膝关节假体设计运动模式
关节置换手术前后的关节功能锻炼方法
关节置换手术前后的关节功能锻炼方法关节置换手术是治疗严重关节疾病的有效手段，能够显著改善患者的生活质量。
然而，手术的成功不仅仅取决于手术过程本身，术后的康复锻炼同样至关重要。
术前的功能锻炼也能为手术的顺利进行和术后的恢复打下良好基础。
接下来，让我们详细了解一下关节置换手术前后的关节功能锻炼方法。
一、术前关节功能锻炼1、肌肉力量训练（1）股四头肌收缩练习：患者仰卧，伸直膝关节，主动收缩股四头肌，保持 5 10 秒后放松，重复 10 20 次为一组，每天进行 3 4 组。
（2）直腿抬高练习：仰卧位，伸直下肢并缓慢抬高 30 45 度，保持 5 10 秒后缓慢放下，重复 10 20 次为一组，每天 3 4 组。
2、关节活动度训练（1）膝关节屈伸练习：坐在椅子上，缓慢屈伸膝关节，尽量达到最大角度，重复 10 20 次为一组，每天 2 3 组。
（2）髋关节屈伸练习：仰卧位，屈髋屈膝，双手抱住膝关节，尽量靠近胸部，保持 5 10 秒后缓慢伸直，重复 10 20 次为一组，每天 2 3 组。
3、平衡和步态训练（1）单脚站立：站立位，双手扶墙，单脚站立 10 30 秒，左右脚交替进行，每天 3 4 组。
（2）借助辅助器具行走：如拐杖或助行器，练习正确的行走姿势和步态。
二、术后关节功能锻炼1、术后早期（1 3 天）（1）踝泵运动：患者仰卧或坐位，踝关节用力、缓慢、全范围的屈伸运动，每个动作保持 5 10 秒，每天 3 4 组，每组 20 30 次。
（2）股四头肌等长收缩：同术前方法，但次数可适当增加。
2、术后中期（4 14 天）（1）膝关节屈伸练习：患者坐在床边，双腿自然下垂，缓慢屈伸膝关节，逐渐增加活动角度，每天 3 4 组，每组 20 30 次。
（2）髋关节屈伸练习：仰卧位，屈髋小于 90 度，进行屈伸运动，每天 3 4 组，每组 20 30 次。
（3）站立和行走练习：在助行器的辅助下，逐渐增加站立和行走的时间和距离，注意保持正确的姿势。
膝关节假体选择课件
– 以点、线、部分 面接触为主，能 产生足够的活动 度和低限制
– 固定关节面 – 磨损度较高
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后交叉韧带保留型假体
设计目的
– 为了降低假体和骨之 间固定界面的剪切应 力，降低假体松动
假体特点
– 低吻合性，低限制性
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平坦对平坦设计有较大的接触面积，但在内外翻 时易产生边缘效应，加速磨损
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材料
金属
– 钴铬钼合金 （光滑、耐磨，与聚 乙烯接触部件）
–钛 （便于骨长入，与骨 接触部件）
第一代：单纯铰链型假体（全限制型） 第二代：髁型假体（非限制、半限制）
– 点接触、线接触或部分面接触型
第三代：带半月板功能的解剖型假体
– 面接触型
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第一代－完全限制型假体
特点
– 铰链式、单一半径 – 固定铰链型
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– 可以作为膝关节挽救性手术
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目前进展
旋转铰链型
– 股骨和胫骨假体间存 在旋转
– 降低假体－骨水泥－ 骨界面接触应力
– 防止假体过早松动
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第二代－半限制型和非限制型假体
膝关节置换术后功能锻炼2
俯卧主动屈膝练习反手压膝● 站立位屈膝练习，能够连续50次后可在踝部加重物，从0.5kg开始，直至2. 5kg，能连续屈50次，每天3组。
● 在陪护人员保护下继续扶助行器做行走练习，膝关节负重约30～50公斤，21天后可去除助行器逐渐完全负重行走，每天练习3～4次，每次15～30分钟。
