文摘
背景。研究表明,一个更小的intercondylar切口可能导致接触前交叉韧带和股骨之间的缺口,这可能使个人容易增加前交叉韧带损伤。假设。接触外侧切口墙和前交叉韧带并增加应变过去的韧带的结构完整性。研究设计。一个描述性的实验室研究。方法。生物力学研究使用机器人机械手进行调查的发生撞击在人类尸体标本。六个尸体的膝盖从六个捐助者(三男三女)检测薄力传感器,放在外侧股骨髁的墙,和一个微分可变磁阻传感器(DVRT)附加到中间部分的前内侧捆ACL。弯曲的膝盖然后穿过一系列(5°~ 90°),外翻(0到7.5°),和外部旋转(0到7.5°)运动交互使用两个机器人。结果。结果显示,冲击发生在男性和女性标本的最大冲击力28 N。撞击发生更加突出女性的膝盖和组合加载的两性外翻和外部旋转。相应的应变由于冲击很小或压缩,与男性膝关节最大应变小于1.28%和女性膝盖在更糟的情况条件下应变小于7.1%。结论。增加力量的缺乏或应变冲击发生时表明,撞击可能不会影响到膝盖的健康功能nonstenotic等级。此外,分析表明,撞击可能不是前交叉韧带损伤的主要因素,而是一种常见健康的膝盖。临床意义。撞击在股切口似乎没有ACL损伤的又一个主要因素。其他更严重的膝盖受伤之前会发生ACL撞击股缺口成为ACL损伤的因素。小样本的大小限制了conclusivity提出研究结果;因此,额外的大样本量的研究是必要的。
1。知道这个问题是什么
膝盖的韧带都是至关重要的健康膝关节功能;ACL损伤经常需要手术,尤其是当韧带经历完全破裂。有很多争论在膝关节韧带损伤的治疗,但手术通常不需要治疗PCL修复损坏,拼箱,恢复期。ACL是韧带受伤当力超过其力学阈值。病人常常抱怨听力“流行”或“快速”在损伤关节疼痛和肿胀不久之后紧随其后。可以伤害韧带通过与外部源接触,虽然这些类型的伤害并不常见,无触点受伤使得ACL损伤的70%。大多数ACL断裂发生由于过度前翻译或内部的旋转相对于胫骨股骨。前交叉韧带重建已被确认为一种常见的外科手术。2004年,美国矫形外科医师委员会报道,ACL重建中排名第六最常见的手术由外科医生之间的所有运动医学研究人员和第三标识为一个多面手1]。
有很多假设机制导致无触点ACL损伤。他们分类相对于身体的动作在不同的生物力学的飞机。矢状面机制,例如,前剪切力和时刻相关,是由于矢状弯曲的膝盖等动作。冠状面机制相关部队和时刻引起冠状运动,这是外翻运动。横向平面机制相关部队和时刻引起导线平面运动,这些都是内部和外部的旋转。结合外翻和外部旋转的影响可能会导致增加撞击的力量。
近年来,一些研究试图前交叉韧带损伤的风险增加相关的几何intercondylar切口。有人提议ACL可以接触到intercondylar等级,从而增加应力集中ACL和增加韧带损伤的风险2,3]。研究调查这一假设使用核磁共振扫描视觉检查(4,5),数值模型来估计加载(6),而实验研究测量加载(7]。因为我们的试验研究[8],我们这里所报道的,同样的冲击假说已经相对于性别差异研究(9)和联合几何(10]。更多的数值研究也已经完成(11]。相对于非接触文学的全面审查ACL损伤从1950 - 2007在2008年被报道12]。研究正在进行相对于撞击ACL手术后(13- - - - - -19]。
2。这项研究增加到现有的知识
相关的研究提供了基本的定量数据的力量撞击的作用引起的ACL对intercondylar切口在膝盖运动。两个相互作用的研究是借助进行机器人为了容易复制各种运动因果ACL损伤。发现,正如所料,撞击会增加压力,随后ACL中的压力。然而,结果表明,冲击不提供足够的附加压力ACL ACL损伤的主要因素。
3所示。介绍和背景
大多数ACL断裂发生由于过度前翻译或内部的旋转相对于胫骨股骨。前交叉韧带重建已被确认为一种常见的外科手术。2004年,美国矫形外科医师委员会报道,ACL重建中排名第六最常见的手术由外科医生之间的所有运动医学研究人员和第三标识为一个多面手1]。
研究表明,一个更小的intercondylar切口可能导致接触ACL和股骨之间的缺口可能使个人ACL损伤率的增加(3,20.]。这是猜测,接触侧切口墙和前交叉韧带可能增加压力大于韧带的结构完整性(2,3,21]。近年来,尝试开发前交叉韧带损伤的风险增加之间的相关性和intercondylar级距的几何形状。研究涉及ACL和intercondylar缺口已经全面但未能解决冲击力量和相应的应变变化冲击发生时(2,3,18,22- - - - - -39]。
最终效果ACL撞击损伤是一个讨论的话题。接触ACL和intercondylar货架膝盖方法扩展和在关节过伸已经确认(40]。二十世纪初,撞击侧切口墙上使用观察尸体的膝盖,当时提出,ACL可以增加荷载由于这种现象21]。之后,它提出了ACL可以接触到intercondylar缺口,因此,压力增大浓度ACL从而增加韧带损伤的风险(2,3]。此外,它被认为一个狭窄的intercondylar切口的影响比正常intercondylar ACL的力量,从而增加受伤的风险在切割和旋转动作(3]。一项研究发现当尸体的膝盖受到30°到40°弯曲和外部旋转过去15°,撞击发生在ACL的中点(2]。
突然紧张ACL和胫骨外部旋转结合小直径ACL提出了造成冲击和压力增加浓度在ACL (20.]。已经提出,一个较小的ACL将机械阈值较低;研究表明,ACL的体积在股切口相对于身高和体重的女性比男性少(41,42]。其他人则表示,目前还不能确定如果切口狭窄与ACL伸展在intercondylar切口创建撞击或者intercondylar等级反映了小ACL (43,44]。身材ACL不匹配和狭窄的切口负责受伤患者狭窄的等级,但没有统计学差异性别之间的缺口宽度指数已经发现至少一项研究(43]。
