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活体腕关节桡尺韧带在负荷旋转过程中韧带长度变化的三维生物力学分析

摘要目的:应用计算机断层扫描技术(CT)对腕关节进行成像,研究活体下尺桡关节(distal radioulnar joint, DRUJ)抗扭矩旋后状态下,前臂从0°至180°旋后运动过程中掌侧和背侧桡尺韧带长度的变化趋势,与 DRUJ 稳定性的关系。根据已发表的相关研究报道进行分析比较,探究下尺桡关节抗扭矩旋后运动过程中的生物力学运动是否会发生改变。<br>  方法:对6个健康志愿者右(优势侧)手的腕关节进行了研究,并通过特殊的扭矩器具对腕关节在旋后过程中施加(1-1.5kg)一定区间范围的力,弹性势能的弹力逐渐大。受试者在抗扭矩状态下前臂从 0°-180°,以 45°为增量做旋后运动。前臂运动过程中选取5个特定角度的腕关节位置在CT下进行成像,之后根据CT数据在mimics医学分析软件中进行三维重建骨骼模型,根据解剖知识确定DRUJ的4条桡尺韧带起止点。即掌侧浅桡尺韧带(PS-RUL)、掌侧深桡尺韧带(DS-RUL)、背侧浅桡尺深韧带(DD-RUL)和背侧深桡尺韧带(PD-RUL)。使用 Marai 的方法,对每条韧带进行虚拟化、模拟韧带在骨骼上的路径,之后分别对不同腕部位置下尺桡韧带的长度进行测量,并进行统计学分析。<br>  结果:前臂从旋后位0°-旋转后位180°抗阻力旋转过程中,掌侧浅桡尺韧带、掌侧和背侧深桡尺韧带的长度显著增加,掌测浅桡尺韧带的增幅最大,其中前臂旋后位0°-旋后位45°过程中韧带长度增幅最明显,增加了1mm。但掌侧和背侧深桡尺韧带在整个旋后过程中增辐较小,长度只增加了大约 1mm。背侧浅桡尺韧带的在整个抗阻力旋后过程中长度逐渐减少,长度变化最大,从前臂旋后位90°-旋后位 135°期间韧带变化量最大,降幅达到了 1.6mm。前臂抗阻力旋后过程中掌侧和背侧浅桡尺韧带比掌侧和背侧深桡尺韧带长度变化趋势更大。<br>  结论:正常人体的三维运动学分析测量结果提示,在前臂从 0°-180°抗阻力旋后过程中,掌侧浅桡尺韧带、掌侧和背侧深桡尺韧带张力增高,韧带长度被拉长,作为下尺桡关节在抗阻力旋后过程中的稳定结构。但掌侧和背侧深桡尺韧带在旋后过程中韧带长度增幅较小,增量大约在 1mm,提示掌侧和背侧深桡尺韧带在抗阻力旋后过程中对维持下尺桡关节的稳定性至关重要。<br>  临床相关性:三维度运动分析结果提示下尺桡关节在抗阻力旋后过程中,掌侧的浅桡尺韧带、掌侧和背侧深桡尺韧带长度增加。结果提示当对抗比日常拧门把手、拧螺丝等活动更大阻力的旋后运动过程中掌侧和背侧深桡尺韧带很可能会发生撕裂。本研究结果建议在 TFCC 损伤后或下尺桡关节重建术后,早期应当避免旋后运动,应以中立位石膏进行保护固定。

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