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声发射技术在关节外科中的应用及价值

中国组织工程研究 2025年第15期29卷 3262-3270页

作者：徐祯张梦茹吕柯夏中玉张采薇徐建达南京中医药大学常州附属医院常州市中医医院骨科江苏省常州市213003

背景:声发射技术是无损检测中最可靠和完善的技术之一,被广泛用于机械、土木和水下声学等多个领域的损伤检测。近年来,声发射技术获得较大发展,在医学工程领域得到初步应用,特别是在人体关节的摩擦评估以及植入物监测方面具有优势。目的... 详细信息

背景:声发射技术是无损检测中最可靠和完善的技术之一,被广泛用于机械、土木和水下声学等多个领域的损伤检测。近年来,声发射技术获得较大发展,在医学工程领域得到初步应用,特别是在人体关节的摩擦评估以及植入物监测方面具有优势。目的:总结声发射技术在关节外科中的应用现状、存在问题及未来的发展方向。方法:检索1989年1月至2024年3月PubMed数据库、Web of Science数据库、中国知网、万方数据库发表的相关文献,中文检索词为“声学,髋关节置换术,髋关节假体,假体失效,膝关节骨关节炎,膝关节,监测,人工关节”;英文检索词为“acoustics,hip replacement arthroplasties,hip prosthesis,prosthesis failure,knee osteoarthritides,knee joint,monitoring,artificial joint”。初检得到文章2991篇,根据纳排标准,最终纳入80篇文章进行综述分析。结果与结论:①在关节外科领域中,声发射技术主要用于关节疾病早期的发现与诊断,以及关节置换术中骨裂和术后假体下沉、植入物磨损、无菌性松动、骨裂等的检测;②声发射技术的优势可以弥补传统检测方法的不足,提早发现关节炎,降低术中的损伤风险,监测并减少术后并发症,提高手术安全性和临床效果。

关键词：声发射技术声学髋关节置换髋关节假体假体失效膝关节骨关节炎膝关节监测人工关节

纤维蛋白原和D-二聚体对关节假体周围感染的诊断价值

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中华创伤骨科杂志 2021年第5期23卷 383-388页

作者：商广前项帅黄辉季丰张海宁王英振徐浩青岛大学附属医院关节外科 266000

目的探讨纤维蛋白原和D-二聚体对髋、膝关节置换术后(TJA)假体周围感染(PJI)的诊断价值。方法回顾性分析自2013年8月至2019年6月在青岛大学附属医院关节外科进行人工髋、膝关节翻修术的175例患者资料。其中59例被诊断为PJI(PJI组)(膝31... 详细信息

目的探讨纤维蛋白原和D-二聚体对髋、膝关节置换术后(TJA)假体周围感染(PJI)的诊断价值。方法回顾性分析自2013年8月至2019年6月在青岛大学附属医院关节外科进行人工髋、膝关节翻修术的175例患者资料。其中59例被诊断为PJI(PJI组)(膝31例,髋28例),男33例,女26例;年龄(67.4±11.7)岁;体重指数(BMI)为(26.1±3.6)kg/m2。116例被诊断为无菌性松动(AL)(AL组)(膝19例,髋97例),男67例,女49例;年龄(70.3±8.9)岁;BMI为(25.0±3.6)kg/m^(2)。统计分析两组患者血浆C反应蛋白(CRP)、红细胞沉降率(ESR)、纤维蛋白原和D-二聚体的水平,以受试者工作特征(ROC)曲线计算每个指标的灵敏度与特异度,并依据曲线下面积(AUC)比较其诊断价值。结果PJI组和AL组患者在性别、年龄、BMI等方面差异均无统计学意义(P>0.05),但在关节类型方面差异有统计学意义(P<0.05)。与AL组比较,PJI组CRP、ESR、纤维蛋白原和D-二聚体均显著升高,差异有统计学意义(P<0.05)。CRP、ESR、纤维蛋白原和D-二聚体的曲线下面积分别为0.830、0.850、0.848、0.664。根据约登指数,CRP、ESR、纤维蛋白原和D-二聚体的最佳临界值分别为8.06 mg/L、17.60 mm/h、3.73 g/L、685.00 ng/mL,敏感度分别为79.2%、85.4%、81.3%、64.6%,特异性分别为85.7%、76.2%、79.8%、61.9%。结论纤维蛋白原对PJI有较高的诊断价值,其准确性与CRP和ESR相近,但D-二聚体的诊断价值有限。