这些以前的研究的结果明显,存在一个需要更好地了解导致ACL损伤的机制。本报告的研究提供更多的定量数据的冲击力量和菌株所考虑的相关医疗社区。在这项工作,机器人是用来移动尸体的膝盖在一个现实的运动机制和ACL intercondylar缺口冲击,和相关的部队和压力测量。结果以下提出的问题,先前的研究人员在这个领域。
4所示。方法
撞击的力量的分析和相应的应变,在双侧部分(AM)的ACL将允许在冲击比较应变的变化。因此,生物力学研究使用机器人机械手进行调查的发生撞击在人类尸体标本并验证如果这样的撞击导致过度紧张。机器人机械手的使用提供了一种精确的方法实施和控制复杂的膝关节生物力学运动。膝盖与接触力传感器和位移传感器检测收集有价值的信息进行分析相对于ACL损伤。
六个新鲜冷冻尸体的膝盖,3男3女,采购会议几个标准。来自个人使用的所有膝盖下七十岁没有膝盖损伤或手术。捐赠者也只是成熟的无骨关节炎的历史。总结了人体测量数据表1。
解剖之前,膝盖是一夜之间在室温下解冻。膝盖周围的软组织囊摘除,但膝盖的主要韧带(ACL、PCL、制程和拼箱)被原封不动地通过这个实验,除了拼箱的外层部分切除腓骨。膝盖弯曲的手至少20次通过其全方位的运动来消除卷曲的韧带和肌腱的可能性。弯曲膝盖前插入机器人也条件组织和删除接头的刚度。
联系intercondylar几何撞击的概率增加,intercondylar等级确定的几何形状与安德森等规定的方法。43]。膝盖的数码照片拍摄使用惠普photosmart数码相机(3.1像素)435(美国惠普,帕洛阿尔托,CA),而膝盖屈曲过度,以及参考范围,这样可以确定等级的几何形状。使用柯达成像为Windows(伊士曼软件公司,罗切斯特,纽约,美国),线段被吸引到确定的尺寸intercondylar切口,相比之下,通过计算每英寸像素的数量规模,然后比较像素的数量在每一个线段。每个线段的测量变得更加容易使用屏幕卡钳4.0 (Iconico Inc .,纽约,纽约,美国),它允许用户计算像素的数量在一个线段迅速。切口宽度在出口处(NW-E)和在2/3理查德·道金斯切口高度(NW-2/3)测量通过测量线段的长度“B”和“G”(图1)。bicondylar宽度(CW)和缺口高度(NH)是由行“F”和“C。“切口宽度指数(NWI-E和NWI-2/3)被定义为NW比连续波和基于NW-2/3和NW-E计算。前交叉韧带的宽度也使用相同的照片,测量的最小宽度ACL记录进行分析。ACL的大小的确定是非常重要的与撞击力量ACL的大小,从而有助于确定哪些因素是参与ACL撞击。表2和3总结这几何标本记录。
4.1。机器人和负载传感器信息
两个6自由度(自由度)机器人机械手,彪马模型762(美国通用机械手,丹伯里,CT)和史陶比尔模型rx - 170(美国SC Staubli-Unimation,邓肯)被用于这项研究(图2)。结合使用时,系统允许股骨和胫骨的运动。测量每个机器人的力施加在膝盖上测试,每个机器人都配备了一个普遍的力传感器(UFS),都由JR3,蓝色的传感器在图2。Puma机器人配有JR3 UFS(型号100 m40a-u760 100 l400 JR3,林地、钙、美国),对其全面精确到2%。皮雷(开发的软件45)从这个UFS用于收集数据。开发的软件的源代码皮雷和修改提供了适合这个实验为了记录数据的特定的间隔时间Puma机器人动作。一个定制的工具,如图2,股骨螺栓使用# 10-32机螺丝用于安全附件骨的机器人。这保证最低翻译的骨头连接一端。Puma机器人位置控制模式具有可重复性的操作0.2毫米。史陶比尔机器人配有160型m50a - 150 l950 JR3 UFS胫骨和一个定制的工具是螺栓也使用# 10-32机螺丝。模型160 m50a - 150 l950 JR3 UFS与史陶比尔机器人利用娴熟的(美国熟练,利弗莫尔,CA) V +编程语言以及娴熟的控制器存储和输出负载传感器数据。史陶比尔机器人使用内置UFS软件,以适应力的控制动作。
力控制方式是通过测量机器人的力的工具,设置限制武力或者在三个坐标方向的时刻,和停止机器人当力超过限制。力的控制测试膝可用于测量位移膝盖经历。史陶比尔的机器人还可以在位置控制模式的精度0.04毫米或力控制方式在全尺寸精度2%。UFS附加到每个机器人措施三股势力(外汇、财政年度和Fz)和三个时刻(Mx,我和Mz)正交轴系统。每个机器人的工具框架已经面向这样的平移和旋转运动膝盖对应于每个机器人的平移和旋转运动。Puma机器人可以完成弯曲伸缩,内外旋转,varus-valgus旋转与平移运动。史陶比尔的机器人有能力完成内外旋转,varus-valgus旋转,平移运动在需要时,如执行模拟拉测试或模拟关节松弛试验。确保运动是准确的,每个机器人的工具框架一起使用控制器软件测量旋转和转换的变化。工具框架允许机器人旋转和翻译对一个点的中心膝盖与胫骨和股骨远端,创建一个更现实的“roll-glide”运动的膝盖。视频中包含这个运动的补充材料(可用在这里这篇论文。
4.2。机器人运动的描述
动作测试试图包括所有正常的膝盖的方向,但并不是极端的足以引起过伸或通过直接加载来模拟损伤。在测试期间,举行一个机器人静态直到其他完成运动,但是每个测试利用利用two-robot系统实现内翻和外翻扭矩以及内部和外部旋转由股骨和胫骨。使用two-robot系统允许比较方向由股骨和胫骨的运动。这方面的一个例子装载5°的膝盖外翻旋转股骨5°方向外翻不动胫骨,然后比较这胫骨旋转5°外翻而持有股骨静态的。这个系统试图更准确地预测损伤膝盖,股骨和胫骨,而不是单个机器人并保持股骨或胫骨固定基地。运动如表所示4:膝盖的动作,包括内部和外部的角度旋转,内翻和外翻旋转的角度,弯曲角。
