[目的]使用数字散斑技术及压敏纸技术探讨伸膝装置重排治疗复发性髌骨脱位术后的生物力学变化情况。运用三维数字化重建技术和逆向工程技术虚拟建立新鲜冰冻尸体膝关节三维有限元分析模型,仿真研究伸膝装置联合重排术后复发性髌骨脱位模型上的髌股关节应力分布特点。探讨伸膝装置联合重排治疗复发性髌骨脱位的早期临床疗效及手术适应症。对比研究伸膝装置联合重排治疗复发性髌骨脱位的手术前后患侧膝关节运动学变化。[方法]使用昆明医科大学自愿遗体捐赠的8具(共16膝)新鲜冰冻尸体,其中6具(12膝)制作成复发性髌骨脱位模型,随机分为三组:伸膝装置近端重排术组(A组)、伸膝装置远端重排术组(B组)及伸膝装置联合重排术组(C组);另取2具(4膝)新鲜冰冻尸体作为正常膝组(D组),在股四头肌腱上施加70N的轴向拉力(A、C组尚在移位后的股内侧肌斜头上施加7N的轴向拉力),分别于膝关节被动屈曲至各典型角度时使用压敏纸测量髌股关节压强;在上述加力方式的基础上,在髌骨中点施加20N外向脱位力量,使用数字散斑技术测量膝关节被动屈曲至各典型角度时髌骨外向水平位移。之后按第一部分标准选取男、女新鲜冰冻尸体标本各1具(共4膝),按照第一部分操作方法,分别在造模前、伸膝装置联合重排手术后将膝关节被动屈曲至各典型角度进行层厚为1.0mm的MRI及CT连续图像资料为基础数据,顺序使用MIMICS、Geomagic Studio、Solidworks软件构建三维有限元模型;在ABAQUS软件中将已建成的三维有限元模型进行后处理,通过定义材料,施加载荷和边界条件计算并分析正常膝关节、手术后复发性髌骨脱位模型上的全膝关节不同屈曲角度时髌骨关节面的应力云图。临床部分,先收集2016年1月-2018年8月至昆明医科大学第一附属医院运动医学科就诊并采用锚钉辅助伸膝装置联合重排治疗复发性髌骨脱位患者84例资料。将术前相关评分数据与临床12月时随访结果进行统计学分析。之后选取2016年1月至2018年8月昆明医科大学第一附属医院确诊为复发性髌骨脱位并行锚钉辅助伸膝装置联合重排术患者共32例(32膝)为研究对象,同时收集32例正常人膝关节运动学数据。记录术前和术后12月锚钉辅助伸膝装置联合重排术组患侧膝关节运动学数据进行对比分析,并将术后12月患膝与正常人膝关节运动时6个自由度活动范围及步数、步长进行对比分析。[结果](1)膝关节被动屈曲至各典型角度(0°,30°,60°,90°,120°)时髌股关节的压强A、B两组间及C、D两组间无显著统计学差异(p>0.05),但A组与C、D组及B组与C、D组间对比有显著统计学差异(p<0.05)。(2)膝关节被动屈曲至各典型角度(0°,30°,60°,90°,120°)时髌骨的外向水平位移A、B两组间及C、D两组间无显著统计学差异性(p>0.05),但A组与C、D组及B组与C、D组间对比有显著统计学差异(P<0.05)。(3)基于正常新鲜冰冻尸体膝关节的CT、磁共振图像资料,成功构建了包括内侧髌股韧带及简化后的髌骨外侧支持带在内的完整膝关节三维几何模型及三维有限元模型。(4)三维有限元模型得到的上述数据与实体生物力学测得的数据无统计学差异(p>0.05)。术后12月Lysholm评分较术前有显著统计学差异(p<0.01)。术后12个月Kujula评分较术前有显著统计学差异(p<0.01)。根据Insall疗效评定标准:获优57例,良10例,可9例,差8例,优良率为79.8%。(5)术后12月患者的最大伸膝角度较术前减小(P<0.05)、平均步数减小(p<0.05)、平均步长变长(p<0.05)。(6)术后12月患者在内外翻角、内外旋角、前后位移、上下位移、内外位移上与术前及正常人无统计学差(p>0.05)。(7)术后12月患者的内外翻角、内外旋角、屈伸角、前后位移、上下位移、内外位移及步数、步长与正常人无差异(p>0.05)。[结论](1)伸膝装置联合重排术组髌股关节压强最小并最接近于正常髌股关节压强。(2)伸膝装置联合重排术组髌骨外向水平位移为最小并最接近于正常值。(3)正常、伸膝装置联合重排手术后复发性髌骨脱位模型三维有限元模型能准确地量化膝关节生物力学发生的变化情况。与实体生物力学测试所得结果一致,证实了三维有限元模型的有效性。(4)采用膝装置联合重排方法治疗复发性髌骨脱位,操作简便,近期疗效满意,并发症少,远期疗效有待进一步随访。(5)该手术更适合于18岁以下患者,高位髌骨及股骨外侧滑车发育异常对术后12月疗效无影响。(6)伸膝装置联合重排治疗复发性髌骨脱位可获得满意的早期膝关节功能恢复。(7)膝关节运动学分析可更加客观的评估膝关节手术前后动态情况,对临床疗效评估具有一定的指导意义。