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股骨旋转畸形的生物力学改变

时间:2023-04-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:股骨旋转畸形的存在将导致髋、膝关节生物力学关系紊乱。股骨干骨折内旋畸形比外旋畸形对髋关节有更大的影响。股骨干骨折内旋畸形时,实际上是骨折以远的部分发生内旋,但在负重行走时,畸形愈合侧膝关节趋于中立位,骨折以上的髋关节和股骨上段则处于相应的外旋位以代偿,组成髋关节的股骨头与髋臼的关系由正常的轻度不相称关系转为不相称关系。

两关节面的相互适应,即关节的适合性(joint congruence)是关节活动的必要条件,适合性差的关节在运动时,由于关节软骨间接触面积小,使压强增大,从而引起关节软骨的应力增加,预示着关节可能发生退行性改变。

股骨旋转畸形的存在将导致髋、膝关节生物力学关系紊乱。髋关节有有限代偿旋转的能力,在股骨干骨折10°~15°旋转移位,可以部分或完全代偿。因股骨头并非正圆形,股骨头旋转后,失去正常负重时的应力,一旦旋转超出正常范围,即不能与髋臼关节面完全对称,出现载荷传导紊乱,应力集中(任何原因的关节不相顺应都造成应力集中)和应力过度,可促使骨小梁继发萎缩塌陷,亦可导致股骨头缺血坏死,引起髋关节退行性改变。股骨干骨折内旋畸形比外旋畸形对髋关节有更大的影响。股骨干骨折内旋畸形时,实际上是骨折以远的部分发生内旋,但在负重行走时,畸形愈合侧膝关节趋于中立位,骨折以上的髋关节和股骨上段则处于相应的外旋位以代偿,组成髋关节的股骨头与髋臼的关系由正常的轻度不相称关系转为不相称关系。

骨折后旋转畸形愈合,改变了有关肌肉的行程、方向,甚至影响到它和所属关节的关系,就会在不同程度上影响该肌肉的作用。髋关节外旋改变了臀中肌的方向,臀中肌的收缩则不能再起到外展髋关节或稳定骨盆,从而失去了稳定骨盆的作用,而转为伸髋,早期出现臀中肌失效步态。

在正常生理情况下,当人体站立位时,股骨头的中心、膝关节的中心及距小腿(踝)关节的中心应处于同一条直线,此直线即为下肢的机械轴(mechanical axis)。重力通过膝关节内侧且与膝关节之间尚有一距离,膝关节内侧承受压应力,外侧承受拉应力。膝关节中心与单足负重重力线之间的距离称之为偏距(varizing distances),膝关节中心与下肢机械轴之间的距离为固有偏距(intrinsic varizing distances,IVD),IVD反映出形态学的特征。正常情况下,机械轴经过膝关节的中心,IVD为零(图1-20);机械轴位于膝关节中心的内侧,IVD为正值;机械轴位于膝关节中心的外侧,IVD为负值。股骨内旋使膝关节中心与重力线之间的距离减小,机械轴位于膝关节中心外侧,IVD为负值(图1-21),膝关节内侧负荷减轻,外侧负荷加重。股骨外旋的情况正好相反,股骨外旋使膝关节中心与重力线之间的距离加大,IVD增大,导致膝关节内侧负荷过重。下肢发生旋转畸形后,部分功能能够通过代偿得以保留,畸形较重时,则出现失代偿状况。

图1-20 中立位,IVD为零

图1-21 股骨内旋畸形,髋关节外旋代偿,IVD为负值

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