战鼓居然不值钱的！【dota吧】_百度贴吧
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战鼓居然不值钱的！
TK后期装备满了，飞鞋
天堂 战鼓。手头有三千多，想想有了血精，也不打算留买活钱了，正好战鼓开完了打算扔了，换一个大件，居然……战鼓一分钱都没退给我。有没有大神告诉我这是bug吗？就算放鸟上也有buff啊，居然一分钱都没有
Tk这下牛逼了
才发现么。所以我现在很少出战鼓了　　你得明白，一切的理论都是灰色的，唯有那萌哒哒的妹纸才是鲜艳的。
新建的DOTA群，
现在人不多，但是有萌萌的群主在努力推广宣传，我相信人数一定会多起来的。进群来，为了跟朋友一起开黑，让四张TP重现江湖。群内可接受大神和菜鸟，但是！！拒绝喷子！！欢迎各位DOTAER前来同乐！群内有萌妹子、有怪蜀黍。每天组织内战或者开黑哦！！DOTA1和DOTA2都可以来哦！
战鼓是个渣
战鼓是个渣
用完就没了，三十了什么的都这样
应该是魔兽机制的问题,dota2可以一半价格卖出
你可以买个卷轴充能，卷轴875，卖出去925
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你用玩了，就这样
我在想你tk出战鼓是什么心态
每次看到说“应该是魔兽机制问题”这句话的人我就想笑
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tkA杖性价比不是很高吧。。。。虚灵大根走起啊，多暴力
我来告诉你怎么让它值钱，买个卷轴冲下能就行了
没次数了就不值钱了
和黑黄一样
用到四秒卖不到价钱
用一次卖的钱就会少大概五分之一。
居然不出跳刀？也不出魂戒？虚灵大根羊刀走起。
你这是出什么装备初了飞鞋我能看懂别的一件我都看不懂难道是控制留TK
用一次就便宜一点
卖之前买个卷轴再卖的话可以赚几十块
为毛不出羊刀，tk羊刀才厉害
没点数就不值钱，三十也一样
dota2好像还是半价
没能量的战鼓卖了没钱
不卖放鸟身上
以后什么30
bkb都放鸟身上
后面崩的时候会有奇效
战鼓 30 bkb 的冰女你怕不怕
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保存至快速回贴杖激光怎么只打一个啊！！！【dota2吧】_百度贴吧
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杖激光怎么只打一个啊！！！
A杖显示可以折射
这是版本问题吗？
折射英雄啊
求叼大的告诉下
小兵不折射了
原来小兵也折射的
不能就是不能
叼大的告诉下天梯3000+辅助选手用什么英雄上分几率高
玩什么辅助英雄能碰到好队友
我记得有个帖子啊让你玩全能大树给队友加血不打伤害匹配的队友会很厉害
你可以打小斌折射英雄，但是打英雄不会折射小斌
就玩TK，3000分上到4000妥妥的。
激光武器容易发热 你的激光不能折射那是因为没有装备散热槽
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保存至快速回贴Gustilo-Anderson分类法
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&&&&&&&&骨科学新进展&&&&（研究生讲义）&&&&&&&&浙江大学骨科研究所浙江大学医学院附属第二医院骨科2002年2月&&&&&&&&&&&&骨科学新进展&&&&&&&&目录&&&&&&&&目&&&&第一讲第二讲第三讲第四讲第五讲第六讲第七讲第八讲第九讲第十讲&&&&&&&&录&&&&&&&&&&&&骨折治疗的进展……………………………………………………周围神经损伤………………………………………………………生物力学的一般概念………………………………………………脊柱生物力学研究方法学的若干问题……………………………骨肉瘤的保肢治疗进展……………………………………………脊柱转移肿瘤手术治疗风险和预后………………………………恶性骨肿瘤的综合治疗进展………………………………………人工关节进展………………………………………………………人工关节置换疗效评价……………………………………………人工假体术后磨损…………………………………………………&&&&&&&&第十一讲关节镜技术…………………………………………………………&&&&&&&&第十二讲腰椎CAGE技术…………………………………………………132第十三讲颈椎病治疗进展……………………………………………………140第十四讲胸腰椎损伤的诊治进展……………………………………………150&&&&&&&&浙江大学骨科研究所&&&&&&&&&&&&骨科学新进展&&&&&&&&骨折治疗的进展&&&&&&&&第一讲&&&&一、骨折治疗的一般原则&&&&&&&&骨折治疗的进展&&&&&&&&骨折治疗的目的是要使骨折在最符合解剖学的位置上获得愈合，同时使患肢恢复最大功能。骨折固定的理想要求①获得骨折局部最大限度的稳定②允许肌肉、关节最大范围的运动③固定作用不易失败④副作用小，合并症少⑤便于调节（对可调节的固定物而言）——王亦璁《现代骨科手术学》二、骨折的分类对骨折及伴随软组织损伤的范围和类型进行分类可以让医生更好地制订治疗方案，能够追踪治疗结果并作对比分析，同时也为新的治疗模式提供可评价的基础。OTA分类法AO字母数字分类法骨端骨折的SUD分类法三、软组织损伤的分类：Gustilo-Anderson分类法（）：Ⅰ类开放性骨折，小于1cm的清洁伤口。Ⅱ类开放性骨折，伤口超过1cm，但无广泛的软组织损伤、撕脱。ⅢA类开放性骨折，有广泛的软组织撕裂伤或形成皮瓣，但骨骼仍有适当的软组织覆盖。或者不论伤口大小的高能损伤，这一类骨折包括节段性和严重的粉碎性骨折；ⅢB类开放性骨折,广泛的软组织缺失并伴有骨膜剥离和骨外露，有严重的污染；ⅢC类开放性骨折，伴有主要动脉损伤需要修补的骨折。&&&&&&&&浙江大学骨科研究所&&&&1&&&&&&&&&&&&骨科学新进展&&&&&&&&骨折治疗的进展&&&&&&&&AO分类法四、骨折的愈合及影响因素骨折愈合的生物学：Hunter分期（骨折自然修复）：①炎症期；②软骨痂期；③硬骨痂期；④塑形改建期。Brighton分期：①冲击期；②诱导期；③炎症期；④软骨痂期；⑤硬骨痂期；⑥塑形改建期。骨折修复模式：血管-体液-细胞学说。骨折的一期愈合primarybonehealing）“直接愈合”（或（directbonehealing）：骨折通过骨折断端直接成骨和骨单位重建达到骨性连接。（cuttingconeorcuttinghead）特点：X线上无骨痂形成，组织学上无软骨成骨。可分；接触愈合和间隙愈合二期愈合：传统意义上的骨折愈合。“第三种愈合方式”：不是生理学上的骨折愈合类型，是一种在特殊生物力学环境下的骨折愈合方式——早期坚强固定，晚期逐渐降低固定系统刚度。影响骨折的因素：全身因素：年龄、活动水平、营养状况、内分泌平衡、疾病、周围环境。局部因素：与损伤、治疗或并发症无关的因素：骨的类型、部位、性质等。与损伤、治疗或并发症有关的因素：促进骨折愈合的因素：骨移植——自体、异体、骨髓骨移植替代物——陶瓷类材料（羟基磷灰石、磷酸三钙、硫酸钙复合物、生物活性玻璃）胶原类（Collagraft）生物因子——BMP,FGF,PDGF。物理刺激——电、磁、超音。五、手术治疗的原则：&&&&&&&&浙江大学骨科研究所&&&&2&&&&&&&&&&&&骨科学新进展&&&&&&&&骨折治疗的进展&&&&&&&&由于外科手术治疗不可避免地会对肢体造成进一步的损伤，因此必须选择对骨组织及周围软组织最小限度额外损伤的手术。为求得解剖复位而付出骨折段血供丧失的代价，这样的手术无论从计划还是从具体操作的角度来说都不是好的。对拟施加于肢体的机械应力和计划进行的内固定都应该放在一个生物学的环境中予以考虑。必须强调的是，任何形式的内固定或外固定都不过是短期、临时的辅助装置，如果骨折的生物学受到严重干扰以致骨折不能愈合，那么任何内植物或外植物的重建（不论被描述得如何好）都将面临失败的危险。骨折的内固定:内固定的目的：恢复或/和维持复位后的骨折位置，保持骨折断端间的稳定，为骨折的修复和肢体的功能恢复提供良好的生理及生物力学环境。内固定的基本原则①有利于骨折的愈合②有利于伴发伤（神经、血管、脏器）的治疗③有利于全身状况的改善④有利于简化治疗⑤有利于减少后遗症的发生⑥有助于减少并发症、改善功能⑦非手术治疗不能达到功能复位切开复位内固定的适应证①骨折复位未能达到要求或复位后不能提供足够的稳定性②骨不连接③有重要结构附着的大块撕脱性骨折④肢体再植相对适应症：①延缓愈合②病理性骨折③同一肢体多处骨折，无明显移位④伴发其他脏器损伤，位治疗护理方便&&&&&&&&浙江大学骨科研究所&&&&3&&&&&&&&&&&&骨科学新进展&&&&&&&&骨折治疗的进展&&&&&&&&⑤开放性骨折，Ⅱ度⑥某些内固定后能缩短愈合时间的骨折（舟状骨）内固定的禁忌症：①局部有活动性感染或化脓性骨髓炎②严重骨质疏松以致内固定无稳定作用③局部软组织条件不佳：疤痕、皮肤营养差、Ⅲ度开放损伤④全身状况不允许⑤无移位、不影响功能的骨折⑥由于当时条件所限，不能成功进行骨折重建内固定的时机损伤后最好的手术时机依赖于多种因素，应具体情况具体分析。开放-----急诊骨骺、关节内、干骺端-----早期（1周内）一般骨折-----择期（3天~2周＜3周）内固定的并发症①感染②再发骨折③损伤/影响血管、神经及其他组织脏器④影响功能⑤骨不连、骨折延缓愈合⑥内固定物的不相容、松动、弯曲、断裂（术中、术后）⑦不适感⑧其它六、内植物：金属内固定的使用＞100年，目前最常见的内植物金属是316L不锈钢（含铁、铬、镍）、钛-铝-钒合金及商用纯钛。金属内植物在机体内会发生腐蚀，大多数植入物通过钝化来抗腐蚀。故在使用时应避免刮擦其表面，避免选用不同的金属。任何金属都有其特定的刚度和强度，都会发生疲劳断裂。如果骨没有再生来&&&&浙江大学骨科研究所&&&&4&&&&&&&&&&&&骨科学新进展&&&&&&&&骨折治疗的进展&&&&&&&&承受负荷，这些内植物或外植物就会因疲劳而发生断裂。因此，在术前计划时就应该考虑到内固定或外固定将承受的负荷及植入物的疲劳寿命。