Войти

Биомеханика переломов шейки бедра

30.09.2025
2 просмотра
Sure, here's the translated text. The HTML formatting is preserved:

Введение

Области NOF

Переломы бедра являются одними из самых частых переломов, с которыми обращаются в отделение неотложной помощи и команды травматологов-ортопедов. Обратите внимание, что перелом бедра и перелом шейки бедра (NOF) относятся к одному и тому же типу травмы. Перелом NOF происходит непосредственно ниже головки бедренной кости.

Контактные силы тазобедренного сустава превышают 500% веса тела (BW) и могут достигать 509 кг силы во время ADL, однако спонтанные переломы обычно не происходят у здоровых людей. Падения у пожилых людей составляют большую часть переломов NOF, и в настоящее время частота их возникновения увеличивается по мере роста доли пожилого населения в мире.[1]

Этиология

  1. Старение, остеопороз, или метастатические поражения могут ослабить костную ткань настолько, что возникают спонтанные переломы шейки бедренной кости (NOF). Инициация перелома обычно происходит в верхней части шейки бедра, области с меньшей кортикальной толщиной, и проходит через трабекулярную кость.[2]
  2. Стресс-переломы шейки бедра происходят, когда гомеостатическое ремоделирование не может справиться с нагрузкой на кость. Это часто связано с повторяющейся нагрузкой на кость аномальными силами и резким увеличением объема тренировок или активности.[3] Стресс-переломы шейки бедра ассоциируются с такими видами деятельности, как бег на длинные дистанции, гимнастика и балет.[3] Циклическая нагрузка на ткань приводит к снижению ее устойчивости. Микропереломы, возникающие на костной ткани, не могут быть быстро восстановлены и превращаются в полноценные переломы.[4]

Риск перелома

График массы костей/возраста

Риск перелома определяется прочностью кости и приложенной нагрузкой.

  • Прочность костей: плотность костей шейки бедренной кости, толщина кортикальной кости и плотность кости.
  • Пористость кости: оценено на основе биопсии кости, что является сильным предиктором механической прочности.
  • Геометрия кости: нормальный угол шейки бедренной кости составляет от 124 до 135⁰. Наличие угла шейки бедренной кости вне нормального диапазона увеличивает риск перелома шейки бедренной кости (коксавар или коксавальга).
  • Увеличенная длина оси бедра (измеряется вдоль оси шейки бедренной кости и определяется как расстояние от нижнебокового аспекта большого вертела до внутреннего тазового края), увеличенная длина шейки.[5][6]
  • Местное лечение стероидными инъекциями может быть фактором риска коллапса головки бедра и переломов шейки как одностороннее, так и двустороннее, так как оно увеличивает суставной остеопороз, даже если используется для снижения воспалительных изменений при остеоартрозе (ОА).[7].

Биомеханика: Силы

Шейно-диафизарный угол бедра

Шейка бедренной кости (НОФ) испытывает наибольшие нагрузки внутри бедра. [4] Силы, действующие на шейку бедренной кости, следующие:

  1. Внешние силы: результат реактивных сил от земли, которые передаются с голеностопного сустава на шейку бедренной кости вследствие вертикального удара и обычно остаются ниже 1.3 массы тела во время медленной ходьбы. [5]
  2. Внутренние силы: результат действия мышц на кость для выполнения необходимых движений и поддержания баланса. Внутренние силы обычно достигают 2-3 масс тела во время медленной ходьбы. [2]

Внутренние и внешние силы создают изгибные и крутящие моменты, действующие на шейку бедренной кости (сообщается о 500-2000 микро-деформациях для повседневной активности)[5]

  • Деформация кости максимальна на нижнем участке шейки бедренной кости, что приводит к большей толщине костной коры нижнего участка шейки по сравнению с верхним[5]
  • Верхний участок шейки бедренной кости испытывает увеличенную деформацию в ходе таких действий, как подъем по лестнице с увеличением сгибания и отведения бедра. Увеличение деформации связано с увеличением крутящего действия на шейке бедренной кости.[2]

Категории

Внутренняя и внешняя архитектура шейки бедренной кости

Стрессовые переломы шейки бедренной кости подразделяются на две категории:

  1. Компрессионный тип: происходит на нижней поверхности шейки бедренной кости. Этот тип перелома случается, когда приложенные к кости силы превышают пластические свойства кости.[3] Например, падение на бок (основная причина переломов бедра у пожилых).[8] Вызывает компрессионную нагрузку на шейку бедренной кости.[5] Факторы, участвующие в падениях, которые способствуют переломам, включают прочность бедренной кости, скорость падения и эффективную массу.[8] Прочность бедренной кости значительно снижается при падении на бок. Конфигурация нагрузки определяет величину силы, необходимой для вызова перелома шейки бедренной кости. Для вызова перелома при стоянии на одной ноге требуется сила 7214 Н, в то время как при падении на бок - 3462 Н ± 1520 Н. Шейка бедренной кости может выдерживать гораздо большую силу при вертикальной нагрузке по сравнению с боковой нагрузкой на большой вертел бедра.[8] Скорость падения > 3 м/с может вызвать перелом шейки бедренной кости. Падения из-за поскальзывания или спотыкания имеют более высокую скорость падения, чем падения из-за неправильного изменения веса.[8] Падение из стоячего положения будет иметь большую эффективную массу, чем падение из положения на коленях.[8]
  2. Тенсивный тип: происходит на верхней поверхности кости. Случается, когда мышцы устали, и тенсивные силы преимущественно передаются через кость. В нормальных условиях мышцы средней и малой ягодичной противодействуют высоким тенсивным силам, действующим на шейку бедренной кости.[3]

Ссылки

  1. ↑ Radiopedia Перелом шейки бедра Доступно:https://radiopaedia.org/articles/neck-of-femur-fracture-1?lang=us (дата обращения: 9.12.2022)
  2. ↑ 2.0 2.1 2.2 Basso T, Klaksvik J, Syversen U, Foss OA. Биомеханические эксперименты на переломах шейки бедра - Обзор. Injury. 2012 Oct 1;43(10):1633-9.
  3. ↑ 3.0 3.1 3.2 3.3 Robertson GA, Wood AM. Стрессовые переломы шейки бедра в спорте: Обзор текущих концепций. Sports Medicine International Open. 2017 Feb;1(02):E58-68.
  4. ↑ 4.0 4.1 Neubauer T, Brand J, Lidder S, Krawany M. Стрессовые переломы шейки бедра у бегунов: Обзор. Research in Sports Medicine. 2016 Jul 2;24(3):283-97.
  5. ↑ 5.0 5.1 5.2 5.3 5.4 Augat P, Bliven E, Hackl S. Биомеханика переломов шейки бедра и ее значение для фиксации. Journal of orthopaedic trauma. 2019 Jan 1;33:S27-32.
  6. ↑ Kani KK, Porrino JA, Mulcahy H, Chew FS. Переломы хрупкости проксимального отдела бедра: обзор и обновление для радиологов. Skeletal radiology. 2019 Jan;48(1):29-45.
  7. ↑ Skeletal Radiology (2019) 48:1417–1426 https://doi.org/10.1007/s00256-019-03189-x
  8. ↑ 8.0 8.1 8.2 8.3 8.4 Nasiri Sarvi M, Luo Y. Боковые падения, вызванные ударной силой и ее воздействие на риск перелома тазобедренного сустава: обзор. Osteoporosis international. 2017 Oct;28(10):2759-80.