史陶比尔的机器人还执行模拟拉试验和模拟关节松弛试验的操作力的控制模式。史陶比尔机器人记录的初始位置胫骨和移动垂直于轴平行于胫骨的表面,在前方向,直到它记录100 N的力拉测试。联合松弛测试,史陶比尔机器人沿着轴和以前一样翻译,但翻译后。一旦100 N的力拉测试或120 N的力联合松弛测试已经应用到膝盖,史陶比尔的机器人手臂停止和记录的位置,所以可以测量位移的开始位置和结束位置之间的测试中,这个信息是记录在一个文件进行分析。所有这些完成,彪马机器人把股骨固定在20°弯曲。相比,这些数据可以以后用磁共振成像(MRI)的膝盖胫骨高原上的差异来确定拉赫曼和关节松弛的一致性测试作为ACL损伤的指标。
4.3。FlexiForce®传感器、DVRT传感器和虚拟仪器的设置
测量力的前交叉韧带和外侧切口之间的墙,电阻值电阻器(FlexiForce®, Tekscan,波士顿,MA,美国),和设备如图3。设备之间插入ACL和墙外侧切口。的FlexiForce®传感器能够测量两个表面之间的力。
在这个应用程序中,模型A201-25传感器使用。它有一个长度为8。(203毫米),0.008的厚度。(.208毫米),感应面积0.3752(9.53毫米2),最大荷载量为25磅(111 N)。主动传感区域如图3随着银圈结束的传感器。典型的传感器的性能提出了表5。
调节电路(附录A)允许力之间的线性关系和电压传感器后条件和校准。图4显示了标定图的三个测试期间使用的传感器。测量力之间的关系、阻力和电导如图5。重要的是要注意,使用调节电路在这项研究提供更准确和可重复的测量。
为了减少噪音信号,增加了过滤器的调节电路传感器。低通滤波器由一个10Ω电阻连接到电压输出(将虚拟仪器采集板)和一个470年μF电容器,连接到地面。这个过滤器提供了34个赫兹的截止频率。此外,所需的滤波器的修改建议调节电路。安装一个小电阻的0.47Ω的推荐1 KΩ电阻器。
传感器是使用塑料薄膜附着于髁两边的传感器,这是用透明胶贴在传感器。连接到传感器的双方是一块薄的铝,通常称为“冰球。”“冰球”是0.015。(0.381毫米)厚。的两个“妖精”,塑料薄膜,传感器和带外侧切口墙减少切口的宽度大约1.5毫米。这段允许负载应用ACL是更准确地测量。“冰球”提供了一个均匀分布的载荷传感器,通过阻止ACL接触感应区域的边缘,减少应力集中应用于传感器。此外,在联系人外侧切口墙的一边,传感边缘不会接触到骨头,改变力测量的传感器。传感器及其调理电路连接到数据采集设备。8.0虚拟仪器(美国国家仪器,奥斯汀,德克萨斯)被用来收集数据从FlexiForce®传感器和DVRT。虚拟仪器的采集板型号NI pci - 6042 e。 The use of LabView and the digital input/output from the robotic controllers allowed for triggering of the DAQ system to record information from the FlexiForce® sensor and DVRT only when one of the robots moved.
微分可变磁阻传感器(DVRT) (DVRT微应变Inc .,伯灵顿佛蒙特,美国)插入我包的ACL在加载测量应变的韧带。这个传感器是通过调节电路连接到虚拟仪器所提供的制造商。一套虚拟仪器数据收集软件的低通滤波器的截止频率3赫兹过滤噪音。DVRT校准是通过确定参考传感器的长度相对于电压传感器的输出。膝盖的初始位置是用于校准定义参考长度用来计算压力。DVRT被设计用于骨科研究。两个小倒钩尖头叉子位于传感器对ACL,特别是确保传感器不会成为脱落在运动。通过虚拟仪器是用于收集数据的步骤类似于FlexiForce®传感器;收集的数据是适当的时机与机器人控制器的数字输入/输出只有在机械载荷测量位移的膝盖标本。
4.4。机器人的控制电路
正确的时间运动,数字输入/输出(I / O)信号从每个机器人都是必需的。数字电路允许机器人是“意识到”对方的动作。每个举动是正确时间与数据采集系统和其他机器人的运动。每个机器人装备有两个输入和两个输出信号。一个示意图和描述在附录部分提供。
5。结果
前交叉韧带损伤的机制非常复杂,还没有完全理解。这项工作主要关注ACL损伤的可能性由于外侧切口撞击墙壁。撞击力与力测量的UFS在撞击将揭示冲击的重要性作为一个ACL损伤的原因。应变的测量是包的ACL将决定如果撞击增加韧带的压力。
撞击在膝盖的六个方面中的五个测试在这个研究。五个六个膝盖撞击组合载荷作用下的外翻和外部旋转。撞击在两个标本,测量两女,在纯外翻运动。在纯粹的外部旋转,撞击发生在三个标本,两位女性及一位男性。表6提供了一个简易的弯曲角度撞击时测量和相应的膝盖的位置。
5.1。应变和FlexiForce®传感器测量下纯外部旋转
46921年标本,冲击测量在40°20°和弯曲纯粹外部旋转。图6表明,最大冲击力大约是7 N在20°弯曲,大约4 N在40°弯曲。撞击在20°弯曲表明接触超过40°弯曲。图7显示了应变测量在冲击和弯曲角为纯粹的外部旋转。的是部分ACL在纯粹的外部旋转,46921年标本,体验不到0.75%应变在20°弯曲,不到0.65%在40°弯曲。