● 弓步练习，两腿前后分开，交替弓步压膝，足底不离地，后腿伸直，每天3组，每组30次弓步练习● 下蹲练习同前。
下蹲练习● 利用门框练习。
将手抬高至肩的高度，抓住门框。
拇指朝上。
尽量不要用上肢去支撑身体，大腿肌肉绷紧。
两腿分开，与骨盆同宽，站成走路的姿势。
两个脚掌都踩在地上。
下肢弯屈，尽量将重心前移。
脚跟不要离开地面，感觉小腿肌肉处于紧张状态。
回到刚开始的姿势站好，重复3到5次。
弯下后面那条腿，臀部向后用力，上身前倾。
后面腿的脚掌压在地上。
前面腿伸直，脚尖尽量向鼻子的方向勾起。
脚跟压在地上，感觉到整个下肢的后面被拉紧，做3到5遍，每天练习3组。
利用门框练习② 被动练习● 下肢肌肉按摩放松练习，每次主动练习后均可做此放松，持续5～10分钟下肢肌肉按摩放松练习● 病人俯卧位，由家人帮助扶小腿屈膝练习，尽量屈膝，可持续加压与悠压交替进行，每天3组，每组30次。
俯卧辅助屈膝练习通过本阶段锻炼应达到：· 主、被动屈膝达到或超过120 °· 能自主有力地屈伸膝关节，可自己穿鞋袜· 完全负重行走（2）术后第30～60天① 康复师指导下的器械练习● 水中行走练习● 跑步机上行走练习● 静态自行车练习● 负重伸膝练习② 被动练习同上一阶段。
③ 自主练习● 无辅助平路行走练习，每天3～4次，每次30分钟左右平路行走练习● 垫高弓步练习，在前一阶段弓步练习的基础上，将患侧足下垫高，而后进行弓步练习，可逐渐增加高度直至约0.5米。
每天3组，每组30次。
垫高弓步练习● 跪坐压膝练习，健侧（或一侧）站立，患侧（或另一侧）跪于靠背椅或床头，做屈曲压膝动作，每天3组，每组30次。
人工膝关节及工具的设计思路
一、人工膝关节的发展趋势和方向人工膝关节发展趋势和方向根据现有的市场信息可以概括出一下几方面：1、高屈曲角度：通用人工膝关节假体正常屈膝角度为110°-140°，但是为了追求更好的生活质量，患者对膝关节屈曲角度提出更高的要求，以下几方面为人工膝的屈曲角度要求：日常生活>120°，爬楼梯75°-140°，坐椅子90°-130°，下蹲130°-150°，这些对人工膝关节活动度的设计提出了更高的要求，以捷迈（ZIMMER）FLEX膝关节系统为代表，安全达到屈膝155°，但是单纯追求高屈曲角度将影响高屈膝状态下的膝关节稳定性，产生风险。
2、耐磨损：产品的使用寿命很大程度上取决于膝关节部件的耐磨损特性，提高的产品的耐磨性是人工膝关节设计重要目标之一，人工膝关节在提高耐磨性方面的发展趋势在以下三方面：1）材料：现在人工膝关节耐磨组件：半月板的通用材料为UHMW-PE即超高分子量聚乙烯，此件的磨损产生微屑会常常引发人工关节的松动和骨溶解，新型的聚乙烯材料-高交联超高分子量聚乙烯逐渐被采用，此种材料消除了表面自由基，表现出抗表面磨损、抗关节面下的疲劳分层和抗氧化等特性。
2）结构形态设计：通过各种优化设计（例如:有限元分析）进行关节面接触应力最小化、接触面积最大化。
3）加工工艺：技术领先的公司就通过对超高分子量聚乙烯颗粒进行模压法加工，保证采用聚乙烯材质部件的表面光洁度远远超过通过刀具切削所形成的表面光洁度，降低磨损。
3、个性化：个性化又包括区域化、男女差别和个体化现在关节产品的区域化从大的方面来说体现了欧美人种的骨骼尺寸参数与亚洲人的不同，欧美公司人工膝关节产品在截骨覆盖方面经常出现不适用于国人的情况；随着产品的区域化进一步发展，在中国会产生适用于华南区的人工膝关节；适用于华北区的人工膝关节及东北区的人工膝关节，在快速成型工艺在人工关节领域进一步成熟发展后极有可能出现定制个体化关节与型式关节并行情况；同时根据书面统计数据显示出男性与女性的人体关节骨骼尺寸存在显著差异，捷迈公司就专门设计出女性人工膝关节产品，从这一点上说：任何关节产品必须与区域化紧密结合在一起。
旋转平台型膝关节假体-与固定平台型假体相比,旋转平台型假体的聚乙烯衬垫下方与胫骨平台假体之间能自由
旋转平台型膝关节假体-与固定平台型假体相比，旋转平台型假体的聚乙烯衬垫下方与胫骨平台假体之间能自由旋转旋转平台型膝关节假体-与固定平台型假体相比，旋转平台型假体的聚乙烯衬垫下方与胫骨平台假体之间能自由旋转，上方的球面设计增加了与股骨髁之间的形合度和接触面积，在膝关节屈伸时能分解股骨髁与聚乙烯衬垫间的剪切应力。