关键词：假体相关感染假体失效纤维蛋白原 D-二聚体诊断

膝关节肿瘤型假体非感染性失败骨水泥固定翻修术的疗效

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中华骨科杂志 2023年第10期43卷 620-628页

作者：杜志业汤小东杨荣利李大森杨毅郭卫北京大学人民医院骨与软组织肿瘤治疗中心北京100044

目的探讨非感染因素导致的膝关节肿瘤型假体失败病例进行骨水泥固定翻修的临床效果。方法回顾性分析2002年2月至2020年8月北京大学人民医院骨与软组织肿瘤治疗中心128例膝关节肿瘤型假体失败接受骨水泥固定翻修手术患者的临床资料,男71... 详细信息

目的探讨非感染因素导致的膝关节肿瘤型假体失败病例进行骨水泥固定翻修的临床效果。方法回顾性分析2002年2月至2020年8月北京大学人民医院骨与软组织肿瘤治疗中心128例膝关节肿瘤型假体失败接受骨水泥固定翻修手术患者的临床资料,男71例、女57例,年龄(33.5±15.4)岁(范围8~77岁)。128例患者中骨肉瘤73例、骨巨细胞瘤38例、未分化肉瘤8例、软骨肉瘤4例、Ewing肉瘤2例、纤维肉瘤2例、滑膜肉瘤1例。假体翻修部位:股骨远端假体105例、胫骨近端假体23例。翻修原因:无菌性松动64例、假体部件损坏47例、肿瘤复发17例。经初次骨水泥固定翻修术后失败19例,其中16例接受了二次骨水泥固定翻修术。主要观察指标为假体生存情况、手术时间、术中出血量、流行病学数据、手术相关并发症及美国肌肉骨骼肿瘤协会(Musculoskeletal Tumor Society,MSTS)93膝关节功能评分等。结果128例初次骨水泥固定翻修患者的随访时间为(127±33)个月(范围6~326个月)。初次翻修手术后发生并发症25例(19.5%),其中导致假体寿命终结19例(14.8%),包括5例(3.9%)结构性失败、6例(4.7%)无菌性松动、2例(1.6%)肿瘤复发和6例(4.7%)感染;5例切口浅表愈合不良,经局麻清创后痊愈;1例髌韧带止点断裂,经切开修补后痊愈。初次翻修手术后假体5年、10年和15年的累积生存率分别为85.0%、76.6%和70.7%,保肢率为97.7%。16例接受了二次骨水泥固定翻修术,初次骨水泥固定翻修手术时间为(206±51)min,术中出血量为(596±217.99)ml,术后MSTS 93功能评分为(26.38±2.47)分;二次翻修手术时间为(258±41)min,术中出血量为(621±245.84)ml,术后MSTS93功能评分为(25.06±2.11)分,初次与二次翻修手术的手术时间、术中出血量及术后MSTS 93功能评分的差异均无统计学意义(t=3.18,P=0.399;t=0.30,P=0.926;t=1.61,P=0.376)。结论骨水泥固定翻修术治疗非感染因素导致的膝关节肿瘤型假体失败病例具有假体生存率高、并发症发生率低,肢体功能恢复良好,且可重复性高,是治疗膝关节肿瘤型假体失败的一个有效方法。

关键词：膝关节肿瘤关节成形术,置换,膝假体失效再手术聚甲基异丁烯酸

仿生表面髋关节假体生物力学性能的有限元分析

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中华骨科杂志 2021年第24期41卷 1795-1802页

作者：张晓萌王艳华张立佳郁凯张一翀陈小锋熊晨马信龙张殿英创伤骨科、国家创伤医学中心、"创伤救治与神经再生"教育部重点实验室北京大学人民医院100044 北京协和医院骨科 100005 天津市第五中心医院骨科 300450 天津市天津医院 300211

目的比较传统表面髋关节假体和仿生表面髋关节假体的生物力学性能。方法选用Sawbone数字模型(型号3908,左侧,中号)作为研究对象,通过Mimics 21.0软件重建股骨实体化模型,利用Solidworks 16.0软件建立假体模型,包括传统和仿生(1~4型)表... 详细信息