要记住“既然你已折断了上帝的骨，那么你就能折断任何人造的替代物”。内固定的类型钢板、髓内针、钢丝、钢针、螺钉、线……钢板：中和钢板-----支撑钢板静力加压-----动力加压普通钢板-----管型钢板-----异型钢板DCP.DynamiccompressionplateLDCP.LimitedcontactdynamiccompressionplatePC-Fix.PointcontactfixationNCP.Noncontactingplate波形钢板——间接固定技术髓内针骨圆针三角针V型针梅花针(K?ntscher1939)交锁髓内针：实心、空心钢板与髓内针的比较（表一）&&&&钢板固定方式应力强度稳定作用复位效果组织损伤促进愈合抗感染开放骨折切口拆除髓外、偏心遮挡+++++++？++—Ⅰ++++髓内针髓内、中心分享+++++++？++++Ⅰ、Ⅱ？+&&&&&&&&浙江大学骨科研究所&&&&5&&&&&&&&&&&&骨科学新进展&&&&&&&&骨折治疗的进展&&&&&&&&七、外固定：将穿经骨折段的固定针用某种装置在体外连接成一体，从而达到固定骨折的目的。自Malgaigne介绍用爪形器经皮固定髌骨骨折至今已130年，目前外固定器的类型多种多样，几乎所有部位的骨折均有相应的外固定器。骨外固定之理念:通过最小的局部固定和尽可能短的制动时间，营造一种有利于骨骼及其他组织和器官修复的环境和条件，有利于感染的控制，维持肢体的长度，使机体的各个关节在不影响组织修复的情况下尽早进行功能锻炼，从而获得最佳的康复。外固定的优点：①适用范围广，可为那些因这样或那样原因而不能使用其他固定形式的骨折提供较坚强的固定。②可对骨折断端进行加压、中和或固定性撑开。③为伴有的神经、血管及软组织损伤的治疗提供良好的基础。④在Ⅱ、Ⅲ型开放骨折或感染性骨折的治疗中有其独到之处。⑤创伤小。⑥可调节。外固定的缺点及并发症：①、美观和生活质量受到影响。②、需定期复查调整外固定架。③、针道感染、松动及经针道骨折。④、神经血管损伤，肌肉或肌腱损伤。⑤、间室综合征。⑥、延缓愈合、畸形愈合、再骨折。外固定的适应症：暂时性——终极性外固定的禁忌症：①、严重骨质疏松以致固定针无固定作用。②、混合外固定技术（hybridexternalfixationtechnique）：全针固定+半针固&&&&&&&&浙江大学骨科研究所&&&&6&&&&&&&&&&&&骨科学新进展&&&&&&&&骨折治疗的进展&&&&&&&&定③、一期延长加压固定技术。④、Ilizarov外固定器八、多发性创伤的骨科治疗创伤救治系统的发展：院前救助急诊救治专科治疗康复九、开放性骨折的治疗：①、所有开放骨折都应急诊处理。②、进行尽可能的全面初期检查，以确定有无其他威胁生命的损伤，并在急诊手术后再次进行全面的检查。③、即时使用抗生素，持续2～3天。④、立即采用大量无菌盐水冲洗并清创，在24～72小时内对Ⅱ、Ⅲ型骨折再次清创。⑤、固定骨折。⑥、敞开伤口5～7天。⑦、早期自体松质骨植骨。⑧、康复治疗。十、骨折延缓愈合和不连接：一定部位和类型的骨折未能在其平均愈合时间内愈合称为延缓愈合。经临床或影象学证实骨折愈合停止，骨折断端硬化封闭时称为不连接。骨折延缓愈合和不连接的原因：与影响骨折愈合的因素相同。骨不连的分型：⑴、血管丰富型（肥大型）：骨折端富有再生能力，有明显的生物学反应。①、“象足”型骨不连：固定不牢，负重过早。②、“马蹄”型骨不连：固定不牢。&&&&&&&&浙江大学骨科研究所&&&&7&&&&&&&&&&&&骨科学新进展&&&&&&&&骨折治疗的进展&&&&&&&&③、营养不良型骨不连：骨折移位、分离，缺乏应力。⑵、缺血型（萎缩型）：骨折端缺乏活力，无生物学反应。①、扭转楔型骨不连②、粉碎型骨不连③、缺损型骨不连④、萎缩型骨不连骨不连的治疗：对因治疗⑴、血管丰富型：合适的固定，良好的生物学环境。⑵、缺血型：改善血运，刺激骨再生，合适的固定，良好的生物学环境。十一、骨折治疗的发展Lambotte()——Danis()——Müller(AO)AO/ASIF德文：Arbeitsgemeinschaftfur英文：AssociationforthestudyofAO内固定原则①、骨折的解剖复位②、坚强的内固定③、无创的操作④、早期、主动、无痛的活动AO理论的发展骨折的解剖复位-----功能复位强调坚强内固定-----注重生物学保护钢板下的骨质疏松：应力遮挡-----压迫损害血运、骨坏死坚强内固定对骨折的愈合和死骨血运的重建仍是必要的。核心：保护骨的活力及周围组织的血供——无创技术九十年代，术骨折的治疗应保持骨的活性，尽量减少非生理性干扰，提供骨折愈合的最佳&&&&浙江大学骨科研究所&&&&8&&&&&&&&五十年代Osteosynthesefragenproblemsofinternalfixation&&&&&&&&Ganz等&&&&&&&&BO&&&&&&&&Biological&&&&&&&&Osteosynthesis&&&&&&&&生理接骨&&&&&&&&&&&&骨科学新进展&&&&&&&&骨折治疗的进展&&&&&&&&生理环境。十二、忠告Girdleston(1932)：“我们现代方法所具有的机械作用其本身就包含有危险，这种危险就是手术者忘记了愈合可以促进而不能强求这一点。骨就如同植物，其根扎在软组织内，当它的血管连接遭到破坏时，它所需要的通常不是细木工匠的高超技术，而是园丁的耐心呵护和理解。”&&&&&&&&（潘志军）&&&&&&&&浙江大学骨科研究所&&&&9&&&&&&&&&&&&骨科学新进展&&&&&&&&周围神经损伤&&&&&&&&第二讲&&&&&&&&周围神经损伤&&&&&&&&周围神经损伤目前病例中不时可以见到，造成肢体功能障碍比较严重，使得患者的生活质量有不同程度的影响，工作能力亦急骤下降，治疗效果亦不尽人意，引起临床工作者的充分注意。在1608年意大利Ferrara医生用热红葡萄酒浸过的乌龟肌腱细丝来行周围神经缝合，因效果不甚理想以致进展不大。直到19世纪中期才真正开始对神经缝合引起重视，并在手术方法上逐渐得到改进，即神经外膜缝合，逐渐取得一些效果。1964年Smith和Karze分别报导了神经束膜缝合在临床应用。1976年Taylor报导了游离带血管的神经移植神经的修复逐步由宏观进入微观、由粗糙进而细致。20世纪80年代随着分子生物学发展周围神经的修复进入了细胞分子水平。但这还以实验研究为主，正式进入临床还经等待一段时间。一、神经损伤的分类：1.神经传导功能障碍（neuropraxia）神经暂时失去了传导功能，神经纤维不发生退行性变。临床表现运动功能障碍明显而无肌萎缩，痛觉迟钝而不消失。数日或数周内功能可自行恢复，不留后遗症。如术中所谓止血带麻痹。2.神经轴索中断（axonotmesis）受钝性损伤或持续性压迫，轴索断裂致远端的轴索和髓鞘发生变性。神经内膜管完整，轴索可经雪旺鞘管长入末梢。临床表现为该神经分布区运动、感觉功能丧失、肌萎缩和神经营养性改变，但多能自行恢复。严重的病例，神经内疤痕形成，需行神经松解术。3.神经断裂（neurotmesis）神经完全断裂，神经功能完全丧失，需手术修复才能恢复功能。二、损伤神经的变性和再生神经断裂后，其远、近端神经纤维将发生华勒（Waller）变性。远端轴索及髓鞘伤后数小时即发生结构改变，2-3天渐渐分解成小段或碎片，5-6天后，吞&&&&浙江大学骨科研究所&&&&10&&&&&&&&&&&&骨科学新进展&&&&&&&&周围神经损伤&&&&&&&&噬细胞增生，吞噬清除碎裂溶解的轴索与髓鞘。与此同时雪旺细胞增生，约在伤后3天达到高峰，持续2-3周，使雪旺鞘形成中空管道，近端再生的神经纤维可长入其中。近端亦发生类似变化，但仅限于1-2个朗飞节即正常。神经断裂伤，其细胞体亦发生变化，称为轴索反应，即胞体肿大，胞浆尼氏体溶解或消失。损伤部位距细胞体愈近反应愈明显，甚至可致细胞死亡。损伤后壹周，近端轴索长出许多再生支芽，如神经两断端连接，再生的支芽中如有一长入远端的雪旺鞘的中空管道内，并继续以1-2mm的速度向远端生长，直至终末效应器，恢复其功能，其余的支芽则萎缩消失。而且雪旺细胞逐渐围绕轴索形成再生的髓鞘。如神经断端两断不相连，近端再生的神经元纤维组织，迂曲呈环形膨大，称为假性神经瘤。远端雪旺细胞和成纤维细胞增生，形成神经胶质瘤。周围神经内有感觉和运动神经纤维，两者排列无一定规律，在修复神经时需准确对合，各自长入相应的远端才能发挥功能。近年来的研究证明，伤后神经远端分泌一些神经活性物质，可吸引、引导近端再生的神经纤维定向生长。神经断裂，其终末器官肌纤维和感觉小体发生萎缩，时间长久后终板亦同时变性消失，而影响功能恢复。近来研究，将运动神经植入失神经的肌肉内，可通过再生的运动终板而重建神经肌肉连接，恢复该肌肉的功能。感觉神经亦可植入皮下而恢复功能。神经修复后，经一系列变化，再生速度平均每天以1-2mm计算。三、神经损伤的诊断：1、神经干的损伤以其创伤后所支配区域运动、感觉的丧失为主要依据如腋神经三角肌失能及三角肌肩区麻，肌皮神经肱二头肌瘫，桡神经肱三头肌、肱桡肌、伸腕肌、伸指长肌、伸拇长肌瘫及第一、二掌骨间感觉迟钝、消失等。感觉检查有痛、触、温觉，实体觉等。在上肢手部两点辨别觉有重要意义。2、神经营养性改变自主神经功能障碍的表现。神经损伤后即出现血管扩张，汗腺分泌停止，出现皮肤潮红、皮温升高、干燥无汗等。晚期则因血管收缩出现皮肤苍白、皮温降低，自觉寒冷、皮纹变浅触之光滑。还有指甲增厚、出现纵嵴、生长缓慢、弯曲&&&&浙江大学骨科研究所&&&&11&&&&&&&&&&&&骨科学新进展&&&&&&&&周围神经损伤&&&&&&&&等。3、神经干扣击试验（Tinel征）替纳征即按压或扣击神经干，局部出现针刺性疼痛，并有麻痛感向该神经支配区放射为阳性。表示神经损伤部位。或从神经修复处向远端沿神经干扣击，Tinel征阳性则是神经恢复的表现。4、神经电生理检查肌电图检查和体感诱发电位检查。这两种检查对于判断神经损伤的部位和程度以及帮助观察神经再生及恢复情况有重要价值。这将由专业人员进行和报告。神经恢复之肌电图表现为纤颤和正相电位逐渐减少直到消失。并出现新生电位，逐渐转为复合电位，直到恢复为混合相和干扰相肌电图。神经传导速度：正常四肢周围神经传导速度一般为每秒40-70m。神经受损传导速度减慢，在神经断裂时为0。