撞击也记录在两个女性标本在纯粹的外部旋转。撞击的力量之间观察到50°、65°弯曲的最大震级的19 N标本50108和16.86 N和标本43155(图8)。标本50067没有任何撞击的证据纯粹外部旋转。撞击力量标本43155发生50°- 65°弯曲(图8),最大的冲击力量(N) 17日发生在60°、65°弯曲。撞击只是以50°弯曲在纯粹的外部旋转50108年标本。撞击的力量变化比43155年标本,标本50108年,力的大小是更大的(N) 19日。
43155年标本,在撞击过程中,压力从−0.5%上升到6.9% AMB的ACL,在纯粹的外部旋转2.5°到7.5°。最大的应变水平在50°55°弯曲,弯曲和应变减少额外增加角(图9)。ACL的应变(43155)下降后55°弯曲,而撞击增加的最大力量。50108年标本,应变压缩几乎没有变化。
膝盖50108,尽管小应变的变化,撞击的力量变化从大约1 N 16 N(图10)。虚拟仪器使用的过滤器DVRT不允许被测应变第一次0.2秒内运动的开始。因此,一些撞击的力量不是力与应变图所示。膝盖43155有更多的撞击点和更大范围的应变,但是低撞击的力量(图10)。图10还表明,最大应变,在43155年,发生在一个测量7 N撞击的力量,和最大的冲击力量(13 N)时发生的应变测量AMB的ACL是不到2.0%。在43155年标本,撞击的力量之间持续6 N和8 N,而应变范围从0.35%到2.75%;然后,部队减少到4 N 6 N的应变范围从3.0%到5.0%不等;最后,军队大约6.5 N,而压力范围从5.25%降至大约7%。
5.2。应变和FlexiForce®传感器测量下纯外翻旋转
加载纯的膝盖外翻从2.5°到7.5°关于撞击的力量会产生不同的结果。应变测量与测量在纯粹的外部旋转,但冲击屈曲的测量在更大的范围。纯外翻载荷作用下,撞击以两名女性膝盖(50067和50108)。撞击并不是衡量43155年女性捐赠者在纯外翻旋转和不以任何男性捐赠者。一个重要的注意的是,在纯粹的外部旋转,50108年标本,撞击在50°弯曲测量,而在纯外翻旋转,撞击测量在一系列15°35°的弯曲(图11)。
标本50067经验的撞击在15°弯曲最大震级为24.39 N下纯外翻运动。撞击的力量在标本50108范围从10 N 35°弯曲和21.89 N的最大15°弯曲。撞击的力量随弯曲角度的增加,冲击并没有经历过35°后弯曲(图11)。
膝盖50067年的最大应变小于0.2%。50067年捐赠,几乎所有的菌株被压缩(图12)。应该注意的是,标本50067年异常小的膝盖,并在测试过程中,切口屋顶DVRT干扰。因为膝盖撞击发生在接近充分扩展,一些应变的测量,尤其是那些不到−4.0%,是由于DVRT联系切口的屋顶。
膝盖50108的最大应变0.91% 15°弯曲。在50108年撞击,纯外翻载荷作用下,应变被观察到的主要抗压尽管减少撞击的力量。
50067年标本的最大力量撞击发生在双侧包ACL的压缩(图13)。50067年的膝盖撞击力量大约9 N,压缩变形(图13)。图13表明,在50108年标本,两个最大的冲击力量发生在压缩应变。大部分压力都压在50108年标本。在纯外翻动作,似乎撞击并不影响的应变是ACL的一部分。
5.3。传感器测量应变和FlexiForce®外翻和外部旋转
组合载荷作用下的外翻和外部旋转,撞击在五六个标本进行测量。所有的女性标本和两个男性标本有经验的撞击在运动相结合。撞击的力量分布在范围广泛的弯曲角度男性标本,而女性标本有经验的撞击更具体的弯曲角度。
膝盖撞击在46921年是分布在较大范围的弯曲角度(10°-45°)的组合加载2.5°-7.5°外翻和外部旋转(图2.5°-7.5°14)。最大的冲击力量小于20 N(图14),它发生在35°弯曲。标本45492年运动相结合,经验丰富的小撞击发生在45°弯曲,最大震级为16.99 N(图14)。45492年标本,大部分的冲击力量小于5 N。
应变测量男性标本,如图15指出,在双侧包上的最大应变冲击不到1.3%。试样的应变在冲击46921年1.0%以上的弯曲角度10°15°然后成为主要压缩弯曲角(图与持续增加15)。标本45492,它有一个16.99 N的最大冲击力量,经历了不到0.5%。
撞击的力量是对应变在撞击(图绘制16)。在图16,大部分的力量撞击大约5 N, 46921年标本,压缩应变。最大的冲击力量发生在有压缩应变ACL在46921年标本。
也比较撞击对应变时,最大的冲击力量,标本46921发生应变从−1.1%到1.2%。大多数应变测量是ACL的是包在压缩,撞击的力量是小于5 N。应变测量标本45492人不到0.5%的变异,以及撞击的力量从大约0.1到16.99 N不等。
结合外翻和外部旋转下,撞击在所有女性标本。2.5°到7.5°外翻的组合和外部旋转2.5°到7.5°,女性标本,创造了最大程度的冲击。标本50108年和50067年经历了撞击在15°25°的弯曲,而43155年经历了45°、70°弯曲之间的撞击。相比之下,在纯粹的外部旋转,撞击在50°弯曲测量标本50108和50°- 65°弯曲的标本43155。同时,考虑纯外翻载荷作用下在50067年标本,撞击在15°弯曲测量,从15°35 50108°弯曲的标本。标本50108 20.91 N的最大冲击力25°弯曲;标本50067 19.5 N的最大冲击力15°弯曲;和标本43155 11.67 N的最大冲击力65°弯曲(图17)。
标本50108年和50067年,撞击发生在较低范围的弯曲。50067年,撞击只是以15°弯曲。而在43155年,撞击力量分布在较大范围的弯曲角度,但较低的冲击力量。弯曲的角度撞击发生在纯外翻和纯外部旋转标本50067年和43155年的结果相似,但是在外部旋转加载50108年,撞击在50°弯曲测量。也在外翻,观察负载冲击,50108年标本,在30°35°的弯曲,但不低于外翻和外部旋转。