这些设计一方面可以降低聚乙烯的磨损、减少磨损产生的碎屑，降低关节置换的翻修率。
学术术语来源——全膝关节置换后早期疗效：3种假体的比较文章亮点：目前，对于全膝关节置换后的疗效评价大多基于“不同疾病、不同年龄组、不同假体设计、膝关节活动度、假体生存率、术后并发症”等临床医学范畴，而忽视了患者的自身感受。
文章的特点在于采用了以患者为中心的简明健康状况量表(SF-36)评价患者的满意度，同时应用膝关节协会评分(KSS)评价临床效果，克服了HSS评分存在的随年龄增长评分自然下降的缺陷。
关键词：植入物；人工假体；全膝关节置换；固定平台；旋转平台；高屈曲假体；早期疗效；满意度；屈曲度主题词：关节成形术，置换，膝；假体植入；疗效比较研究；生活质量摘要背景：全膝关节置换中选择何种假体目前仍存在争议。
目的：探讨传统固定平台、旋转移动平台以及高屈曲衬垫膝关节假体置换后的早期疗效。
方法：回顾分析2006年1月至2009年12月间接受以上3种假体进行初次人工全膝关节置换的重度骨关节炎患者的资料，比较3组患者置换前及置换后3个月、6个月、1年以及1年以后的KSS 评分，SF-36健康调查量表评分以及最大膝关节屈曲度。
结果与结论：所有例患者均获随访。
3组患者全膝关节置换后的KSS评分、SF-36量表评分以及最大膝关节屈曲度较置换前明显改善(P < 0.05)；置换后同一时间点组间及组内比较差异无显著性意义(P > 0.05)。
提示，3种假体对于中晚期膝关节炎患者的早期治疗效果优良，患者满意度佳，可以在一定程度上改善膝关节屈曲度；但未发现3者在早期疗效、患者的主观满意度以及早期关节活动度的改善上存在显著差异。
施乐辉膝关节假体 Journey II介绍
JOURNEY II BCS 双交叉韧带稳定型
机械轴 前后轴
通髁线
假体后髁厚度与
3°
内外侧截骨厚度
3°
完全相同
JOURNEY™ II 设计特征
内侧
正常TKA胫骨平台表面
内侧
外侧
外侧
JOURNEY II垫片 内凹
JOURNEY II垫片 外凸
JOURNEY™ II 设计特征
✓ 重建3°生理关节线
• 伸直位股骨内外侧重心连线轻度向前向内旋 • 伸直位股骨重心偏后
Hale Waihona Puke • 屈曲中期，股骨后滚同时外旋
• 屈曲时股骨前滑，无法完成扣锁机制
• 屈曲后期，内侧髁为轴、外侧髁后滚
• 屈曲时反常运动
• 屈曲股骨髁外旋不足
现有人工膝关节并未完全仿生！
未来已来
JOURNEY™ II BCS 双交叉韧带稳定型假体
形态仿生·位置仿生·运动仿生
JOURNEY™ II 设计特征
6°
JOURNEY II BCS 双交叉韧带稳定型
机械轴 前后轴
通髁线
3°
JOURNEY™ II 设计特征
6°
JOURNEY II BCS 双交叉韧带稳定型
机械轴 前后轴
3°
矩形伸直间隙
通髁线 矩形屈曲间隙
JOURNEY™ II 设计特征
股骨髁靠后
正常髌腱角
正常膝关节
• 扣锁机制 • 正常髌腱角提升股四头肌功能 • 接触点靠前避免屈曲时反向运动
Attune TKA
传统PS假体
• 伸直位股骨重心偏后 • 屈曲时股骨前滑，无法完成扣锁机制 • 屈曲时反常运动 • 屈曲股骨髁外旋不足
手术讲解模板：旋转铰链式膝关节假体置换术
手术资料：旋转铰链式膝关节假体置换术
手术禁忌： 1.老年病人有心肺、肾、脑等重要脏器严 重疾病不能耐受大手术者。80岁以上的病 人要慎重考虑。
手术资料：旋转铰链式膝关节假体置换术
手术禁忌： 2.髋部有化脓感染者；泌尿系统、胸部、 皮肤等处有感染者。
手术资料：旋转铰链式膝关节假体置换术
手术禁忌： 3.神经肌肉疾患影响到髋部及周围肌肉者。
手术资料：旋转铰链式膝关节假体置换术
术前准备：
术前训练吸烟者禁烟，指导患者练习深呼 吸，练习咳嗽训练；指导患者正确使用便 器，练习床上大小便；指导患者行下肢功 能锻炼的方法，包
手术资料：旋转铰链式膝关节假体置换术
术前准备：
括练习股四头肌等长及等张收缩，足踝的 背伸及跖屈练习，患肢的摆放，术后康复 时如何下地站立，以及步行器的使用等， 便于术后配合。
手术资料：旋转铰链式膝关节假体置换术
并发症： 3.髌股关节并发症