体感诱发电位即刺激周围神经引起的冲动，传播到大脑皮层的感觉区，从头部记录诱发电位，用以观察感觉通路是否处于正常生理状态。四、治疗神经损伤的治疗原则是尽可能早地恢复神经的连续性。闭合性损伤：大部分属于神经传导功能障碍和神经轴索断裂，多能自行恢复。因此需要观察一定时间，如无神经功能恢复或已恢复部分神经功能，但停留一定水平不再进展或主要功能无恢复者，应手术探查。观察时间一般不超过3个月。最好每月做一次肌电图，如连续两次无进展，不必再等待。开放性损伤：切割伤、创口整齐且较整洁，神经断端良好且无缺损，经清创、闭合创口无感染可能的，有一定技术和设备条件，应行一期神经缝合。碾压伤和撕裂伤致神经缺损而不能缝合，端断不整齐难以估计损伤范围，应将两断端与周围组织固定，以防断端回缩，以利二期修复。火器伤、电击伤受高速震荡，神经损伤范围和程度不易确定，不亦一期缝合。二期缝合宜在创口愈合3周进行。创口感染在愈后三个月左右行手术。开放性损伤，神经连续性存在，神经大部分功能或主要功能伤后2-3个月无明显恢复，应立即手术探查。（一）、神经修复的方法&&&&浙江大学骨科研究所&&&&12&&&&&&&&&&&&骨科学新进展&&&&&&&&周围神经损伤&&&&&&&&1、神经缝合法：神经外膜缝合神经束膜缝合神经端侧缝合（临床应用还待研究）2、神经移植：当神经两端无法直接缝合，常用自体腓肠神经移植。吻合血管的神经移植：带桡动脉的桡神经浅支移植；带腓浅动脉的腓浅神经移植。小隐静脉带腓肠神经移植其它替代物如血管、硅胶管、肌组织等效果不理想。同种异体游离神经移植有报告。3、神经松解术：神经受到牵拉、压迫、慢性磨损，使神经与周围组织粘连或神经内疤痕形成，需行松解术。4、神经移位术：神经近端毁损性损伤，无法进行修复者，采用功能不重要的神经将其切断，其近端移位到功能重要的损伤神经远端，以恢复肢体的重要功能。如臂丛神经根部撕脱，可将同侧副神经、膈神经、肋间神经和健侧颈7神经根移位修复肌皮神经、肩胛上神经、腋神经、正中神经等。5、神经植入术：神经远端在其进入肌肉处损伤，无法进行直接缝接时，可将神经近端分成若干神经束，分别植入肌肉组织内，可通过再生新的运动终板或重新长入原运动终板，恢复部分运动。（二）、神经损伤的基因治疗20世纪的80年代随着分子生物学的发展，周围神经的修复进入了细胞分子水平，在损伤反应、再生机制和治疗方法上，开展了大量工作。1.发现了20多种神经营养因子，在其化学结构、分子量、纯化、生物制品合成等方面取得一定进展，有部分神经因子在试用、验证中。2.神经再生微环境——神经再生条件液和雪旺细胞也是近年研究热点。&&&&&&&&浙江大学骨科研究所&&&&13&&&&&&&&&&&&骨科学新进展&&&&&&&&周围神经损伤&&&&&&&&1992年，Roth和Matraze提出了“分子外科”概念：即在分子水平进行基因操作以达到外科治疗目的的疗法。在过去10年中，已有100多项基因治疗方案相继进行了临床试验。将此推广到周围神经系统，可能将为治疗提供新的途径。在周围神经损伤的基因治疗中以下问题是研究的焦点：1、目的基因的选择：所采用的都是基因添加疗法，即通过非定点整合的外源目的基因所表达的正常产物发挥治疗作用。目前较常用的目的基因包括神经生长因子（NGF），睫状神经生长因子（CNTF），脑源性神经生长因子（BDNF）神经营养因子-3（NT-3），胶质细胞源性神经生长因子（GDNF）等神经因子基因以及雪旺细胞增殖、髓鞘生长有关的因子如周围磷脂蛋白PMP22，蛋白基因。P0NGF,CNTF,BDNF,NT-3属于神经生长因子家族，它们对运动神经元、感觉神经元和交感神经元均有营养支持和保护作用，在一定程度上可预防轴突离断后神经元的程序性死亡。2、靶细胞和表达载体的选择：较常用的靶细胞为雪旺细胞、神经元和肌肉组织。要使外源目的基因在哺乳动物细胞中得到表达，必须首先把目的基因插到真核表达载体的多克隆位点上。目前较多的研究选择肌肉细胞作为载体，原因：⑴、肌肉细胞体积大，可较多容纳外源基因；⑵、肌细胞的高度分化、成活时间长和溶酶体较少等特点为外源基因的长期表达提供了有利条件；⑶、接近体表，便于外源基因直接导入。3、基因转移方式的选择：基因转移途径有两类。一类是invivo，即活体直接转移，将携带治疗基因的病毒、脂质体甚至裸露的DNA直接注射到试验体内。另一类是exvivo，称为回体转移，即将受体细胞取出，体外培养并导入治疗基因，然后将这些经基因修饰的细胞重新输回受体内。前一种首先将相关神经营养因子基因插入到上述病毒载体的相应位点，形成重组病毒颗粒后通过患部肌肉内或神经干内注射的方式给药，可达治疗目的。后一类靶细胞的选择特别重要。理想的靶细胞应该是易于收获并在体内能活跃地分裂。雪旺细胞则符合这两个条件。试验一般选择胚胎或新生动物的雪旺细胞，以获得较多细胞。invivo方法操作简便、实用性强，易在临床推广，但目前这类方法尚未成熟，存在疗效期短、免疫排斥及安全性等问题。exvivo的方法较经典、安全、效果易于控制，但步骤多，技术复杂、难度大，不易推广。&&&&&&&&浙江大学骨科研究所&&&&14&&&&&&&&&&&&骨科学新进展&&&&&&&&周围神经损伤&&&&&&&&4、基因治疗的疗效评价：目前，可运用分子生物学，细胞培养和组织化学等方法，从分子、蛋白质和细胞水平对基因治疗周围神经损伤的疗效作一综合评定。&&&&&&&&（黄宗坚）&&&&&&&&浙江大学骨科研究所&&&&15&&&&&&&&&&&&骨科学新进展&&&&&&&&生物力学的一般概念&&&&&&&&第三讲&&&&一、生物力学的基本问题&&&&&&&&生物力学的一般概念&&&&&&&&生物力学是活跃在自然科学前沿的新兴边缘学科之一，作为一门独立的学科，在国际上才有三十年左右的历史。1、什么是生物力学生物力学是研究生物体中力学问题的科学，是力学、生物学、医学等学科之间相互渗透的边缘科学，它将这些学科的基本原理和方法有机的结合起来，同时它还广泛应用了物理学和应用数学的概念和方法。它的研究范围，不仅包含动物，植物，且把病毒也作为研究对象。所以有人把生物力学也叫生命力学。生命科学的发展是人们寄以很大希望的领域，生物力学就是其中之一。生物力学研究的内容包括：生物组织的力学性质；生物器官的力学性质；整体生物的力学性质。按研究对象生物力学可分为：生物固体力学；生物流体力学、生物工程学。根据研究结果的未来实际应用范围，生物力学又可分为：工程生物力学、医学生物力学、体育运动生物力学。2、研究生物力学的意义生物力学是医学的理论基础，与人类的健康密切相关，就拿骨科来说，随着生物力学的发展，矫形钢板，交锁髓内针及各种人工关节的出现，是与其分不开的，还有研究骨折的过程，愈合的过程，内固定的各种迸发症，以及寻找与骨髂弹性模量一致的生物材料，这要依靠骨髂的生物材料力学来完成。3、生物力学的目标与内容~23日在上海举行的我国第一届生物力学学术会议上，冯元桢教授作了《生物力学新发展的报告》，报告中结合国际生物力学发展状况，就生物力学这门学科的目标与内容做了详细论述，他指出，研究生物力学的目标是：*探科学的新奇；*增进对生理学与医学的了解；&&&&浙江大学骨科研究所&&&&16&&&&&&&&&&&&骨科学新进展&&&&&&&&生物力学的一般概念&&&&&&&&*帮助医疗发展与提出防治疾病的方法；*降低医疗费用；*发展健康工业。生物力学目前研究的内容是：*定量生物学；生物组织流变学；液体的流动与平衡；物质的迁移与扩散；微循环；生理学的系统分析；生物控制系统。*心血管循环系统的临床问题；心脏瓣膜的修复，人工瓣膜；心脏的辅助装置，如左心室辅助泵、抗博器等；体外循环，心肺机；血液的渗滤与处理；全心替换；无损伤诊断；脉博波的分析；湍流的发生及其影响；血管壁物质的交换。*心肺动力学超声波的应用。*外科损伤与愈合；新的外科手术，如动静脉交替、人工材料的移置等；手术后的问题；肺积水与肺不张；脉动血流的研究；声学与&&&&&&&&人工脏器；骨科与整形；牙科。*健康工业病床与轮椅；健身房；运动器械；假肢；职业安全与健康；公&&&&&&&&路上和飞行中的安全；老人和聋、哑、盲人辅助器械；日常可用的监护装置。显然，这些内容十分广泛，其中每一个课题都能为人类的造福做出重大贡献。4、生物力学发展的关键：冯元桢教授在他的报告中，强调了今后生物力学发展的关键问题是：⑴建立生物材料物性的本构方程，这就象研究弹性力学得先知道虎克定律、研究流体力学得先知道牛顿定律一样，建立生物材料的物性本构方程是研究生物力学的第一步。目前已在一定条件下对血液、血球、血管、肌肉、骨骼、软骨、一般生物流体寻得一些本构方程，但困难的是确定包含在这些本构方程中的常数。因此收集数据是至关重要的。⑵收集物性迁移与扩散的数据，物质的迁移与扩散在生物体中是广泛存在的，例如通过呼吸进入肺泡的氧气如何进入血液，最后又如何进入血液、体液，最后达到体液平衡等等，都属于这个问题。不研究这个问题就没有接触到真正的生物问题。目前的困难是缺乏具体数据，特别是血管外的组织更是如此，因为这些组织通常是非均匀的。⑶寻找生长与应力的关系，这是生物力学十分重要的课题，最早是在骨骼中&&&&&&&&浙江大学骨科研究所&&&&17&&&&&&&&&&&&骨科学新进展&&&&&&&&生物力学的一般概念&&&&&&&&发现的。骨骼的生长与加一定应力是密切相关的，例如在母胎中的胎儿，脚的不断踢动对其关节的生长是十分有利的，等等。可以这么说，正因为生长与应力密切相关，才使生物力学有了“生命”。5、骨骼的材料力学性质：对于一般结构材料，人们最关心的是本构关系，强度理论及其状态参数。对各种骨骼（长骨、松质骨及不规则骨）的大量研究表明，骨无论在开矿上或力学性质上都不是均匀的，也不是各向同性的。它具有最优结构形式。骨的力学性质受到许多因素的明显影响。骨骼所处的力学状态对力学性能有较大影响，研究表明，新鲜骨的强度和经过防腐处理的骨骼强度比较接近，经过干燥的骨骼拉伸、压缩强度和弹性模量比新鲜骨的强度和经过防腐处理的骨骼强度比较接近，经过干燥的骨骼拉伸、压缩强度和弹性模量比新鲜骨更高。新鲜骨的强度比干骨低约50%，但新鲜骨有较好的延性，干骨应变达到0.4%就破坏了，而湿骨的应变达到1.2%才破坏。故断裂所需要的能量较高。因此要想使实验结果更接近活体骨骼的特性，必须注意保持骨的湿润状态。