目的比较传统表面髋关节假体和仿生表面髋关节假体的生物力学性能。方法选用Sawbone数字模型(型号3908,左侧,中号)作为研究对象,通过Mimics 21.0软件重建股骨实体化模型,利用Solidworks 16.0软件建立假体模型,包括传统和仿生(1~4型)表面髋关节股骨侧假体的三维模型并装配,其中仿生1~4型假体螺钉交叉位置距压力螺钉顶部分别为20.22 mm、30.12 mm、32.17 mm和37.76 mm。在Workbench 18.2软件中划分网格并对材料赋值,模拟缓慢行走单足负重下的受力,测量整个模型的力学分布特征并得到应力分布云图。结果传统和1~4型仿生表面髋关节股骨侧假体的骨-假体柄交界处峰值应力分别为32.18 MPa、13.80 MPa、15.01 MPa、23.46 MPa和34.51 MPa。随着交叉处远离股骨顶部,1~4型仿生表面髋关节股骨侧假体的交叉处峰值应力分别为37.98 MPa、48.60 MPa、54.80 MPa和53.87 MPa。传统假体和1~4型仿生表面髋关节假体股骨颈上方应力峰值分别为8.00 MPa、7.80 MPa、7.04 MPa、7.03 MPa和7.51 MPa,股骨颈下方应力峰值分别为15.38 MPa、14.20 MPa、11.11 MPa、13.10 MPa和12.18 MPa,股骨大转子应力峰值分别为13.08 MPa、11.61 MPa、13.09 MPa、11.02 MPa和39.51 MPa。结论与传统表面髋关节假体相比,基于杠杆平衡重建理论设计的类型1仿生表面髋关节假体通过仿生重建主张力骨小梁和主压力骨小梁、合理的置钉角度和更接近股骨头中心的支点内移,弥补了传统表面髋关节假体的设计缺陷,优化了股骨近端的应力分布,提高了置换术后假体的稳定性,有助于降低股骨颈骨折和假体松动的风险,延长假体使用寿命。

关键词：关节成形术置换髋股骨颈骨折假体失效生物力学现象有限元分析

3D打印金属垫块或胫骨假体重建全膝关节置换和翻修术中的巨大骨缺损

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中华骨科杂志 2024年第4期44卷 243-249页

作者：胡鹏飞吴浩波冉季升包家鹏蒋利锋陈炜平赵翔严世贵吴立东浙江大学医学院附属第二医院骨科杭州310009

目的探讨3D打印金属垫块或胫骨假体重建全膝关节置换(total knee arthroplasty,TKA)和膝关节翻修术中巨大骨缺损的临床疗效。方法回顾性分析2018年7月至2023年12月就诊于浙江大学医学院附属第二医院骨科的存在巨大骨缺损的TKA或膝关节... 详细信息

目的探讨3D打印金属垫块或胫骨假体重建全膝关节置换(total knee arthroplasty,TKA)和膝关节翻修术中巨大骨缺损的临床疗效。方法回顾性分析2018年7月至2023年12月就诊于浙江大学医学院附属第二医院骨科的存在巨大骨缺损的TKA或膝关节翻修患者7例(7膝),其中TKA 4例、膝关节翻修术3例。男3例、女4例,年龄(58.7±7.6)岁(范围54~68岁),左膝3例、右膝4例。患者膝关节均存在骨缺损,均为AORIⅢ型,2例仅股骨存在骨缺损,4例仅胫骨存在骨缺损,1例胫骨和股骨均存在缺损,采用3D打印个性化重建治疗。比较手术前后的髋膝踝角、美国膝关节协会评分(Keen Society score,KSS),观察术后并发症情况。结果所有患者均顺利完成手术,手术时间为(189.3±35.5)min(范围125~240 min)。复杂TKA 4例,手术时间分别175、195、210、240 min,翻修术3例,手术时间分别125、180、200 min。术中出血量为(114±24.4)ml(范围100~150 ml)。5例使用3D打印金属垫块,2例使用3D打印一体式胫骨部件。所有患者均获得随访,随访时间分别为2、2、5、6、7、20、57个月。术后3个月5例患者的KSS膝评分分别为56、61、66、56、56分,大于术前的35、44、36、27、41分。术后3个月5例患者的KSS功能评分分别为45、45、45、30、45分,大于术前的30、30、15、20、20分。末次随访时髋膝踝角为181.8°±3.4°(范围177.9°~188.0°),术前为175.8°±12.4°(范围153.3°~192.1°),差异无统计学意义(t=-1.230,P=0.242)。末次随访时3D打印部件与骨面结合良好,假体位置稳固,下肢力线均正常。两组术后无一例出现切口愈合不良、感染、脂肪液化、神经损伤、下肢深静脉血栓形成、膝关节僵硬、假体周围感染及松动等并发症。结论采用3D打印金属垫块或胫骨假体重建全膝关节置换和翻修术中巨大骨缺损早期临床疗效满意,可获得比较满意的关节功能,手术安全性较好。

