人体的骨盆上面连接腰椎,下边与股骨构成髋关节,它既作为脊柱的一环而运动,又以髋关节为轴做相对于下肢的运动。因此,在人体直立行走过程中,人体骨盆起着重要的平衡作用。

    我们在实验中用完整的骨盆三维光弹模型测量髋关节及骨盆应力, 使实验结果更加准确、可靠。实验中我们发现骨盆在多种应力状态下, 应力大小以及方向都很复杂。双腿站立位时骨盆环应力比较大的部位在骶髂关节附近、髂骨中央及耻骨上支。应力较小的部位是髂后上棘附近及髋臼底周边两处。双腿站立位时骨盆应力主要通过髋臼上缘、髂骨中央弓状线处、骶髂关节和骶骨来传导。从生物力学角度看, 导致骨盆骨骼的机械性损伤力包括前后压迫外力、侧方挤压

力、垂直剪应力、复合应力等。其中垂直剪应力沿身体纵轴转移能量, 使骨盆应力大的部位S4、I8、P3 处应力增加, 容易造成骶髂关节、耻骨支或耻骨联合破坏。旋转或垂直不稳定的骨盆骨折及旋转和垂直不稳定的骨折骨盆骨折因骨盆力学结构改变, 骨盆环应力集中的部位骨性结构遭到破坏。此时应手术复位并内固定。

    本实验结果显示, 正常骨盆髋臼内剪切应力分布均匀; 髋臼发育不良时, 髋臼后上缘A1 应力值高于前缘A3、A4约6倍。这表明此时髋臼应力集中于髋臼上缘局部区域。我们认为这种应力分布不均以及髋臼缘应力成倍增大, 将改变关节力学功能, 以致关节软骨内应力超过组织的适应能力, 关节软骨变性、萎缩, 甚至消失, 最终发展成骨关节炎。骨盆环及髋臼受力时发生形态改变, 该形变程度与载荷大小有一定关系。我们发现正常骨盆负重后, 髋臼外口呈椭圆形改变, 同时臼底加深, 臼顶外移。这种髋臼形变可防止股骨头脱位。髋臼发育不良时未见髋臼形变的发生。这表明此时的髋关节有脱位的趋势, 机体则代偿性增加髋关节外展肌力, 从而异常性地加大了关节面的压应力与剪应力, 导致髋关节骨关节炎的发生。