不同加载速度对骨的力学性能也有较大影响。如70kg/cm2·sec的速度加载得出的骨骼强度值比以0.5kg/cm2·sec的速度加载所得值要高50%左右，这是因骨骼是一种粘弹性材料。下图为狗的一对胫骨在高速加载和低速加载试验下载荷——变形曲线。当断裂时间从200秒加快到0.01秒时，加载速度加快、其断裂时的载荷几乎增加一倍。显然在较高加载速度下，骨显得理强些。(图一)&&&&&&&&载荷&&&&&&&&断裂时间0.01秒断裂时间200秒&&&&&&&&变形&&&&&&&&图一：不同加载速度下载荷——变形曲线图对椎体进行动载和静载试验，也得到同样结果。动载荷表现出较高的强度值，&&&&&&&&浙江大学骨科研究所&&&&18&&&&&&&&&&&&骨科学新进展&&&&&&&&生物力学的一般概念&&&&&&&&而静载则较低。从能量的观点看，载荷——变形曲线下的面积就是外载荷所做的功，而这部分功以能量的方式储存在骨骼中。骨折前储存的能量来不及通过缓慢的裂隙骨折迅速释放，从而发生粉碎性骨折及大面积软组织损伤。所以在临床上，加载速度很重要。加载速度既影响骨折类型，也影响骨折部位软组织损伤程度。总体看来，骨骼与通常的脆性材料相比，有相对较高的拉伸强度。但骨的力学性质不仅因人而异，同一个人的不同部位骨骼的力学性能也不一样，即使同一块骨上，部位不同力学性能也不同。不同骨骼的抗拉强度差别较大，肱骨的抗拉强度高（10.50kg/mm2左右），股骨和胫骨的抗拉强度都比肱骨低（8kg/mm2左右）。不同骨骼的抗压强度差别则较小。显然这些都是符合它们的职能的。有人对同一根骨中不同部位的强度作了较仔细的研究。同时研究了骨质的密度在不同部位的分布，他们企图用密度的改变来说明强度差别，但结果表明，密度和强度之间不是完全协调的。Amtmaun作了许多计算，结果只能约40%的强度差别可以用密度来解释。因此，他认为强度的差异可能是由于骨结构形式的不同所引起，主张把骨头强度看作是“结构强度”，他的看法得到一些实验和计算支持。6、骨结构骨是由骨胶原纤维和无机晶体的组合物。晶体是微小的，长约20毫微米，分子式大概是3Ca3(PO4)2Ca(OH)2。看来它们牢固地贴附于以各种方式排列的纤维。通常，骨头围绕血管呈同心圆层。环绕单根血管的骨层就是骨板。在每一层的大部分区域中，所有骨胶原纤维都是平行的，但每一层的方向都是不同的。在接续的层中，纤维可由纵向变为环向，或由左螺旋线变为右螺旋线的。各层的厚度不一定相等，故构成骨板的可以主要是纵向纤维，也可以主要是环向纤维。可以预期，主要是由纵向纤维构成的骨板抗拉强度最高，而主要由环向纤维构成的骨板抗压强度最高。对于骨骼分解出的单片骨板的实验结果证明情况确实如此。看来很可能是这样：主要是纵向纤维的骨板在那些通常受拉的骨头中趋向发达，而主要是环向纤维的骨板则在主要受压的骨中。但迄今还没有人去研究情况是否如此。无机晶体使骨骼比只有骨胶原的情况要硬得多（骨胶原的杨氏模量是1千兆&&&&&&&&浙江大学骨科研究所&&&&19&&&&&&&&&&&&骨科学新进展&&&&&&&&生物力学的一般概念&&&&&&&&牛顿/米2，而骨骼的是10—20千兆牛顿/米2），它们也对提高骨骼强度起一份作用。骨骼一般比骨胶原强得多，看起来好象奇怪，这些细小的晶体能提高骨骼强度，但在用于制轮胎的充填橡胶中也有相似效应。充填橡胶中混杂微粒碳黑而成的。碳黑不仅加固了橡胶，也大大提高了它的强度。从材料学可知，不少高质量的材料都采用这个道理制造的，如玻璃钢，它是由很细的玻璃纤维嵌在合成树脂中构成的。玻璃是脆的，树脂的强度不特别高，但由它们构成的玻璃钢却有足够的强度和韧性。为什么复合材料大大提高了原来材料的强度呢？我们知道要使材料破坏就要使破坏面两侧的原子层互相分开。用物理学可得出为此所需要的力，但材料在趋于远低于其理论强度的应力下破坏，原因是应力集中现象（如图）细线表示拉伸的方向，若细线间隔均匀，则杆的横截面上的应力是均匀的，在缺口周围，细线转向而相互接近，因而在缺口顶端的应力很高。根据缺口的尖锐程度，这里的应力可以是材料中应力的好多倍，断裂会在这里发生，而大部分材料中的应力还低于理论破坏应力。如果发生这样的情况，在缺口顶端形成的断裂会扩展到整个杆截面。复合材料有助于制止裂缝的扩展。受拉伸的杆中有纵向拉伸应力，但在力绕裂缝转向处[图（a）]拉伸应力有横向作用的分量。假如杆由强度低的胶原把强度高的维纤粘合在一起而构成，则当裂缝接近于两纤维的边界时，应力的这个横向分量足以使胶原质破坏并把纤维推开[图（b）]裂缝可达到边界，但随后即被阻断，不会与下一条纤维相交[图（c）]这是一种奇特的情况，低强度的胶原质反而能使材料的强度提高。7、描述骨骼力学行为的几种理论近十年来，对骨的力学性质进行了许多理论和实践的研究，当然这些研究只是初步的，有待完善。前已指出，骨骼无论在形态上或力学性质上都不是均匀的也不是各向同性的。它具有最优结构形式。另外骨骼的机械性质要受许多因素的明显影响，如干、湿度、种类、年龄、性别、健康状况等。甚至同一根骨的部位不同，性质也不同，这样给理论研究带来许多困难。为简化研究，提出如下几种力学模型，即描述骨骼力学行为的几种理论。&&&&&&&&浙江大学骨科研究所&&&&20&&&&&&&&&&&&骨科学新进展&&&&&&&&生物力学的一般概念&&&&&&&&⑴、把骨看作一般弹性体对骨骼力学行为的最简单考虑，是把它看作一般弹性体。对骨的试验表明，在一定范围内，骨骼的应力——应变关系是线性的，服从虎克定律，当应力达到一定值，这种关系不再成立。⑵、组合杆假说Young认为，骨中的偶合剂（Collagen）承受拉应力，磷灰石承受压应力。Carrey进一步提出了一个简单的力学模型，把骨头看成是由磷灰石和偶合剂组合杆，并用下列标准公式计算分别由磷灰石和偶合剂所受载荷：&&&&Wa=Wc=&&&&&&&&其中P：整个骨骼所受载荷。Aa，Ea，Wa：磷灰石横截面积，弹性模量及所受载荷。Ac，Ec，Wc：偶合剂的对应值。事实上，二者间的关系要比这种简单关系更为复杂。⑶、二相假说Nowinski认为，可以把骨骼看成由固、液二相组成的多孔弹性体。骨骼中含有无数的空穴，其中充满骨髓和各种液体（血、润滑液等），所以，它不仅是非均匀的、非各向同性的，而且具有时间相关性。一般说来，它的固相（骨骼）的力学行为是非线性的，而它的液相（空穴中的液体）是非牛顿液体。Nowinski将问题作了很大简化。他假定空穴在骨骼中的分布是均匀的，进而把材料看成是准均匀和准各向同性的。对固相，把它当成线弹性且变形很小，因此可以应用虎克定律。液相则看成是理想流体，而且孔互相连通。他还假定应力在两相之间是均衡分布的，且在固相和液相中都是均匀分布。在这些假定的前提下，Nowinski将土壤和岩石力学中的Terzaghi—Boit理论应用于长骨，分析了纵向波在长骨中的传播。（这是一个对骨骼作在体超声波检查要弄清的理论问题）8、功能适应及生理应力：Wolff（1884）首先提出“功能适应原则”。骨的外加荷载和骨组织之间存在着一种生理的平衡。即骨骼可以通过其自身的生长和吸收来保持其内部的应力水平。应力增加引起骨组组的加强，随应力的减小发生再吸收现象。也就是说骨组&&&&浙江大学骨科研究所&&&&21&&&&&&&&&&&&骨科学新进展&&&&&&&&生物力学的一般概念&&&&&&&&织生长或吸收是按照作用在其上的外力改变而自我调整的。对臼顶部密致骨的X射线检查可证实这种看法。Pauwels（1973）得出，在一个最优值σs时，骨组织的定常变化是平衡的，即增生的骨组织与再吸收的一样多。在容许的极限σn和σo内，当实际应力σi大于最优值σs时，增生占优势，而当σi低于σs时，再吸收占优势。若实际应力高于容许上限σo，骨骼会被病理性的再吸收所伤害，σi低于下限σn时，再吸收将停止。骨的这一生物力学性质象一个反馈控制系统。作用力引起应力和应变，应变对骨组织的变化过程是一种刺激。在最优值σs（最优应变）时，骨组织的成骨细胞和破骨细胞的活动性是相等的。当实际应力σi在区间σsσiσo时，将引起骨质的异常生长。随着骨组织的增长，随载面积增大，应力随之下降。当降至低于最优值时，破骨细胞开始活跃，骨组织萎缩，应力又重新上升。骨骼就是在这种周而复始的过程中维持着自身的正常生理功能和最佳状况。这个理论可用一个三次函数表述：U=a[(as-an)2(σi-σs)-(σi-σs)3]U：骨组织的变化。正值表示增生占优势。负值表示再吸收占优势。a：适当的系数，与变化速度有关。&&&&+Uσσu-Uσsσo&&&&&&&&图二：骨骼功能适应性的数学描述以股骨为例，它以其截面形状，密度分布及不同的骨单元组成来适应其受力状态。图1.4是股干骨中三分之一横断面。按解剖学为前后、内、外四个部分。股骨向内侧弯曲。工程力学理论指出，在弯曲压缩的受力状态下，最大的压应力、拉应力发生在横断面的内、外侧部位，前、后部位是中性层通过的低应力区域。若股骨承受静态荷载，由于髋关节对股骨头的作用力及肌肉力大小方向的&&&&浙江大学骨科研究所&&&&22&&&&&&&&&&&&骨科学新进展&&&&&&&&生物力学的一般概念&&&&&&&&改变，使作用于股骨上的合力在某一区域内波动，从而形成中性层的波动区域。从股骨断面形状可以看出，内、外侧为适应高应力长得厚；前、后侧则是由不完全的骨吸收长成狭谷状，以适应由于中性层波动而产生的低应力。并且在皮质段高密度区域在内、外侧，低密度带分布在前、后侧。可见骨正是以较多的材料，较好的几何开关适应较高的应力，以较少的材料适应低应力。为了对应力状态的适应，作为生物材料的骨，在其结构上，骨单元分布也是不均匀的，内、外侧面上单位面积骨单元个数，多于前、后面上个数。由上可见，在机械应力与骨组织之间存在着一种生理平衡，应力的增加引起骨组织的增强，随应力降低又会发生骨组织的吸收，其中包括内部改型平即含钙量的变化及表面改型即骨吸收这样两种机理。由此看出骨的生长、发育等是受应力——应变调整的。连续的或间断应力刺激对骨的生长都是有益的，但低于或超过常值的负荷不利于骨组织的生长，都会引起骨质的脆弱、疏松或病理性吸收。作为生物材料的骨一旦遭到破坏，在生物体内有自行修复的能力，这是与一般工程材料所不同的。断骨的修复即恢复正常功能的速度和质量，是与某些外界条件有关的，条件之一即给断骨以适当的应力刺激——生理应力。