测量冲击力量组合加载期间女性膝盖被类似于男性的膝盖。然而,图18表明女性标本有经验的增加压力。我包的最大应变ACL在撞击标本50108年1.5%至15°弯曲。标本50067,最大应变在撞击在15°的弯曲大约4%。标本43155经验6.3%应变在冲击55°、65°弯曲。
策划力的撞击与应变允许检查(图的任何现有的相关性19)。50108年标本,撞击的力量增加大约−1%和1%的菌株。20.91 N的最大冲击力与双侧发生ACL在压缩(图的一部分19)。唯一的相关性,标本50108,撞击的力量增加,当压力AMB的ACL 0.3%,−1.0%(图19)。标本50067经历了撞击的力量大约5 N与相应的应变−7.0%到3.5%不等。最大的冲击力量,19.5 N,发生在压缩应变。这个样品有大范围的应变值与相当恒定的冲击力量,虽然大范围的应变值可能是由于接触DVRT和切口屋顶。标本43155经历更多的冲击与ACL AMB的张力。压力范围从约0.75%至约6.5%,和相应的冲击力量大约5.8 N。点发生在冲击军队的数量大约5.3 N,和压力大于4%。标本43155显示其他标本的差异进行了研究。差距是撞击力量低,但是测量应变明显高于其他样品测试。
5.4。讨论撞击力量和压力
男性膝盖经验少点的撞击,这意味着撞击发生在较短的时间间隔,但冲击力量测量在女性标本级是相似的。一男膝盖(45492年,左膝盖)经验丰富的小冲击,它发生在一个组合加载2.5°-7.5°外翻旋转和2.5°-7.5°外部旋转45°弯曲,最大震级为16.99 N。应变测量表明ACL经历了不到0.5%的是部分压力。第二个男人膝盖(50137年,左膝盖)没有在任何载荷的冲击。最后,第三个男人膝盖(46921,右膝)有明显的撞击加载总计2.5°-7.5°外翻和2.5°-7.5°外部旋转,最大震级为19.65 N。在上述标本,少量的冲击测量中纯粹的外部旋转在20°和40°的弯曲,最大震级为7.05 N。撞击没有以任何的男性标本在2.5°到7.5°外翻运动。女性膝盖经历更多的持续冲击、撞击与纯粹的外部和纯外翻旋转。女性捐赠者的冲击力量发生在较低的弯曲角度,不同于男性的膝盖(46921)是分布在一个较大的弯曲。在纯粹的外部旋转从2.5°到7.5°,撞击在标本中发现50108(女,右膝)和43155(女,左膝盖)。 During pure valgus rotation between 2.5° and 7.5°, impingement was measured in specimen 50067 (female, right knee) and 50108. In the combined loading tests, when subjecting the specimen to 2.5° to 7.5° valgus along with 2.5° to 7.5° external rotation, impingement was measured in all female knee specimens.
在纯粹的外部旋转,没有一个明确的趋势增加应变AMB的ACL增加撞击的力量。在纯粹的外部旋转,标本50108没有受到冲击,因为所有的撞击发生的是部分ACL在压缩。50108年捐赠,压力没有任何明显的变化而撞击的力量范围从19.3 N小于2 N。标本测量冲击力量43155年低于50108年,但显示应变的增加。这些结果可以表明,一些人的ACL是受到冲击的影响。没有增加应变之间的关系,增加撞击的力量。可能的高应变值特征这膝盖(50108)和不是一个指示器,撞击的力量增加了ACL的应变。
女性标本有更大的差距在应变测量和撞击的力量比男性标本在纯粹的外部旋转。男性样本(46921)应变小于1%,在双侧束ACL冲击测量时在外部旋转。上述结果男性标本和女性标本50108相似,但43155年显示应变的增加在这些运动。力的大小在纯粹的外部旋转在女性更大的标本。女性标本的最大冲击力量16.3 N(43155)和19 N (50108)。男性标本,46921年,有一个最大的撞击的力量7 N。
在雄性标本,撞击发生时,可衡量的,但是撞击的力量并不重要。大部分的冲击力量小于5 N,在撞击,ACL的压力我包从未超过1.3%。没有明确关系的增加应变和撞击的力量增加男性标本进行测试。应变测量期间结合外翻和外部旋转显示应变的增加,女性标本,撞击发生时。纯外翻旋转导致女性标本撞击力量高于加载相结合,但较低的压力。
标本43155增加了更高的压力比其他样本测试。为了确定撞击负责应变的增加或者运动是导致压力的增加,应变是策划反对纯外翻旋转(图下的弯曲角度20.)。当比较图20.,图18,图9,它可以确定冲击只能尽可能少占1%到2%最大测量应变的增加。它是重要的考虑,这些都是不同的动作。膝盖上的表现也不同在不同的运动,因此撞击可能不会导致任何增加压力。
标本50067没有撞击在纯外部旋转。图2150067年标本显示了应变在纯粹的外部旋转。标本50067年不到1%增长的最大应变测量在纯外翻旋转和纯外部旋转。标本50067年不到3.0%的增长在最大应变测量结合运动相比,纯外部旋转。
外翻和外部旋转组合加载期间,女性膝盖有经验的冲击力量的男性膝盖在相同加载大小一样。男性的压力在结合运动膝盖没有超过1.3%。在女性膝盖运动相结合,标本43155菌株超过6%,每个女人的膝盖有经验的压力大于1.3%。尽管缺乏相关性增加撞击力和应变的增加女性膝盖的应变AMB ACL经历提供了一个重要的结果。有可能撞击并不影响ACL的功能,只是一个正常外翻和外部旋转运动的属性。也有可能撞击墙外侧切口和前交叉韧带之间有轻微影响的ACL损伤女性膝盖。