手术资料：旋转铰链式膝关节假体置换术
并发症：
包括髌股关节不稳、髌骨骨折、髌骨假体 断裂或松动、髌骨撞击综合征和伸膝装置 断裂等，常与软组织不平衡与假体位置不 佳有关。因此，选择正确的假体，掌握正 确的手术操作是预防髌股关节并发症最重 要的方法。其中伸膝装置断裂是最严重的 并发症，重建后的关节功能不会太好。
手术资料：旋转铰链式膝关节假体置换术
手术禁忌： 4.髋局部骨质减少（osteopenia）者要查 明其原因，再考虑是否手术。
手术资料：旋转铰链式膝关节假体置换术
手术禁忌： 5.因其他疾病，估体置换术
术前准备：
心理护理,针对患者的这种心理，向患者 详细介绍该手术的优点、目的以及成功的 案例，增强患者的自信心，运用心理学知 识与患者沟通交谈，建立良好的护患关系， 掌握其心理变化，及时给予心理疏导，使 患者身心处于应对手术的最佳状态。
活动平台膝关节假体
Ｃ ｈ ｉ ｎ Ｊ Ｊ ｏ ｉ ｎ ｔ Ｓ ｕ ｒ ｇ （ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｅ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ） ， Ｊ ｕ ｎ ｅ ２ ０ １ ５ ， Ｖ ｏ １ ． ９， Ｎ ｏ ３
的肌 肉力量 和 被动 的韧带 张力之 间的平衡 。腓 骨高
马卫华 ，张树栋 ，王诗 军， 等．腓骨 高位截骨 治疗膝 关节 骨关节 炎机 理探讨 ［ Ｊ ／ Ｃ Ｄ］ ． 中华关节 外科 杂志 ： 电子 版 ， ２ ０ １ ５ ， ９
（ ３ ） ： ４ ２ １ — ４ ２ ２ ．
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专 科 小 词 典
Ｍ Ｂ聚 乙烯 垫 片 可 在 胫 骨 平 台上 做 前 、 后、 内、 外 移 动 及 内旋 、 外旋运动 ， 从 而 自我 调 节 力 线 ， 减 少最大接触 压 ， 适 应 胫 骨 平 台 力线 不平 衡 的 状 况 。 另 外 ， 行 ＭＢ假 体 全 膝 关 节 置 换 时 ， 术中关节间隙调整 方便 ， 容 易 矫 正 关 节 力线 。 Ｆ Ｂ关 节 匹 配 程 度 与
肌等腓 骨 附着肌 肉的牵 拉 作 用 ， 由于腓 骨 上 段 受 到
向下 的牵拉加 强 了附着 于腓 骨小 头等周 围结 构 的张 力 和力 量 。当 “ 弦” 的力 量 加大 ， 负重 时 膝 的 内侧 受 力减 少 ， 逐 渐受力 点外 移 ， 膝 内侧 载荷 减轻 间隙逐 渐
变宽 ， 下肢力 线改 善 （ 网７ ） 。
Hale Waihona Puke 活动度 之间存在矛盾 ， 即关节匹配程度较好 ， 关节 面压 力较 小时 ， 活动度却随之降低 ， 但 ＭＢ不存在这种矛盾 。 Ｍ Ｂ假体关 节磨损为黏 附磨损和摩擦磨损 ， 产生 的磨损颗 粒较 小 ； Ｆ Ｂ假体 关节匹配程 度较差 ， 关节磨损 主要为分层 、 凹陷 及 骨折 ， 磨损颗粒较大 。ＭＢ假体关节磨损颗粒数量较多 、 形态较小 ， 可 能与关节 匹配较好 的同时发生表 面下磨损有关 。 纵 然如此 ， 多项研究却发现 ， ＭＢ与 Ｆ Ｂ假体在膝关节评 分 、 牛津膝 关节评分 、 膝 关节功能评分 、 关节活动度 、 屈曲挛缩改
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V即垂直跳出高度，H即水平跳出高度。
上下2张图反映的是2种假体设计理念，一种是post-cam，一种是double-dish，在膝关节假体的发展史上double-dish先出现，post-cam设计则在insall大师的手上最终完善，普遍用于后稳型的假体设计。
而double-dish则多被用在交叉韧带保留型假体的设计上。
推测这2张图是来自于膝关节假体设计或相关生物力学研究的文献或书籍中。
这篇文献主要讲的是两种膝关节假体在伸曲过程中的运动模式，一种是滑动、一种是滚动。
这两中假体设计的使用的垫片分别是深盘型和状柱型垫片。
目前我所查到的文献深盘型垫片在膝关节伸曲活动时的运动模式为滚动，而状柱型垫片在膝关节0-60度时是滚动，而大于60度时运动模式为滑动。