生理应力对骨折愈合颇为有益，适当的应力刺激，不仅加速断面的愈合速度，且能提高愈合质量。生理应力可根据来源方式不同分为恒定生理应力和间断性生理应力两种，骨断面的生理应力系指两者的迭加。任何一种合理的治疗，不仅应有良好的复位、固定，而且应符合骨愈合的力学机理。在治疗初期，保证复位和固定的前提下，应使断面获得适当的压应力刺激，这是唯一能使断面获得生理应力的方式，以诱发成骨细胞活跃形成骨痂。在骨痂的修复、改造阶段，应逐步地尽可能给以正常功能状态的应力刺激，这样使骨痂的发育在生理应力控制下朝着正常功能方向发展。所以合理的治疗骨折，不仅要复位准确，固定可靠，还必须使断面得到适当的生理应力刺激，忽视后者无疑是不全面的。9、外固定与功能锻练：骨折治疗中“完全休息”“广泛固定”的说法是不符合生物力学原理的。功能锻练能充分调动外部及内部因素的积极性，它不仅能促进血液循环，防止关节粘着，且是使骨折断端获得间断性生理应力的理想方式，对骨痂的形成和&&&&&&&&浙江大学骨科研究所&&&&23&&&&&&&&&&&&骨科学新进展&&&&&&&&生物力学的一般概念&&&&&&&&改造有着决定意义。而医疗器械一般说只能使断端得到恒定生理应力。骨组织由骨细胞和骨基质，包括胶原纤维和钙所组成。它和其它组织一样，不断的破坏和新生。正常人血浆的总钙量（280毫克左右，其中半数是钙离子）平均每分钟与体液钙（约500毫克，几乎全数为钙离子）和骨钙（约克）交换一次。由此可见，骨组织的代谢是非常活跃的，其作用受全身及局部机体功能运动的影响。在正常人，此种交换是平衡的。但当全身及局部功能因疾患或其它原因受到抵制时，骨钙与体液钙及血浆钙间的交换却发生负平衡。久之，则导致全身性或局部性骨质疏松。这种废用性骨钙失去，在肢体采用石膏制动时表现得更为突出。根据临床研究研究测定，一个卧床少动的患者，即使在最理想的饮食和充足的维生素调养下，5—6周内就失去骨钙总量的1—2%。骨质疏松实际上不单是骨组织中钙的减少，因骨小梁中结合的钙不能单独脱离，必须是骨质破坏，骨钙才能释放出来。因此，骨质疏松意味着一部分骨小梁的“总崩溃”，不是单纯脱钙。静止及缺乏功能活动是造成骨质疏松和骨组织修复能力失常的一个重要因素。反之，功能锻炼是增强骨质代谢，提高骨组织修复能力的最有效措施。骨折后血管立即扩张，整个肢体处于充血状态。骨折整复固定及时进行肢体的功能锻炼，可以发挥肌肉对血液循环的“水泵”作用。肌肉收缩时，组织间压力提高，推动静脉环流；舒张时压力减低，更多的动脉血通过毛细血管，流向静脉，促进了肢体软组织和骨内的血液循环，血流量显著增加。肌肉活动时所产生的代谢产物如乳酸等，能使局部血管扩张，肌肉内备用血管开放，保证更多的血通过。根据在人体和动物体身上的实验证明，受实验者前臂肌肉持续强烈收缩一分钟，或狗的小腿腓肠肌收缩3分钟，肢体动脉血流量可增加3—4倍。二、与生物材料力学相关的基本概念：1、拉伸与压缩：拉伸：压缩：内力：截面法：&&&&浙江大学骨科研究所&&&&24&&&&&&&&&&&&骨科学新进展&&&&&&&&生物力学的一般概念&&&&&&&&轴力及轴力图：拉（压）杆的变形：虎克定律安全系数：容评应力：强度条件：2、扭转：等直园杆在扭转时应力：非圆载面等直杆在自由扭转时的应力和变形：塑性材料园杆的极限扭矩：3、弯曲内力：梁的平面弯曲概念：梁的剪力与弯矩：弯矩方程与剪力图：4、弯曲应力：纯弯曲时横梁截面上的正应力：横梁截面上的剪应力：约束扭转的概念：两种材料的组合梁的应用：考虑材料塑性时梁的极限弯矩5、梁弯曲时的位移：梁的桡曲线近似微分方程及其积分梁桡曲线的初参数方程：计算梁桡度及转角的共轭梁法：三、生物力学与骨科的关系：1、四肢骨折的对抗牵引复位：取脱离体的概念，将骨折看成是二个物体的重叠、成角、移位、牵引以后，使作用力大小相等，方向相反，作用于同一条直线上，使骨折的移位消失，重叠消失，对位时线一致，这是利用牛顿第三定律的最好体现。&&&&浙江大学骨科研究所&&&&25&&&&&&&&&&&&骨科学新进展&&&&&&&&生物力学的一般概念&&&&&&&&2、生理应力与骨痂的自我塑形：骨折以后在愈合的过程中其骨小梁能按照骨骼受到生理应力的方向自我排列与调整，从而促进骨折的愈合，wolff定理指出：正常的生理应力能使成骨细胞增多，从而增加骨折端的面积，当生理应力不变，骨细胞增多，面积增大，从而生理应力减少，此时成骨细胞减少，骨折端的面积减少，则单位面积上的应力增大，这就是骨痂自我塑形的最好体现，因而骨折端面积上增加生理应力，是促进成骨细胞生长的最好方法，同样，外固定时间越长，生理应力就越小，可以造成骨折的不愈合或迟缓愈合，因而，充分固定，是不符合骨折的生理力学原理的。3、钢板固定与骨折的愈合：普通钢板或加压钢板的内固定，对骨折端起了一个稳定的作用，但钢板的弹性模量与骨的弹性模量不同，前者是后者的n倍，因而，钢板与骨二种不同弹性模量的物体组成同一个力学系统，则弹性模量大的物体的受力与弹性模量小的物体的受力的比值为n，即出现应力遮盖现象，主要的生理应力作用于钢板上，而不是作用于骨折端，因而，可以造成骨折的不愈合或迟缓愈合，这是普通钢板或加压钢板固定后，骨折不愈合的常见原因。4、长骨髓内钉固定的生物力学原理：长管状骨是一个各向异性体，它的弧形突出面受拉伸，内侧面比较平直，一般受压缩，如果用有限无未分杆长骨的受力，可见它的每一个面上均受到不同的应力的作用，而应力最小的部位是中间的髓腔内，它的应力趋近于O，而交锁髓内钉是固定于应力趋近于O的中心层，因而，它的其它的各个面上的骨骼仍然保持原来的受力状态，即：不干扰、不破坏，骨折端原来的受力状态，再在手术后不作外固定，进行正常的功能练习，使其受到正常生理应力的作用，能够促进骨折的愈合，交锁髓内钉固定有二种，动力型固定或静力型固定，从理论上说，应为动力型固定，而实际上都为静力型固定，则在手术六周以后拆除部分锁钉，改为动力型固定，更加促进骨折的愈合。5、股骨颈易引起骨折的力学原理：这与股骨颈的特殊力学结构有关，其压力曲线与张力曲线的交点在左股骨距，它是各向异性体，它的弹性数的比为：Cn：Cb：Cc=1：0.15：0.175，因而它不能承受较小的横向剪应力的作用，而在大粗隆着地，骨盆的重力作用于股骨颈时，&&&&&&&&浙江大学骨科研究所&&&&26&&&&&&&&&&&&骨科学新进展&&&&&&&&生物力学的一般概念&&&&&&&&而发生骨折是横向剪切应力造成的。6、股骨颈骨折，超低位固定的力学原理：股骨颈的主应力方向为与水平线成73.5?的角度，因而，固定应与主应力方面一致，即：把股骨颈的直径三等分，其下方的等分点与股骨距联线的反向延长线与股骨上皮质的交点为固定时的进钉点，一般位于大粗隆下方4.0cm处，即为超低位固定的力学原理与方法。7、股骨颈前倾角与颈干角的概念：这是一个结构上的空间概念，它在股骨颈骨折内固定时，在全髋关节置换时至关重要，前倾角：股骨颈的纵轴线与股骨干纵轴所在的髂状面的夹角，颈干角：股骨颈纵轴线与股骨干纵轴线的夹角，这两个角度为异面角，全髋关节置换时：髋臼：以真臼底为基础，假臼的中心线与真臼的中心线一致，股骨柄：其中心平面与股骨颈梨状窝中点到股骨距的联线所在的平面相一致。8、全髋关节置换后并发症的预防：术前：根据病人的具体情况，选择合适的假体。术中：严格按操作规范进行，力求安装假体符合要求。术后：正确的功能练习，定期复查。髋臼内衬的松动与磨损：按装时力线要一致，紧密匹配，以减少应力集中，继而导致磨损与碎裂的可能，股骨柄远端的微动问题：在力学上，二个弹性模量不同的物体，组成一个髋关节，可以产生应力的集中，其中可以在股骨距，或股骨上段，亦可以产生微动，而这种微动只允许在平动的范围内，而不能产生转动，如果出现转动，则可以产生股骨上段的疼痛，重则产生大粗隆的柄周围的各种骨吸收现象，因而根据不同患者的特点，考虑作生物型的假体或骨水泥型的假体。9、全髋关节置换术后，假体与骨界面的奇异应力问题：假体与人体骨组成一个新的力学系统，但二个物体的弹性模量不同，在它们的接触界面上，产生一种应力——奇异应力，由于奇异应力的存在，可以使假体松动、断裂、脱位、周围骨组织的吸收，而进一步造成假体的移位，使手术失败，这种奇异应力的存在，近年来被力学工作者重视，我们主要的研究为：探讨产生奇异应力的条件及克服奇异应力的条件及克服奇异应力的界面条件，从而减少关&&&&&&&&浙江大学骨科研究所&&&&27&&&&&&&&&&&&骨科学新进展&&&&&&&&生物力学的一般概念&&&&&&&&节置换的并发症，这是一个攻关的方向。10、股骨颈前倾角、颈干角形成的力学原理：从解剖位置看，股骨颈固定于大小粗隆之间，股骨头承受骨盆的重力，大粗隆上有外展肌的作用，小粗隆有前屈肌的作用，大粗隆后方有内方定肌的作用，而其前方却没有向内侧的肌力的作用，因而它有一个在站立时，股骨颈向前发生位移的趋势，这个力就是使股骨颈前倾角的形成，类似力学上的桡度理论，利用桡度理论，可以解释股骨颈前倾角的形成。11、股骨颈前倾角的可变性：胎儿及出生后的小孩，股骨颈的前倾角大于15?，大约在25?—30?之间，随着站立及负重，前倾角在力的作用下可以改变，主要是受到压缩、剪切及扭转应力的共同作用，使前倾角由大变小，它在骨骺封闭以后就不再改变，这一点是一个认识的问题，我们研究的是前倾角是怎样由大变小的，在力的作用下，它是如何改变的，这个问题，查阅从年的国内外文献共500万篇，均未提到。12、股骨颈前倾角的可变性与先天性髋关节脱位的保守治疗：先天性髋关节脱位的保守治疗治愈的病例，从反面证明了股骨颈的前倾角是可以改变的，我们从股骨颈受力到骨折的全过程的力学实验中，在股骨颈骨小梁的微观裂纹到细观角察，再到宏观骨折的整个实验中，证实了股骨颈的前倾角存在着可变性，它为先天性髋关节脱位的保守治疗，提供了理论基础。13、足弓的力学原理及其理论计算：足弓是由内侧弓、外侧纵弓和足横弓组成的一个完整的力学系统，它承受着人体的重量，及其起了一个稳定整个人体的作用，在它的结构中，足底的膜是稳定足部纵弓的有力支持条件，它类似有拉杆的二次抛物拱的力学原理，理论及实验证明了它存在的必要性及稳定抛物线的充要条件，足弓的力学原理可以用二次抛物拱来计算有拉杆的稳定，无拉杆的不稳定，在三关节融合手术及足部骨折，中跗关节骨折脱位，跟骨骨折的手术时尤其要注意，第一要恢复正常足弓的形态，第二要键躔筋膜，使足弓稳定。