5.5。JR3通用力传感器测量下纯外部旋转
JR3通用力传感器连接到史陶比尔机器人被用来测量力的机器人在给定的尸体的膝盖。记录只有一个力传感器是必需的,因为一次只有一个机器人的移动,和所有的运动冲击测量(外翻和外部旋转)是由史陶比尔的机器人。力的大小对UFS策划对弯曲角度来确定撞击可能影响膝盖上的力。重要的是要考虑标本进行旋转运动(外翻和外部旋转),所以转矩的大小是非常重要的考虑与力的大小在膝盖上规定的一系列动作。撞击的力量的范围,范围的应变在撞击,和范围的合力和力矩测量采取JR3 UFS列表。列表数据没有显示任何相关的增加迫使在膝盖撞击或无关紧要的应变在撞击。
膝盖46921年经验的撞击在20°和40°的弯曲,在纯粹的外部旋转。表7显示了应变在撞击,撞击的力量,各种JR3 UFS合力,时刻在弯曲角度测量冲击测量。表7表明,膝盖上的合力和力矩明显大于撞击的力量。JR3力和力矩数据绘制弯曲角。合力和力矩测量的范围,但重要的是要考虑附近,撞击发生极端的运动,和冲击的直接比较力量应该最大的合力和力矩加载。
标本50108经验的撞击在50°弯曲。ACL的是部分的应变压缩。表中给出8撞击的力量的范围,因此他们可以与力量来衡量的范围UFS在撞击。ACL的是部分是在冲击压缩,这表明,力和力矩测量JR3 UFS是由于膝盖在外部的电阻测量旋转而不是撞击力量。
43155年标本,冲击测量之间50°、65°弯曲。自43155年较高的菌株在标本被发现以来,整个范围的合力和力矩对弯曲角度策划确定撞击可能影响加载的力量。图22表明,膝盖上的力范围从12.0 N 34.5 N,而冲击式测量。在这个膝盖,撞击的力量明显低于膝盖上的最大大小的力,当受到外部旋转7.5°。之间存在着显著差异的力量以7.5°,2.5°,和5°外部旋转,但这种差异并不是孤立的弯曲角度撞击发生时。力的变化为7.5°外部旋转并不意味着改变力衡量UFS相对于ACL撞击。
扭矩在43155年标本从55°增加到60°的弯曲,然后减少从60°- 70°弯曲在5°和外部旋转(图7.5°23)。扭矩增加从60°- 70°弯曲的2.5°的外部旋转,与转矩的变化更大的外部旋转的角度。净扭矩,在外部旋转7.5°,膝盖在55°弯曲达到最大值。增加之前,其次是减少合力在其他冲击测量的弯曲角度。大的变化时刻冲击测量消除转矩增加的趋势,当标本有经验的撞击。缺乏相关性增加转矩和力的增加冲击减少撞击导致ACL损伤的可能性。
最大的冲击力量范围从6.3 N 11.67 N,这是大大低于标本发生在加载力的大小。当考虑到膝盖上的合力矩的最大大约16 n - m在撞击,撞击的力量似乎更无关紧要。力和力矩的变化是不一致的与撞击的力量。似乎没有在膝盖上的力之间的关系和撞击的力量。
5.6。JR3通用力传感器测量下纯外翻旋转
在纯外翻,冲击测量只在50067年和50108年女性标本。在这两个女性的标本,分析力和力矩测量JR3 UFS允许更深入了解膝盖上的作用力,在撞击发生的弯曲角度。
撞击发生在50067年标本15°的弯曲在纯外翻旋转。这是膝盖运动的起始位置。这会影响效应的能力得出准确结论撞击对ACL损伤标本。力高于其他标本在最初的位置。整个范围的合力和力矩是策划对弯曲角度来分析趋势增加加载的膝盖撞击造成的。力的大小,如图2433.8 N范围从8.7 N, 15°弯曲。7.5°外翻,力的大小大约是在15°34 N和N 25 20°弯曲。可能影响的冲击力量由机器人来完成运动力从5°到7.5°外翻。表明的冲击力量测量JR3 UFS不存在任何其他标本。相应的减少接近大多数撞击力量在这运动。
纯外翻旋转期间,在50067年标本,最大转矩发生的范围20°到25°的弯曲,从55°- 65°弯曲(图25)。撞击发生在15°弯曲。在纯外翻旋转过程中,时刻测量4.4 n - m为7.5°外翻旋转,2.9 n - m 5°外翻旋转,小于1 n - m为2.5°外翻旋转弯曲(图的所有在15°25)。
没有大量增加扭矩,尽管增加力在7.5°的外翻,导致的结论,在这个样本中,撞击的力量很少或没有影响膝盖的健康功能。显著增加的转矩经过15°弯曲也可以是重要的如果撞击发生在这些弯曲角度。组合加载2.5°-7.5°外翻和2.5°-7.5°外部旋转冲击测量在这些弯曲角度使无边无际的撞击的情况不太可能发生。没有明确的力和转矩之间的关系增加在撞击过程中,由于撞击ACL损伤的可能性大大降低了标本。
50108年标本,冲击测量从15°35°的弯曲。表9提供了一个总结UFS撞击的力量和测量。菌株从未超过1.0%,但扭矩测量UFS表明膝盖受到相当大的负荷。力测量UFS小于10 N高于15°弯曲最大冲击力量,大约13 N高于35°弯曲的最大冲击的力量,和小于2 N高于30°弯曲的最大冲击力量。重要的是要考虑的最大扭矩加载期间,这是更高的。表9显示了撞击的力量是小的转矩相比膝盖的弯曲角度发生撞击。压力主要是抗压抗外翻指示扭矩从制程和ACL。
5.7。JR3通用力传感器测量下外翻和外部旋转
结合,加载撞击发生在所有女性标本和两三个男性标本(尽管它应该指出,在45492年男性膝盖,测量由很少的点)。JR3 UFS再次测量这些运动期间膝盖上的力,和每个膝盖都有特定的特性对力的大小和转矩冲击时测量。
