後方穩定型(PS型)人工膝關節已具備相當滿意的長期術後存活率，而近期隨著病患年輕化與生活型態差異，正常運動學與高度功能性運動的恢復已備受患者所期望。然而，人工膝關節置換後的運動學與正常膝關節存在相當顯著的差異。特別是脛股骨軸向旋轉量與股骨後移量皆明顯不足。而影響脛股骨關節運動的因子包含元件外型設計與周邊軟組織功能。其中，PS型人工膝關節的凸輪-凸樁機構已被證實具備導引關節運動的作用，該機構外型特徵主要可分為平面接觸或曲面接觸。此外，藉由調整關節面位置改變側附韌帶功能，亦應可影響膝關節鬆緊度進而改變其運動型態。因此，此研究目的利用動態膝關節模型評估不同凸輪-凸樁機構特徵對運動學的影響並分析關節面位置變異後之側附韌帶功能變化。
此研究分別建立平面接觸型與曲面接觸型凸輪-凸樁機構之人工膝關節模型，透過股骨髁中心聯機形成旋轉軸，驅動膝關節產生彎曲，量測膝關節由全伸展至彎曲135度間的脛骨軸向旋轉與股骨髁前後向位移量。而關節面位置變異研究亦使用相同的計算機模型進行分析，分別模擬關節面由解剖位置向近端與遠端各位移3mm與5mm。計算膝關節由全伸展至彎曲135度過程中，側附韌帶的附著點距離變化百分比，以比較關節面位置變異對韌帶功能之影響。
結果發現在最大彎曲角度時(135度)，曲面接觸設計的脛骨內轉量為4.9度而平面接觸設計則僅0.9度。關節面位置變異方面，關節面提高使得韌帶附著點距離隨膝關節彎曲而增加，內側與外側附韌帶的最大增量分別為18.1％與7.4％；相反地，降低關節面則進一步縮減內、外側附韌帶長度達20.5％及6.0％。
此研究證實曲面接觸之凸輪-凸樁設計相較於平面接觸設計可提供較順暢的脛股骨軸向運動，提升膝關節高彎曲時的脛骨內轉量。若臨床醫師面臨膝關節嚴重變形而造成側附韌帶過度鬆弛，則可考慮提高關節面位置，幫助維持膝關節穩定度。
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