靜態(tài)加載及沖擊條件下骨盆后環(huán)生物力學(xué)效應(yīng)研究.pdf

1、骨盆環(huán)后部骨一韌帶復(fù)合結(jié)構(gòu)稱為骶骼復(fù)合體，包括骶髂關(guān)節(jié)、骶髂關(guān)節(jié)周圍韌帶、骶棘韌帶、骶結(jié)節(jié)韌帶及骨盆底的肌肉和筋膜，亦稱為骶髂復(fù)合結(jié)構(gòu)。骶髂復(fù)合結(jié)構(gòu)是軀干與下肢負(fù)荷傳遞的樞紐，占整個(gè)骨盆功能的60％。
　　骶髂關(guān)節(jié)是髂骨和骶骨之間的一個(gè)滑液關(guān)節(jié)，為單純骨連接，連接處的關(guān)節(jié)表面有軟骨覆蓋。其運(yùn)動(dòng)主要由周圍肌肉和韌帶控制，強(qiáng)大的骶髂韌帶限制了骶髂關(guān)節(jié)的過度運(yùn)動(dòng)，維持了骶髂關(guān)節(jié)的穩(wěn)定，同時(shí)骶髂關(guān)節(jié)面內(nèi)不規(guī)則的凹凸咬合“自動(dòng)內(nèi)鎖裝置”亦增

2、加了骶髂關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性，限制了關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)。骶髂韌帶附著在關(guān)節(jié)周圍，通過自身堅(jiān)強(qiáng)的韌性，限制關(guān)節(jié)的相對運(yùn)動(dòng)，是維持關(guān)節(jié)穩(wěn)定的一個(gè)重要因素。其連接為“自緊張”，可減低關(guān)節(jié)的部分區(qū)域張力，從而將骶骨和髂骨穩(wěn)定的連接在一起。韌帶的松弛或其他改變，將極大的減低骶髂的穩(wěn)定，增大骶髂關(guān)節(jié)的相對運(yùn)動(dòng)范圍，改變其應(yīng)力分布。亦可能成為骶髂關(guān)節(jié)疼痛的根源。且由于骶髂關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)面結(jié)構(gòu)并不與力的傳遞結(jié)構(gòu)垂直，故而其相較于其他關(guān)節(jié)更容易發(fā)生退變，軟骨是最常發(fā)生退變的

3、區(qū)域，其退變所導(dǎo)致的骶髂關(guān)節(jié)的生物力學(xué)變化，亦可能成為疼痛的重要原因。
　　骨盆后環(huán)血管密布，車禍及墜落所造成的骨盆后環(huán)穩(wěn)定性破壞所導(dǎo)致的血管損傷是骨盆骨折早期最主要的致死因素。骨盆損傷嚴(yán)重程度是預(yù)測血管損傷的重要指征，然而，課題組前期臨床研究發(fā)現(xiàn)部分骨盆損傷嚴(yán)重程度與血管損傷程度并不相關(guān)，國內(nèi)外亦有類似報(bào)道。既往研究發(fā)現(xiàn)而血管斷裂不僅與骨盆損傷的程度相關(guān)，還與骨折移位、位置及損傷原因相關(guān)；有限元?jiǎng)討B(tài)分析提示，血管損傷亦與致傷部位

4、及沖擊載荷特征相關(guān)。明確周圍結(jié)構(gòu)致傷情況與血管損傷之間的聯(lián)系，有利于血管損傷的準(zhǔn)確預(yù)測，而其尚還未被明確表達(dá)。
　　基于上述問題，本課題以骨盆后方作為研究對象，在既往研究所構(gòu)建的有限元模型的基礎(chǔ)上，改變有限元的韌帶及軟骨屬性，模擬韌帶松弛、軟骨硬化及融合條件，研究其應(yīng)力及應(yīng)變的變化，分析其影響。同時(shí)，建立包含動(dòng)脈的股骨—骨盆復(fù)合體有限元模型，并利用既往研究對有限元結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上對模型施加側(cè)方及前后方?jīng)_擊載荷，獲取骨盆后環(huán)

5、結(jié)構(gòu)及血管的沖擊響應(yīng)譜，探究后環(huán)結(jié)構(gòu)損傷與血管損傷之間的聯(lián)系。
　　在本文的研究中發(fā)現(xiàn)，在骶髂關(guān)節(jié)韌帶松弛及軟骨硬化的條件下，骶髂軟骨的應(yīng)力明顯增加，表明軟骨硬化和韌帶松弛可能是骶髂源性下腰痛的原因，而骶髂融合時(shí)骶髂軟骨應(yīng)力可明顯減低，分布更均勻，提示融合在骶髂源性疼痛方面有著較為積極的作用。另外，本文建立了包含骨盆動(dòng)脈的骨盆-股骨復(fù)合體有限元模型。模型具有解剖結(jié)構(gòu)的相似性和完整性，經(jīng)與既往研究驗(yàn)證能準(zhǔn)確反映骨盆后環(huán)的沖擊響應(yīng)，適