115年:物治基礎(1)
根據Bergman等學者的研究,日常生活的活動時,股骨頭的那個部位傳遞大部分的承重?
A前側和內側的月狀面
B前上側的月狀面
C前側和內側的馬蹄狀面
D前上側的馬蹄狀面
詳細解析
本題觀念:
本題考查髖關節生物力學(Biomechanics of the Hip Joint),特別是基於 Bergmann et al.(常見譯為伯格曼或貝格曼)使用置入式電子感測人工髖關節(Instrumented Hip Implants)進行的活體遙測研究(In vivo telemetry studies)。這些研究精確測量了日常生活活動中髖關節的接觸力(Hip contact forces)。
選項分析
本題詢問的是根據 Bergman 等人的研究,股骨頭的哪個部位傳遞大部分的承重。
- (A) 前側和內側的月狀面 (Anterior and medial lunate surface):正確。 根據權威生物力學教科書(如 Nordin & Frankel 的《Basic Biomechanics of the Musculoskeletal System》)中對 Bergman et al. (1993, 1995) 研究的總結,髖關節在日常活動中的負重主要透過**月狀面的前側與內側(Anterior and medial lunate surfaces)**傳遞。雖然解剖學上「月狀面」(Lunate surface/Facies lunata)位於髖臼(Acetabulum),但此處指的是關節接觸區域的特性。Bergman 的研究顯示,在步態週期的站立期(Stance phase),髖關節的合力向量(Resultant force vector)方向使得負重主要集中在這些區域。
- (B) 前上側的月狀面 (Anterosuperior lunate surface):錯誤。 雖然傳統觀念中常認為髖臼頂(Dome/Superior aspect)承受最大壓力,且許多退化性關節炎始於前上側,但本題特別指名「Bergman et al. 的研究」。該特定研究數據指出負重傳遞主要集中在「前側和內側」。此外,"前上側"通常與髖臼發育不良或特定病理狀態下的邊緣負載(Edge loading)有關,而非 Bergman 描述的正常或置換後的一般負重模式結論。
- (C) 前側和內側的馬蹄狀面 (Anteromedial horseshoe surface):錯誤。 「馬蹄狀面」通常是「月狀面」的形狀描述(Horseshoe-shaped),並非標準解剖命名(正式名稱為 Facies lunata,月狀面)。雖然位置描述(前側和內側)正確,但選項 (A) 使用了更標準的解剖術語「月狀面」。
- (D) 前上側的馬蹄狀面 (Anterosuperior horseshoe surface):錯誤。 理由同選項 (B) 和 (C),位置描述不符合 Bergman 研究的特定結論,且術語使用較不精確。
答案解析
正確答案為 (A)。
這是一題基於特定生物力學文獻的細節題。Bergmann et al. 的研究利用植入體內的感測器測量髖關節受力,其數據被廣泛引用於骨科生物力學教材中。根據教材(如 Nordin & Frankel)的描述:「Studies done by Bergman et al. ... show that the anterior and medial lunate surfaces transmit most of the load during daily activity」。
雖然解剖學上股骨頭表面稱為「股骨頭關節面」(Articular surface of femoral head),而「月狀面」位於髖臼,但題目沿用了文獻中的敘述方式,意指股骨頭與髖臼月狀面接觸並傳遞負重的區域。在步行等日常活動中,髖關節的反作用力向量指向內側與前側,使得主要接觸壓力分佈於此。
核心知識點
- 髖關節生物力學 (Hip Biomechanics):
- 負重大小:行走時約為體重的 238%~300% BW,上下樓梯或絆倒時可更高。
- 負重區域:根據 Bergmann 研究,主要透過前側和內側 (Anterior and medial) 的接觸面傳遞。
- 合力向量 (Resultant Force Vector):由骨盆指向股骨頭,方向受到肌肉(主要是外展肌 Abductors)收縮的顯著影響。
- 解剖術語:
- 月狀面 (Lunate surface):髖臼內的馬蹄形關節軟骨區域,是真正的負重表面。
- 髖臼窩 (Acetabular fossa):中央非負重區,充滿脂肪與韌帶。
參考資料
- Nordin, M., & Frankel, V. H. (2001). Basic Biomechanics of the Musculoskeletal System. 3rd/4th Edition. Lippincott Williams & Wilkins. (引用 Bergman et al. 1993, 1995 關於 load transmission 的敘述)
- Bergmann, G., Deuretzbacher, G., et al. (2001). Hip contact forces and gait patterns from routine activities. Journal of Biomechanics, 34(7), 859-871.
- Bergmann, G., et al. (2016). Standardized Loads Acting in Hip Implants. PLoS One, 11(5), e0155612.