&&&&&&&&（俞学中）&&&&&&&&浙江大学骨科研究所&&&&28&&&&&&&&&&&&骨科学新进展&&&&&&&&脊柱生物力学研究方法学的若干问题&&&&&&&&第四讲&&&&&&&&脊柱生物力学研究方法学的若干问题&&&&&&&&脊柱生物力学研究主要包括运动学(kinematics)和动力学(kinetics)两大部分。脊柱运动学研究椎体间的运动，不涉及力和质量；而脊柱动力学则是研究载荷下的脊柱运动。脊柱解剖结构复杂、运动形式多样、材料力学行为特别，给脊柱力学研究带来困难。近几十年来脊柱生物力学发展迅速，主要依赖于研究方法和研究手段的进步（1、2、3），内容涉及脊柱生物力学实验室模型、数学模拟及临床研究等各个方面。在取得进步的同时还存在许多缺陷和争论。本文就当前脊柱生物力学研究方法学的若干进展和相关问题作一介绍。一、脊柱生物力学实验模型研究种类和用途脊柱生物力学实验模型研究是最常见最基本的研究手段。概括文献生物力学研究报道，实验模型的种类可分为物理材料力学模型、离体标本生物力学模型、活体生物力学模型等三类(3)。1、物理材料力学模型：由人工材料制成简化的脊柱模型，当骨性解剖和软组织特性不太重要时较为合适。用于测试各种脊柱固定装置和植入物的强度和疲劳实验(4)。其优点为简单便宜、变异小、能单独评价植入物，缺点在于模型非解剖性、植入物非生理性负载。因此该模型对脊柱运动学和动力学研究意义不大。2、离体标本生物力学模型：有动物和人类尸体脊柱标本两种。当脊柱解剖结构对实验有重要影响时适用这些模型。主要用于单纯脊柱标本或脊柱器械固定后标本的强度测试、疲劳测试和稳定性测试。在实验研究中，这种模型应用非常广泛。根据其测试目的可归纳为三种：基础生物力学模型。（1）研究脊柱在载荷或位移情况下脊柱的基本运动&&&&（5、6、7、8）&&&&&&&&，包括单方向或多维的运&&&&&&&&动、单纯或复合载荷、中立位或其他各种位置的脊柱力学状况等。（2）临床生物力学模型。模拟脊柱损伤（9、10）、疾病和外科减压手术（11、12、13）等。通过切除模型脊柱标本的部分构件，同完整标本做生物力学比较，也可对这些改变的作用和潜在的不稳定性做定量分析。（3）脊柱器械测试模型。评价脊柱器械和装置的力学性能（14、15）。一般分三个步骤，首先测试完整标本，得到基础数据；然后测试模拟损伤后的模型；最终对器械固定后的标本进行测试，通过比较三组数据，可对器械的固定作用进行评价。动物标本模型具有便宜和变异小的优点，其缺陷在&&&&浙江大学骨科研究所&&&&29&&&&&&&&&&&&骨科学新进展&&&&&&&&脊柱生物力学研究方法学的若干问题&&&&&&&&于解剖和生物力学与人类有所不同，也不能体现人类脊柱的多变性，因此不宜作为临床生物力学测试模型。人体标本模型具有真实的解剖生理特性和变异性，但标本来源有限。人体标本结构变异性大对实验研究有两重性，一方面能真实体现人类脊柱的多变性，另一方面给实验的对照和统计造成困难。3、活体生物力学模型。活体生物力学模型在研究活体发生的一些现象时是必不可少的（16）。这些现象包括骨融合、脊柱器械固定后的骨稀疏反应、临近融合区的退变现象、疤痕形成和椎间盘及小关节损伤后的反应等。这些模型多数具有创伤性，通常是动物模型。一般几组动物在不同时段处死，观察时间同愈合及适应性变化的关系(17)。其力学研究的结果通常以标本的弹性、刚度和强度来表示。此外，这些生物标本还可以进行非生物力学检查，如组织学研究、分子生物学研究等，使得对各种现象的了解更为深入。由于动物在解剖学、生物力学、生物学上与人类不同，不能替代人体研究。人体活体研究必须遵守无创伤原则和志愿者原则，应用受到限制。人体研究资料有两种来源：（1）活体测试。多数是借助各种测试仪器对脊柱运动学进行测试（20、21、22），近来也有作者采用特制的仪器对脊柱进行无创伤性载荷位移关系测试（18、19）。活体测试干扰及制约因素较多，个体差异大，各家测试结果不够一致。总体来说目前尚缺乏有效手段。（2）临床观测。临床上脊柱损伤、疾病和外科手术后脊柱会出现一系列力学上适应性改变，可对不同治疗组进行比较研究。但临床资料可比性较差，难于定量分析。二、实验室模拟活体存在的问题研究脊柱运动学和动力学的最理想的方法是活体研究(23)，但由于活体研究存在种种限制，最直接的方法是在实验室模拟活体。离体实验对评价脊柱的损伤（或手术）、或稳定性更客观，因为所涉及的可变因素较易控制(24)。然而实验室如何真实地模拟活体也存在一些困难和争议。（一）标本的构建根据不同的测试目的和要求，模型标本大小可有多种选择。运动节段模型：1、包含两个完整椎体及其全部相连软组织的运动节段是脊柱最小的重复单位，在大多数实验中应用。其缺点在于，由于前后纵韧带及棘上韧带横跨几个节段，这种模型会损坏上述结构，测试结果可能低估棘上韧带强度。另外两个椎体都不是通过椎间盘生理性地负载。2、长节段标本模型：包括多个运动节段的脊柱标本，&&&&浙江大学骨科研究所&&&&30&&&&&&&&&&&&骨科学新进展&&&&&&&&脊柱生物力学研究方法学的若干问题&&&&&&&&对测试超过二个椎体的固定或超过一个运动节段的研究是必不可少的(25)，同时避免了单运动节段模型的上述两个缺陷。这种模型最基本的困难是稳定，由于标本备制通常是将标本末端椎体用快速凝固的环氧树脂固定于夹具，一端固定一端加载。长节段脊柱由于没有肌肉的保护会摆动或塌陷，椎体会出现“浮动”，呈非生理性的弯曲、扭转和剪切，影响测试结果。如果在多节段标本模拟稳定性的肌肉将是理想的模型，目前还难于很好模拟。有作者用缆线模拟肌肉的张力，力的大小、方向、作用点、用力速度等的确定还有许多工作要做(26、27、70)。3、简化运动节段模型：由两个半椎体及相连软组织构成的模型，可节省标本材料，但减弱了椎体结构的支架作用，并破坏了后部结构，使之抗扭力和弯力下降(28)。此外在进行脊柱力学测试时还应当注意，当测定某一韧带，必须通过骨性附着点加载。如果韧带由多束组成，应分别以其生理方式加载。如果组织样本是从大的结构中切取，由于其结构的完整性受损，力学性能会减弱(29)。（二）测试条件的设定实验室模拟活体要求被测试标本最大程度地接近活体状态，在这方面做了大量工作。死亡本身对脊柱力学性能的影响是多样和复杂的，还未完全定论(30、31、&&&&32)&&&&&&&&。但死后组织水解对力学性能肯定会有干扰，尤其椎间盘含水量变化对脊柱的&&&&&&&&生物力学有重要影响。死后椎间盘长时间不负重引起嗜水性的椎间盘在组织液中水肿增高，有作者对手术切除椎间盘和死后数小时切取的椎间盘进行比较，研究提示死后组织水含量变化包括水从外层向内层纤维环转移(33)。一段时间持续的预加载能使之保持在生理状态。因此，测试前及测试中，标本应保持潮湿，但椎间盘不应接触水浴，除非采取了防止椎间盘肿胀的措施。在持续负载时，标本应在生理盐水中水浴，这样椎间盘的肿胀压起作用对抗液体外流。一个饱和水蒸气的间室，只要水汽能自由地散布在椎间盘周围，有同样的作用。不能用水浴的情况下，可用聚乙烯薄膜紧密包扎，使之保持潮湿。周围温度、冷冻储存对脊柱组织力学性能产生影响。同室温相比，体温条件下会引起韧带轻微膨胀，椎间盘和肌腱蠕变加快10-15%(28、34)。在37度环境温度下骨的伸张性(extensibility)增加6%(35)，椎体的疲劳时间下降(36)，但骨强度不影响(35)。实验证明，冷冻至-20度再复温对骨(35)和椎间盘(32)的力学性能影响很小，能保持其物理特性。因此标本不应在37度条件下测试，除非进行骨疲劳试验。&&&&&&&&浙江大学骨科研究所&&&&31&&&&&&&&&&&&骨科学新进展&&&&&&&&脊柱生物力学研究方法学的若干问题&&&&&&&&（三）测试模式的选择离体标本力学测试包括三种基本形式：强度测试、疲劳实验和稳定性测试。其中稳定性测试是研究脊柱标本或脊柱内固定后标本载荷-位移关系的一种力学测试方法，在实验室应用最广泛。病理性的椎间运动是引起症状的重要原因，因此描绘正常完整脊柱标本及退变、减压或稳定术后脊柱标本的载荷-位移关系有重要意义(37、38)。测试时下位夹具固定于测试台，上位夹具承受载荷（力或力矩）或移位（旋转或位移）。位移-载荷测试有下列两种模式：1、载荷控制测试(load-controlledtesting)：施加载荷（力和力矩）测量运动，属于弹性测量(flexibilitymethod)。2、位移控制测试(displacement-controlledtesting)：施加位移和旋转，测量载荷，属于刚度测量（stiffnessmethod）。实验中一半参数可独立设定，其余参数通过定量测定材料或运动节段的反应获取，根据测试目的选择不同方法(24)。两种测量模式那种更好，存在较大争论。Goel等认为为了使实验易于标准化，必须控制下列因素：（1）作用在各节段的载荷必须保持一致，不管是完整脊柱的刚度或由于创伤或手术器械稳定术后刚度发生了变化。（2）施加的载荷不应对脊柱节段的运动产生制约，因为活体承受外载荷时脊柱是自由活动的。一般认为载荷控制测试方法比位移控制测试方法容易控制上述条件。因为（1）载荷控制测试方法有可能施加纯力矩（puremoment）来模拟临床的相关运动，而纯力矩保证了载荷的大小不会因为脊柱节段和脊柱的状态（完整、损伤、损伤-稳定术）而改变(39)。（2）在载荷控制测试方法，施加的载荷可不对脊柱节段的运动产生约束，能对载荷作用点和其矢量所产生的效用进行研究，它所形成的组织蠕变同活体状态相似(40)。因此，载荷控制测试模式是目前脊柱生物力学研究的主要手段。载荷控制测试方法被广泛接受主要是因为这种技术再现（复制）了脊柱的运动。例如在单个脊柱功能单位施加向前的力或屈曲力矩会产生前移和屈曲旋转的复合运动，同可接受的生理模式相似。也有不少学者认为位移控制测试模式优于载荷控制测试模式，提出判断何种测试模式更优要着眼于谁能客观模拟活体环境。位移控制测试模式是基于椎体的运动施加位移和旋转，更符合生理状态。脊柱的运动方式能用非侵入手段获得，而测量载荷需要侵入性的传感器。脊柱实际运动方式能通过定量测定瞬间旋转轴(IARinstantaneousaxisofrotation)来描述其相对于邻近椎体的运动，目前已经能&&&&&&&&浙江大学骨科研究所&&&&32&&&&&&&&&&&&骨科学新进展&&&&&&&&脊柱生物力学研究方法学的若干问题&&&&&&&&精确测定，并用来估计退变过程(41)。