标本46921经验10°和45°的弯曲之间的撞击,在这个范围内,力减少膝盖的所有条件。在所有位置但2.5°外翻结合外部旋转,10°弯曲的点是该地区最大的合力在膝盖上。这是明显的从图26产生的力从2.5°到7.5°的外部旋转在7.5°外翻旋转从其他运动显著增加。7.5°外翻的显著增加转矩是非常重要的,因为这增加合力相比表明,撞击的力量很小UFS采取的测量。在弯曲(10°-45°),撞击发生时,膝盖上的扭矩显示类似的膝盖上的力的关系,除了15°附近和20°弯曲。在弯曲15°和20°,有大小的扭矩的增加(图27)。没有相关46921年标本合力和力矩之间的膝盖和撞击的力量。撞击力量10°保持相对恒定的同时,20°,25°35°,40°的弯曲和减少弯曲的15°、45°。力和力矩的大小来衡量UFS持续下降随着弯曲角度的增加从10°到45°。力和扭矩增加弯曲的从40°、45°。提升力和转矩运动可能是由于PCL和制程抵制外部旋转和外翻扭矩。
45492年标本,撞击在45°的弯曲测量。表10显示了撞击的力量明显低于合力,时刻在膝盖撞击发生的弯曲角度。ACL经历的是部分小应变,因此膝盖上的最大扭矩可能造成MCL-resisting外翻扭矩和PCL-resisting外部扭矩。标本上的力和转矩冲击期间还不到46921年标本的力和扭矩测量,差距并没有大到足以表明它是不同的捐赠者。
标本50108测量撞击在15°-25°弯曲加载外翻和外部旋转。力的大小,如图28在这些弯曲角度千差万别,膝盖在每个位置。力来衡量JR3 UFS在撞击不级比其他样本测试。对标本的净扭矩在50108年联合运动在撞击(图有所下降29日)。结合运动期间为7.5°外翻和外部旋转,膝盖上的扭矩增加与其他运动测试,因此显示膝关节的压力大大增加过去5°外翻。净力和扭矩的增加是由于增加的应变在膝盖的韧带。
装船时标本从50067年的2.5°到7.5°外翻结合外部旋转2.5°到7.5°,冲击测量在15°和20°的弯曲。接触的DVRT切口屋顶创造了更大的压缩应变比其他标本,但应变的增加试样还小。当比较的最大冲击最大力量和扭矩在膝盖,冲击很小(表的影响11)。
43155年标本,冲击测量从45°- 70°弯曲在2.5°-7.5°外翻加上2.5°-7.5°外部旋转。图30.显示了膝盖上的合力冲击期间经历明显降低。缺乏增加力量撞击时测量表明ACL和intercondylar槽壁之间的接触有很少或没有影响膝关节的功能。
扭矩在43155年标本(图30.)显示了一个类似的下降迫使在撞击发生的弯曲角度(45°-70°)。之间有很大差距7.5°外翻和7.5°外部旋转和其他运动,但这是不常见的转矩特性的确定其他标本在类似的运动。
增加力量的缺乏或增加时刻冲击测量表明撞击并不影响在43155年标本膝盖的健康功能。膝盖上的力和力矩在PCL由于应变加载期间制程。弯曲的角度撞击发生不相关的领域增加了膝盖的力量。撞击的力量达到最大11.67 N的65°弯曲。这是大大低于最大的力(53.57 N)和最大扭矩的大小(29.5 N - m)为65°弯曲(图31日)。
5.8。分析切口几何
每个标本的intercondylar切口几何是重要的决定如果一个小intercondylar切口创造了更大的冲击力量。每个等级的测量特征如表所示2和3。测量最重要的特征是切口宽度在出口处,切口宽度的2/3理查德·道金斯切口高度和bicondylar宽度。切口宽度指数(NWI-E)是基于总在出口处切口宽度除以总bicondylar宽度。切口宽度指数的2/3理查德·道金斯切口高度(NWI-2/3理查德·道金斯)是计算使用bicondylar宽度和切口宽度的2/3理查德·道金斯切口高度(表2)。所有的标本在这项研究intercondylar级距狭窄低于临界值,男性为0.2,0.18,女性,由过和弗里曼3]。ACL的最小宽度也测量参考ACL的大小在每个标本,特别是如果ACL大小可能影响撞击。没有退出切口宽度之间的关系,冲击对于所有捐助者的研究。女性标本比男性小切口宽度退出测量标本。标本50137最小切口宽度在退出,冲击并没有测量。
切口宽度的2/3理查德·道金斯切口高度在女性捐赠者比男性少。捐赠50137最小切口宽度在出口处和最小切口宽度的2/3理查德·道金斯切口高度。在50137年标本撞击没有测量。在出口处标本43155最小切口宽度和切口宽度的2/3理查德·道金斯高度。较小的冲击力量,较大的菌株被发现比其他捐助者在43155年。最大的捐赠者撞击力量46921年和50108年类似尽管切口宽度的变化在出口处和切口宽度的2/3理查德·道金斯切口高度。应该注意的是,女性标本43155年累积骨刺沿切口屋顶使测量切口宽度的2/3理查德·道金斯高度困难,从而导致更小的宽度。
ACL标本50137的最小宽度远小于其他男性的标本。小得多的ACL可能减少冲击的发生,由于ACL是一个更大的距离墙外侧切口。这将会增加受伤的可能性,因为韧带会机械阈值较低。应该注意的是,本研究的样本量不够大与其他研究相比,这种性质的关于ACL损伤做出明确的结论,由于intercondylar切口几何。这些结果只能作为参考相对于这一研究获得的实验数据。
女性标本小切口宽度出口宽度。女性标本也有一个较小的切口宽度指数和切口宽度指数的2/3理查德·道金斯切口高度,这是预期。最小的膝盖,标本50067年测量的最小范围撞击在女性标本中,50137年NWI高于男性标本,这是一个没有测量撞击。标本50108女性膝盖的大切口宽度的2/3理查德·道金斯切口高度,切口退出,第二大bicondylar宽度,以及随后NWI大于膝盖一男(50137),没有经历任何冲击。测量intercondylar小切口,特别是切口宽度退出,切口宽度的2/3理查德·道金斯切口高度,NWI (NWI-E), NWI-2/3已被证明与ACL损伤的增加在多个研究[2,3,43,44]。没有测量数据之间的相关性和撞击发生在任何的标本。较高的标本NWI-2/3经历更多的罕见的撞击。切口形状的测量可能是一个合适的指标增加概率损伤,但没有发生撞击的良好指标。撞击的可能性似乎是由其他因素引起切口几何、可能的距离ACL外侧切口。缺乏相关性intercondylar切口测量和冲击的发生减少撞击负责受伤的可能性。
