学研究

膝关节后外复合体（PLC）损伤常见于膝关节多发韧带损伤或关节脱位，常常会导致严重的膝关节功能障碍，致残率很高。膝关节后外复合体的解剖结构复杂，目前普遍认为主要包括外侧副韧带、腘肌腱和腘腓韧带。目前国际上对于膝关节后外复合体各个结构的功能和损伤后的治疗方法仍存在很多争议，国内对于此领域的研究很少。本研究拟采用BrainLab计算机辅助的导航系统，应用前交叉韧带双束重建的软件系统，进行膝关节生物力学评估。设计膝关节后外复合体损伤的尸体模型，采用随机切断不同结构的方法模拟不同类型的后外复合体损伤，评估后外复合体各个结构的功能，同时评估不同的重建方法对于改善膝关节稳定性的作用。通过本研究，希望能够得出不同类型的膝关节后外不稳定所累及的损伤结构和生物力学基础，并提出合理的临床分型和治疗方案，为临床进行膝关节后外复合体损伤的评估和治疗提供依据。

本研究按照项目计划书完成了相应的研究工作，研究结果以论文形式发表在《中华骨科杂志》。本研究对于外侧副韧带正常的膝关节后外旋转不稳定的损伤类型，使用非配对的下肢标本进行生物力学试验，分别对腘肌腱和腘腓韧带进行选择性切断和重建，在不同的屈膝角度（0°、30°、45°、60°、90°和120°）向胫骨施加5 N⋅m的外旋力矩，使用BrainLab 计算机辅助的导航系统（前交叉韧带双束重建的软件系统v2.0版）测量完整状态、不同的切断状态和不同的重建状态（单纯腘肌腱重建、单纯腘腓韧带和腘肌腱+腘腓韧带联合重建）的胫骨相对于股骨的外旋角度。结果发现，当同时切断腘肌腱和腘腓韧带以后，胫骨出现外旋增大，差异有显著性意义，而单纯切断腘腓韧带或者腘肌腱，胫骨外旋虽然增大但是差异没有统计学意义。对比三种重建技术，在屈膝30°~90°范围内，腘腓韧带重建能够恢复膝关节的外旋稳定性，与正常膝关节无显著性差异；腘肌腱或POP+PFL联合重建会造成外旋受限，与正常膝关节相比，差异有显著性意义。由此得出本研究的结论：1、对于外侧副韧带完整的膝关节后外复合体损伤，腘肌腱和腘腓韧带作为一个整体发挥着控制膝关节外旋稳定性的作用；2、三种重建技术都能够恢复膝关节的外旋稳定性，其中，腘腓韧带重建与膝关节正常状态无显著性差异，而包含腘肌腱的重建技术会造成膝关节外旋受限。此结论为临床进行膝关节后外复合体损伤的评估和治疗提供依据。