应用施加载荷的方式不可能模拟这种正常或退变的复杂运动方式，如果应用复杂的位移控制测试模式，这种活动方式能被重现(42)。此外，位移模式在标本刚度接近0的条件下测定有其优点，此时用载荷方式不能精确保持测试条件，因为载荷无变化时位移可有很大变化。例如在中性区测试时。位移控制测试方法也存在不少问题。在最上椎体应用确定的位移，由于脊柱的偶合运动和脊柱位移范围的变异，在脊柱序列产生大小不一的复杂载荷。虽然复杂载荷可在最下位椎进行三维定量测算，但在各节段不可能做到定量测定。在某一脊柱平面，复杂的载荷常随脊柱的状态变化而发生变化，如完整的、损伤的、稳定术后的等。因此，在位移模式很难确定完整的或损伤的脊柱某一椎体的三维载荷-位移关系。此外，位移模式常由于组织的松弛和随时间变化的载荷，确定应力和载荷状态非常困难(40)。（四）怎样的载荷更符合活体生理要求：精确测定脊柱载荷-位移是重要的，同工程力学不同，生物力学测试的材料是各种材料的混合物。脊柱组织力学行为有下列两个特性：1）非线性（（nonlinearity）：脊柱组织变形越大就越僵硬，这种效应在一些组织更明显，因此所施加载荷的分布会随载荷的增加而改变，因而不能以高载荷时的力学行为推断低载荷时的行为。（2）粘弹性（visco-elasticity）：脊柱组织在快速率加载时更僵硬，同理快速率加载不能推断慢速率或静态加载时的力学行为。这就意味着力学反应及脊柱功能单位的刚性取决于测试条件和先前的生物力学状况。在进行实验模拟活体时，脊柱标本该用什么力或力矩加载、载荷的大小、加载的速率等一系列问题目前还没有定论。是选择复合加载还是单纯压缩、弯曲加载？单一载荷由于易于标准化在以往的实验中应用较多，对比较不同标本或不同内固定装置的力学反应有较大意义，但单一载荷不能模拟生理状态。生理状态下脊柱通常承受由压缩、剪力、弯曲和扭转力共同起作用的复杂载荷，一种载荷会影响脊柱对其他几种载荷的反应。Janevic(43)和Edwards（44）发现运动节段的压应力会增加脊柱对弯曲的抵抗，压缩力使FSU的刚度增加。认为标本的刚度随施加力的因素多少而不同，单一位移或载荷所得的载荷-位移数据不同于活体反应；在一个方向上的测试（如压缩、&&&&&&&&浙江大学骨科研究所&&&&33&&&&&&&&&&&&骨科学新进展&&&&&&&&脊柱生物力学研究方法学的若干问题&&&&&&&&剪力、屈曲）不能叠加起来估计活体多轴的反应。尸体标本研究还发现单纯强大的压应力(36)或弯曲力(27)都不能使椎间盘突出，而压力和弯力结合会造成椎间盘突出(45)。因此，近来复合载荷在实验中应用增加，这种载荷对研究脊柱损伤机理尤为重要。载荷大小的确定主要依据对活体条件下脊柱载荷量的判断，如果活体条件不能正确模拟有可能产生引起误导的结果。现阶段可利用的仅是一些简单的测试数据，如有作者测得年轻男性站立时腰椎的平均压力为500牛顿，坐位700牛顿,从地板上提起中到重物时为3-6千牛顿(26)。矢状面屈曲应力，坐位接近10N.m，地板上提重物为15-20N.m，冠状面和扭转的力矩则未获得(46、47)。由于可供利用的脊柱复杂载荷条件的实验数据相对较少，目前还不能确定载荷的合适组合(48)。此外，由于脊柱组织的粘弹性，加载速率对脊柱刚性有很大影响（49），例如实验测得活体弯腰或提物运动的时间约为0.2-5秒（46）离体实验的加载时间应以活体，生理运动时值为依据。间隔一定时间不断增加载荷的方式不能很好体现生理状态。三、脊柱运动学测量方法：脊柱运动学测量是脊柱生物力学研究的重要手段。根据测试对象和实验设计要求不同，测试方法繁多。有活体测量和离体标本测量两大类。具体方法有几何学测量、传感器测量、影象学测量、立体光学测量等。（一）活体测量：1、几何式角度测量仪：主要在临床应用，用于活体测量脊柱的运动范围，无损伤性，方法简单，精确度相对较低(50、51)。有的装置设计巧妙，如一种用于测定颈椎运动范围的装置就采用了重力角度仪和罗盘角度仪的组合，能同时进行多方向的测定(52)。放射线测量：2、放射线测量是脊柱运动活体测量的主要手段（71）。平面动态X线片最为常用，可获得每个节段的旋转角度、椎体的平移及转动中心，运用计算机图形重建技术可对其进行分析，该方法对椎骨间的伸屈角度变化较敏感，但确定转动中心时误差较大。目前临床上放射线测量只能观测二维运动，而对三维运动的定量描述仍有困难。双向立体X线、立体CT等技术的逐步应用和完善将为研究活体脊柱三维运动创造条件。3、电子设备及传感器测量：主要通过按在体表的电子元件及传感器测量活体脊柱区域的总体运动。常用的设备有&&&&浙江大学骨科研究所&&&&34&&&&&&&&&&&&骨科学新进展&&&&&&&&脊柱生物力学研究方法学的若干问题&&&&&&&&（数字电子倾度仪（electronicdigitalinclinometer）20、21）、三维空间示踪系统（（（Three-spacetracersystem）22）及脊柱运动分析仪（SpineMotionAnalyzer）53）&&&&&&&&等。但活体测量脊柱区域的三维运动存在很大困难，这是因为每一脊柱区域均由多个小的不能接近的节段组成；在单平面运动时，同时进行着旋转和位移；此外，尾侧椎体的活动影响了测量区域的稳定。因此至今尚无普遍接受的测定脊柱区域运动的可靠设备，也无公认的脊柱区域运动的标准数据。（二）离体标本测量：1、放射线测量。离体标本脊柱运动研究也可采用平面放射线测量方法。由于离体椎体可用金属附贴标签定标，其精确度比在体测量要高，可达±1度(54)。2、传感器测量。传感器测量是一种接触式的三维测量，通过安放在脊柱上的位移传感器对某节段的线位移和角位移进行测量。虽然传感器测量精度很高，但有以下缺点：（1）一般只用于一个运动节段的测量。（2）传感器的安放对脊柱的自由运动有一定影响。（3）接触式传感器测量有一个固定的测量取向，测量方向不一定与脊柱运动方向一致。常用的有电类型的位移传感器，如引伸计(extensometers)能提供1?m的测量精度，在一定范围内呈线性。还有差动式位移传感器(LVDT)和旋转式角度传感器(RDT)构成的三维定位仪也可用于脊柱运动测量。通过测量椎骨上不共线3点的坐标，确定椎骨的空间位置，计算出节段间的运动参数。Panjabi(55)采用电-机械测量装置测量上位椎体形心的三维六自由度运动。整个系统包括测量装置（金属架和固定其上的4个铝合金球）、数据采集装置（6个机电式百分表、多点转换箱和数字式应变仪）和电子计算机等组成。每次加载后计算机可测量出椎体形心在坐标系的三个角位移和三个线位移量。该系统较适合一个运动节段的运动测量。3、立体光学测量。立体光学测量系统由两个互成角度的平面光学测量系统构成，通过计算机三维视觉和图象处理技术重建三维运动，确定物体的空间位置。根据刚体运动学理论，刚体上任意不共线三点的运动，代表了整个刚体的运动。这种方法进行三维运动测量具有定位精度高、非接触性测量特点，对单节段和多节段都适用，是当前较先进的手段。Panjabi(56)采用立体摄像计算机图象处理方法分析脊柱的三维运动，在椎体上贴附标尺，通过其三个不共线的标志的运动确定脊柱的位置，对各节段的角度测量精度可达0.5度。而Goel(57)的Selspot系统则是将发光二极管固定在椎骨的棘突及两侧横突上，精度&&&&&&&&浙江大学骨科研究所&&&&35&&&&&&&&&&&&骨科学新进展&&&&&&&&脊柱生物力学研究方法学的若干问题&&&&&&&&达0.2%。国内王军(58)、朱安青(59)等也采用了相似的方法进行了颈椎和腰椎运动的研究。四、脊柱生物力学有限元(finiteelementmodel（一）有限元模型的构建：有限元分析是工程上用于结构应力分析的一种方法，后来被用于生物力学虚拟实验。这种模型是一组包涵了其所代表结构的几何学及材料物理特性的数学方程式，通过输入已知条件，输出结果。脊柱有限元模型构建需要两方面数据：（1）椎体真实的几何学形态，通常从脊柱CT扫描图形获得，也可从实体测得。（2）椎体骨组织和连接椎体的软组织的材料物理特性。1974年Belyschko(60)首先将有限元分析方法应用于脊柱力学研究，建立二维椎间盘模型，1975年有了三维有限元模型研究报道。目前脊柱有限元模型的构建已经达到了相当水平。表现在：（1）几何形状模拟更加逼真，并且从模拟单一节段发展到模拟多个运动单位。（2）模型中计入上下关节突之间的接触和运动，将关节突模拟为非线性的运动接触问题（61、62、63），较好地体现了小关节的生理运动功能。（3）对椎间盘的模拟更加细致和准确。纤维环的模拟形式多样，大部分模型将纤维环模拟为同源基质包埋着大量的胶元纤维（61、64），其中胶元纤维以十字交叉的形式排列成若干层，胶元纤维只承受张应力，视为非线性复合材料。髓核有的模拟为不可压缩的流体&&&&（65）&&&&&&&&FEM)研究：&&&&&&&&，也有的则模拟成三维实体单元（61、63）。&&&&&&&&（二）有限元模型的优越性：虽然有限元模型可进行脊柱动力学（载荷下的脊柱运动）、运动学（椎体间运动）和脊椎及椎间盘内部的应力应变等各种研究。但在下列情况有限元模型具备优势：（1）由于椎骨和椎间盘内在张力和应力不能进行实验研究，这方面有限元分析方法有着不可替代作用（65、69）。椎体内部的应力和张力是对作用于标本的负载的反应，对探索骨疏松、骨适应性变化的成因有很大意义。（2）能够模拟在活体发生的真实的现象—骨愈合过程、骨和软组织的适应性变化、小关节改变方向后脊柱力学行为的改变、融合对邻近节段的影响等。（3）模拟肌肉对脊柱力学的影响（66）（4）能对损伤、退变、肿瘤等多种疾病进行模拟（61、67）（5）能有助于。。在没有真正制作的情况下评价新的脊柱器械，对器械元件材料选择、大小设计进行分析。&&&&浙江大学骨科研究所&&&&36&&&&&&&&&&&&骨科学新进展&&&&&&&&脊柱生物力学研究方法学的若干问题&&&&&&&&（三）有限元模型的局限性：1、有限元模型存在许多简化和假设：（1）设置一个脊柱有限元模型脊椎的几何形态首先被简化，以简单的构件来近似真实的几何形状。椎体的精确形状和相邻椎体的空间关系对预测接触应力有关键的作用，但这些形状和空间是从有限的标本中获得的近似值或从有限的CT断层片测得。