关键词：关节成形术,置换,膝假体失效打印,三维治疗结果

大直径股骨头假体在人工髋关节翻修术中的应用

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中华外科杂志 2012年第5期50卷 389-392页

作者：周勇刚张强陈继营张国强柴伟王岩解放军总医院骨科北京100853

目的探讨人工髋关节翻修术中使用大直径股骨头假体对预防术后关节不稳定的有效性。方法回顾性分析2005年8月至2010年12月进行人工髋关节翻修术使用28mm股骨头假体的107例（112髋）及使用36mm股骨头假体的46例（46髋）的患者资料。所有... 详细信息

目的探讨人工髋关节翻修术中使用大直径股骨头假体对预防术后关节不稳定的有效性。方法回顾性分析2005年8月至2010年12月进行人工髋关节翻修术使用28mm股骨头假体的107例（112髋）及使用36mm股骨头假体的46例（46髋）的患者资料。所有手术均由同一组医生完成。其中使用28mm股骨头假体（28mm组）的患者中男性8l例（85髋），女性26例（27髋），年龄26-79岁，平均（62±17）岁；使用36mm股骨头假体（36mm组）的患者中男性33例（33髋），女性13例（13髋），年龄31-77岁，平均（60±16）岁。统计对比最后随访时两组的脱位率和Harris评分。结果28mm组平均随访43．3个月，共出现7髋脱位，脱位率为6．2％；其中使用加强环翻修者脱位2例，脱位率为9．5％，使用打压植骨技术翻修者脱位3例，脱位率为8．3％，使用生物臼翻修者脱位2例，脱位率为3．6％。36mm组平均随访26．7个月，仅出现1例脱位，脱位率为2．2％，且此例为臀中肌损伤患者，排除这例，脱位率为0。两组脱位率相比，差异有统计学意义（X^2=103．0095，P〈0．01）。28mm组患者末次随访时Harris评分为（88±11）分，36mm组患者末次随访时Harris评分为（89±9）分，两组比较差异无统计学意义（P〉0．05）。结论大直径股骨球头假体可显著降低人工髋关节翻修术后关节的脱位率，应该在人工髋关节翻修术中提倡使用大直径股骨球头假体。

关键词：关节成形术,置换,髋髋假体关节不稳定性假体失效

三相骨显像联合SPECT/CT鉴别假体周围感染与假体松动的增益价值

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中华核医学与分子影像杂志 2021年第9期41卷 531-535页

作者：朱静谭辉石洪成上海市影像医学研究所、复旦大学附属中山医院核医学科、复旦大学核医学研究所、复旦中山医院肿瘤中心 200032

目的探讨三相骨显像联合SPECT/CT较三相骨显像鉴别假体周围感染与假体松动的增益价值。方法回顾性分析2008年10月至2019年11月行关节置换术后临床疑似假体周围感染与假体松动于复旦大学附属中山医院核医学科行三相骨显像联合SPECT/CT的7... 详细信息

目的探讨三相骨显像联合SPECT/CT较三相骨显像鉴别假体周围感染与假体松动的增益价值。方法回顾性分析2008年10月至2019年11月行关节置换术后临床疑似假体周围感染与假体松动于复旦大学附属中山医院核医学科行三相骨显像联合SPECT/CT的70例患者[男27例、女43例,年龄(69.5±10.5)岁]的临床和影像学资料,以术中所见或穿刺活组织病理检查诊断为标准,评价三相骨显像及三相骨显像联合SPECT/CT在假体周围感染与假体松动中的诊断价值。采用χ2检验分析数据。结果70例患者中,确诊假体周围感染34例(48.6%,34/70),假体松动36例(51.4%,36/70)。三相骨显像诊断假体周围感染的灵敏度、特异性、准确性、阳性预测值和阴性预测值分别为94.1%(32/34)、77.8%(28/36)、85.7%(60/70)、80.0%(32/40)和93.3%(28/30);联合SPECT/CT后的诊断效能分别为94.1%(32/34)、94.4%(34/36)、94.3%(66/70)、94.1%(32/34)、94.4%(34/36);特异性及准确性有明显提高(χ2值:4.167和4.167,均P=0.031)。结论三相骨显像联合SPECT/CT对假体周围感染与假体松动的诊断具有增益价值。

