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

  1. 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。
  2. 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

  1. 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)
  2. Bergmann, G., Deuretzbacher, G., et al. (2001). Hip contact forces and gait patterns from routine activities. Journal of Biomechanics, 34(7), 859-871.
  3. Bergmann, G., et al. (2016). Standardized Loads Acting in Hip Implants. PLoS One, 11(5), e0155612.