（2）有限元模型必须对复杂成分的材料的力学性能作简化假设。如复杂纤维组成的纤维环、椎体的各相异性等。由于研究者可自由地对各种简化方式、假设、材料特性和形状进行选择，同尸体标本和活体实验相比，其有效性更重要且更难实现（68）。2、有限元模型依赖于实验研究：（1）有限元模型依靠从尸体标本模型测得各种骨和软组织材料特征数据，因此也带来了标本模型所固有的许多错误。这种数据有时根本无法得到或不适合数学模型。计算机模型的结果完全取决于模型的构成，数据不合理结果自然不理想。（2）为了验证模型的有效性，通常从文献中查找合适的实验模型，把计算的结果与实验结果比较，吻合度好的说明模型有效性佳，最终数学模型能解释实验结果，但作独立的预测作用有限(68)。3、有限元模型应用具有特异性：有限元模型并不是通用的，在模型设计的初始便已经确定了要研究的问题。如果模型构建成一系列刚性的椎体用弹性的韧带和椎间盘进行连接，较适合于椎间宏观运动的研究。如果模型是用来研究椎体和椎间盘内部的应力和张力，那么椎体和椎间盘就必须更逼真地进行用数以千计的网格划分和输入不同结构的材料特征组成模型。在某种条件下有效的模型推算脊柱的其他力学情况仍有可能出错，只有限制应用于实验证实有效的范围内，才能发挥其优势。随着计算机能力的日渐强大，需简化的程度减少，以及对脊柱组织的材料特性了解不断深入，其预见作用将不断加强。在许多方面计算机模型将取代力学测试。&&&&&&&&（陈维善）&&&&&&&&浙江大学骨科研究所&&&&37&&&&&&&&&&&&骨科学新进展&&&&&&&&骨肉瘤的保肢治疗进展&&&&&&&&第五讲&&&&&&&&骨肉瘤的保肢治疗进展&&&&&&&&骨肉瘤的治疗，自20世纪70年代初开始，随着术前化疗的开展，人们不仅重视生存率的提高，而且追求肢体的完整与功能的保存，因此多种形式的保肢手术得以相继开展，并有逐渐取代截肢的趋势。在欧美等国家的一些骨肿瘤治疗中心，保肢术的应用已明显超过了传统的截肢术。在保肢术领域中，一些令人关注的问题已经有了初步的答案，并取得了令人瞩目的进展。国际保肢学会（ISOLS）已召开十届保肢的国际会议，把骨肉瘤的保肢治疗在二十世纪末推向高潮，可以相信，二十一世纪将更会有长足的进步。一、保肢术历史与现状19世纪中叶开始采用截除肿瘤治疗肢体恶性骨肿瘤，由于复发率高达100%，SamuelGross(1879)加以谴责，并强调截肢。1890年罗马尼亚ThemistocleGluck描述截除肿瘤，植入象牙假体获成功。终因没有有效的化疗保证下保肢未能提高骨肉瘤的5年生存率及减低局部复发率而告失败。二十世纪70年代初，Jaffe.Rosen等相继应用大剂量氨甲喋呤治疗骨肉瘤，这种疗法称为HD-MTX-CFR（high-dosemethotrexateandcitrovorumfactorrescue)，各家再配伍阿霉素、顺铂、长春新碱、环磷酰胺、博来霉素等药物组成多种综合化疗方案，使得骨肉瘤的5年生存率发生划时代的改观，由原来截肢术不到20%的生存率上升到保肢术的50%~80%，而局部复发率在15%以下。在化疗的保护下，1976年，Rosen报告15例骨肉瘤保肢术后掀起了截除肿瘤保留肢体治疗骨肉瘤的热潮。由于现代化疗、人工关节、重建手术等多学科的发展，使挽救肢体作为骨肉瘤的首先考虑，成为可能和现实。今天，可以毫不夸张地说96%的肢体肉瘤可由经验丰富的治疗小组施行保肢术而无局部复发的危险，而需截肢者则因为皮肤与主要神经血管束受累或年龄太小的儿童。保肢术对生存率的影响是人们最关心的问题。大多数文献资料显示，保肢术对骨肉瘤患者的生存率并无不利影响。甚至有报告还显示保肢组生存率还高于截肢组，当然两组的条件不完全相同，如截肢组多有肿瘤较大，瘤期较晚等不利于保肢和生存的危险因素。只要我们病例选择恰当，正确施行保肢术是能达到较高&&&&浙江大学骨科研究所&&&&38&&&&&&&&&&&&骨科学新进展&&&&&&&&骨肉瘤的保肢治疗进展&&&&&&&&生存率的。1993年Ruggieri报道144例骨肉瘤，其中保肢治疗131例，截肢13例（9%）年生存率77.5%，而局部复发仅2例（1.5%），5，作为处于发展中国家的水平，我们与发达国家相比，还有一段距离须追赶。二、保肢术的条件、适应症、禁忌症1、开展化疗是保肢术的基本条件：传统的高位截肢术历经百年未能提高骨肉瘤的生存率，究其原因是骨肉瘤确诊时，约80%以上病例已有肺内微小转移灶，只是现有检测手段未能发现而已，而截肢术不能阻止这些微小转移发展成为致命，大剂量的化疗对骨肉瘤的治疗发生突破性进展，大幅度提高生存率，在于化疗首先消灭了肺内微小转移灶。也证实术前化疗能使肿瘤分界变得明显，肿瘤血管减少，坏死增加。临床可见肿瘤缩小，发热减轻，邻近关节活动度增加。影像学上可见钙化增多、肿瘤周围水肿消退等。可以说，在取得良好保肢术疗效的文献报告，几乎毫不例外地进行了正规的术前术后化疗。化疗方案各家报告有所不同，多采用RosenT10方案或加以改良。共同特点是各家均有完整化疗方案作为整个保肢治疗过程的重要组成部分。术前化疗包括静脉或动脉化疗，或两者结合。术后化疗一俟拆线创口愈合即可开始，化疗药物还可根据肿瘤对术前化疗的反应评估而改变，调整或增加药物，尽管每个病人由于毒性反应等各种原因在具体应用上有所不同，但都应完成总的剂量。2、安全的肿瘤切除边缘是保肢术成功的关键：Enneking对恶性骨肿瘤提出了外科分期与切除缘的概念。所谓切除缘即肿瘤的切除边界，这一定程度上可反应肿瘤切除的彻底性，故切除缘概念对保肢术是极为重要的。术前必须对肿瘤进行外科分期并作出肿瘤切除缘的判断。切除缘分四种：病灶内切除（ImtralesionalMargin）；边缘性切除（MarginalMargin）；广泛性切除（WideMargin）；根治性切除（RadicalMargin）。原则上，恶性骨肿瘤最佳手术切缘应达到根治性边缘切除，而事实上，保肢术难以达到根治性边缘切除。切除边缘与局部复发、生存率相关。多数报告显示保肢的多数病例只能达到&&&&&&&&浙江大学骨科研究所&&&&39&&&&&&&&&&&&骨科学新进展&&&&&&&&骨肉瘤的保肢治疗进展&&&&&&&&广泛性切除边缘再配合术前术后化疗，局部复发率一般为5%—10%，与非超关节离断的经骨截肢术的局部复发率相仿。也有报告认为，术前化疗肿瘤细胞达90%以上坏死时，边缘性切除的局部复发率也较低，我们的一组病例，在主要神经血管束周围仅达边缘切除标准，局部复发率也不超过10%。Simon的报告显示，病灶内和边缘性切除的一组2年生存率为48%，5年生存率为35%，而广泛性和根治性切除的一组生存率为70%，5年生存率为50%。可见，至少采用广泛切除边缘是保肢术改善生存率的基本条件和关键。3、保肢术的适应症与禁忌症：保肢术或截肢术的适应症是相对的，不是绝对的。这与化疗小组水平、有无化疗保证与化疗的有效性等有关。ⅡA期最佳适应，ⅡB期相对适应。病理骨折相对禁忌（1996Abudu等一组病理骨折的骨肉瘤保肢术，局部复发率19%，5年生存率64%）。年龄小相对禁忌。近20多年来，保肢疗法在世界上得到广泛开展，方法不断改善，疗效不断提高，适应症不断扩大，保肢疗法已逐渐成为骨肉瘤的主要疗法。供参考的保肢适应症与禁忌症如下：骨肉瘤保肢术适应症：①经X片、CT、MRI和血管造影术等确定肿瘤范围较局限者。②无远位转移，周围软组织侵犯较少，Enneking分级属ⅡA和ⅡB者。③无血管神经束受累、无病理骨折、无局部感染或弥漫性皮肤受累者。骨肉瘤截肢术适应症：①肿瘤侵犯血管神经。②并发病理骨折。③肿瘤巨大，软组织广泛侵犯。④腓骨、桡骨等细小长骨，肿瘤易破出骨外，侵犯周围血管神经和肌腱，完整切除困难，截肢机会较多。⑤年龄太小儿童，一般小于10岁的儿童优先考虑截肢。三、关于重建问题。&&&&&&&&浙江大学骨科研究所&&&&40&&&&&&&&&&&&骨科学新进展&&&&&&&&骨肉瘤的保肢治疗进展&&&&&&&&保肢术时切除骨与关节后的重建，必须符合骨科学原则，不能仅因病人有骨肿瘤就做不合理的重建。决定重建的重要因素有：消除疼痛、稳定性、活动性、耐久性和病人的心理接受。现可供选择的重建方式有：①不重建；②关节融合；③生物性关节成形；④假体置换；⑤异体骨移植；⑥假肢。根据病人的具体情况而定。1、肿瘤的切除肿瘤切除时应使肿瘤周围包有一层至少2cm的正常的软组织，但在主要神经血管束相邻处有时只能达到边缘切除，同时剥除血管神经的外鞘。只要仔细操作则仍可不进入肿瘤。因此，有可能肿瘤大部分为广泛切除边缘，而某些部位为边缘性切除，但决不应进入肿瘤在肿瘤中手术。骨的截断平面通常在距髓腔病变最边缘外4—6cm处，应注意骨肉瘤跳跃病灶存在，可通过术前CT、MRI和同位素扫描加以证实，一端可为关节离断。2、主要重建方法①不重建如病变位于锁骨、腓骨上，下端者切除后可不必重建。内半骨盆切除后的旷置，以及TIKHOFF—LINBERG手术等。②关节融合如膝关节上、下病变，经关节外广泛切除后，股骨或胫骨滑移关节融合。③生物性关节成形肱骨上端病变切除后可以带血管蒂腓骨上段显微重建；可以同侧锁骨带血管蒂或不带血管蒂重建。如肿瘤段骨骨壳坚固性佳，可以液氮冷冻灭活（夏贤良、杨迪生首创）；可以高温高压灭活（Harrington，6.8Kg，135℃，7-10分钟）；95%酒精浸泡灭活30分钟（积水潭医院）；微波灭活（301医院，四军大唐都医院范靖宇）等重置修复。另一特殊成形术则为小腿旋转成形（Salzer术）术，在保肢术中仍获一席之地，该术的重建部位有正常深浅感觉和足够活动范围，手术简单，并发症少，病人穿戴特别假肢，日常生活相当满意。但由于外观美容问题，国内患者尚难接受。④、人工假体置换&&&&&&&&浙江大学骨科研究所&&&&41&&&&&&&&&&&&骨科学新进展&&&&&&&&骨肉瘤的保肢治疗进展&&&&&&&&金属内假体的优点是植入后能达到较快的康复，包括行走与关节活动。但进口假体价格在10万元左右。随着生存率的提高，儿童保肢术后下肢不等长的问题引致可调试假体的出现。英国最早在1975年就开始研制这类假体。目前使用的是经过多次改进的4型产品。安装可延伸假体后，通常1年延长1—2次，每次延长1—2cm，延长时仅作小切口便可完成。可调假体的应用打破了骨肉瘤儿童患者只能作截肢的传统}