关键词：关节成形术,置换,髋假体相关感染假体失效放射性核素显像体层摄影术,发射型计算机,单光子体层摄影术,X线计算机 99m锝美罗酸盐

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人工腰椎间盘假体及手术相关并发症现状分析

中华创伤骨科杂志 2022年第1期24卷 84-88页

作者：张钦翔陈杨孟冰赵雄空军军医大学西京医院脊柱外科西安710032 空军军医大学基础医学院学员二大队西安710032 空军军医大学卫勤训练基地军事体育教研室西安710032

随着医学的进步及人们对脊柱生理重建的要求不断提高,不同种类的人工腰椎间盘假体也得到蓬勃发展。从第一代Charité假体到第二代ProDisc-L假体,再到目前的第三代Activ-L Systems假体都在临床进行了大量应用,此外还有Acroflex、Maverick... 详细信息

随着医学的进步及人们对脊柱生理重建的要求不断提高,不同种类的人工腰椎间盘假体也得到蓬勃发展。从第一代Charité假体到第二代ProDisc-L假体,再到目前的第三代Activ-L Systems假体都在临床进行了大量应用,此外还有Acroflex、Maverick、XL TDR、M6-L等其他产品也获得批准应用。本文就人工腰椎间盘假体应用的相关文献进行综合分析,按照非限制型、半限制型、限制型、整体式弹性体、限制型+弹性芯、整体式横向植入等不同的设计特点,将相应假体的并发症进行综述,为后续假体设计改进和应用提供参考。

关键词：腰椎假体和植入物假体失效手术中并发症手术后并发症

定制肿瘤型关节假体髓外柄断裂的有限翻修技术

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中华骨科杂志 2015年第2期35卷 127-132页

作者：杨强王鲁强杨志平李昕李振峰李建民山东大学齐鲁医院骨科济南250012

目的介绍定制肿瘤型关节假体髓外柄断裂的有限翻修方法,并评价其临床应用效果.方法 3例患者行定制肿瘤型关节假体置换术后发生假体髓外柄断裂,男2例,女1例;年龄分别为25岁、51岁和52岁.原发肿瘤部位及病理组织学类型分别为股骨远端骨... 详细信息

目的介绍定制肿瘤型关节假体髓外柄断裂的有限翻修方法,并评价其临床应用效果.方法 3例患者行定制肿瘤型关节假体置换术后发生假体髓外柄断裂,男2例,女1例;年龄分别为25岁、51岁和52岁.原发肿瘤部位及病理组织学类型分别为股骨远端骨肉瘤、股骨远端复发性骨巨细胞瘤及股骨近端软骨肉瘤.假体髓外柄断裂分别发生于术后11个月、34个月和28个月,均无明显外伤史,为行走时发生假体断裂.假体断裂处位于股骨远端假体髓外柄结合部和股骨近端假体的股骨颈基底部.依据假体断裂后髓内柄固定牢固及髓外柄残留足够长度的情况,为避免常规翻修手术中较困难的原假体髓内柄及骨水泥取出,设计了股骨近端和远端翻修假体进行有限翻修,该翻修假体由套筒部和关节部组成,材质及关节部外形与原假体相同,翻修时保留原假体髓内柄,将翻修假体套接于残留的髓外柄,骨水泥及挤压螺钉固定,同时更换磨损的配件,从而完成有限翻修.术后常规功能锻炼,定期随访观察翻修假体稳定性及肢体功能恢复情况.结果 3例患者假体断裂原因为股骨远端假体髓外柄结合部、股骨近端假体股骨颈基底部疲劳断裂各1例,股骨远端假体髓外柄结合部松动、锁钉断裂1例.翻修术后分别随访1个月、103个月和110个月,1例骨巨细胞瘤患者发生软组织内肿瘤复发而再行肿瘤切除术.至末次随访时,3例患者翻修假体固定牢固、无松动.MSTS评分肢体功能评分分别为66.7％、86.7％和83.3％.结论定制肿瘤型关节假体由于疲劳或结构失效可发生断裂,套接式翻修假体可保留固定牢固的原假体髓内柄而行有限翻修,降低了手术难度,有利于肢体功能的尽快恢复.

关键词：股骨肿瘤四肢挽救疗法假体失效再手术