5.9。讨论的结果
男性标本测试,冲击是一个ACL损伤的无关紧要的因素。相应的增加应变由于撞击小于1.28%。男性标本在撞击没有显示应变急剧增加。的力量撞击在男性标本程度堪比女性标本但更低。在男性的膝盖,达到明显的冲击,大级别的外翻和外部旋转是必需的。这可能是由于ACL的压缩状态无法维持联系。它也可能是由于ACL的距离在男性标本股骨髁。从数据,外翻运动的大角度结合外部旋转负责应变的增加ACL的发现显示出,在双侧包,而不是撞击的力量。外翻和外部旋转的增加可能会导致更大的冲击力量,但是由于这些运动压力也会增加,从而增加受伤的概率,使建筑的结构完整性打折扣的ACL。
撞击是外翻的产物和外部旋转,而在男性标本测试,冲击会对ACL损伤很少或根本没有影响。膝盖的应变在加载之前的研究显示了类似的结果完成Berns et al。46和弗莱明等。47]。应变测量在冲击明显少于三维仿真完成Fung和张6]。他们计算菌株在ACL接近5%,在有限元模型。实验条件下相应的冲击力量24 N。计算压力和冲击力量受到更大程度的外翻和外部旋转。Fung和张计算应变约1.0%在7.5°外翻和5°外部旋转。实验结果表明ACL的是部分的应变男性标本从未超过1.3%。所有的男性标本有异常小切口宽度指数,但男性标本最小切口宽度指数是唯一没有冲击试样测量。切口宽度指数的2/3理查德·道金斯切口高度并展示一些相关的发生撞击,和切口宽度较大的男性标本指数的2/3理查德·道金斯切口高度很少或没有任何测量撞击。标本50137最低ACL宽度小于男性,这表明ACL的大小会影响撞击。一个较小的ACL会增加距离墙外侧切口。
力测量采取JR3 UFS没有表明,撞击会增加膝盖上的力或力矩。随后的力和转矩的变化对特定的膝盖的弯曲角度是一个功能测试和应变增加是由于膝盖的韧带。表12总结的最大冲击力量,弯曲角的最大发生撞击的力量,在撞击的最大应变,最大应变在一个没有撞击的加载。
女性标本没有确凿的男性标本检测。有许多例子两性之间的差异对加载场景。撞击的力量的大小在女性标本纯粹外部旋转更大(16.3 N和19 N)比男性标本46921 (7 N)。撞击的力量的大小在女性的标本符合男性标本组合加载。女性标本有经验的撞击在纯外翻旋转,而没有一个男性标本撞击在外翻扭矩。女性标本显示更大的增加应变在加载的膝盖和显示在撞击增加更大的压力。
ACL中女性比男性低弹性模量,随后变形在同样的力量(41]。这提供了一个解释增加压力的女性标本,但这并不能解释在撞击增加更大的压力。在冲击小,应变的变化,与女性标本,在应变小于3%的增长在加载与冲击。比较之间的压力并不相同的动作。缺乏撞击在女性标本结合外翻和外部旋转叶片应变的研究没有直接比较相同的运动。这是很重要的,因为测量应变在50137年结合运动显示的最大应变2.2%,表明更大的菌株可以在男性标本当撞击不发生。
根据Berns et al。46],外翻扭矩比外部旋转,创造了更多的压力,因此结合外翻和外部旋转创造了更多的扭矩比纯外翻。利用这些信息,这些实验结果显示冲击将有很少或没有影响ACL的应变。应变的增加会导致不同的运动应用到膝盖。如果撞击确实有助于提高应变AMB的ACL,增加不到3%。弗莱明et al。47]发现膝盖压缩负荷导致ACL的微不足道的增加压力。Berns的研究等。46和弗莱明等。47帮助支持这样的结论,应变增加由于撞击下(如果发生)不会增加体重。
标本43155菌株对比悬殊,在双侧部分相比其他标本测试。这种应变的增加可以使用两个具体的原因来解释。前交叉韧带的弹性模量变化很大从一个人到另一个人(41]。ACL在43155年能够显著降低弹性模量比其他样本测试。ACL的拉伸性能随年龄的变化而变化。一项研究在诺伊斯和Grood[完成48)和独立研究完成吸引et al。49)得出的结论是,拉伸性能下降随着年龄的增长,和这两项研究报道减少至少50%的极限载荷年长的标本。标本43155年是最古老的捐赠在这个实验测试,将分组与前面提到的最古老的标本进行研究。撞击的力量,在43155年标本,发生在45°- 70°弯曲。麦克奈尔et al。50)和博登et al。51]报道大多数ACL断裂发生在20°的弯曲和扩展。43155年标本,结果导致增加应变冲击不重要是由于撞击发生的弯曲角度。上述研究也支持受伤的折现由于撞击45492年标本。
女性膝盖50067显示增加的相关性大小衡量UFS在撞击的力量。这并没有特别说ACL撞击的力量或扭矩增加,在膝盖上。这是唯一的例子JR3力测量的差异与变化冲击的力量。的减少迫使从15°20°时纯外翻旋转对应的大部分冲击力量。力的变化而变化的弯曲角标本可能是膝盖的自然功能。
6。结论
实验数据表明,撞击发生在膝盖的六个方面中的五个测试表明它可能是常有的事情,而不是一个贡献者受伤。膝盖的位置,创建冲击很大程度上增加制程中的应变和PCL, ACL。体重的增加会增加膝盖上的力。体重还有助于减少压力的ACL提供压缩。使用体外测试方法,增加体重力会抵消肌肉组织对正常膝关节功能的影响。同样重要的是要记住,冲击仍然应该发生在这些相同的动作。应变的测量冲击提供了一个良好的参考压力增加的ACL在撞击。它仍然需要追究冲击是一个因素在狭窄的膝盖。
考虑到低数量的样本,研究用大量的样本将允许更精确的结论关于切口大小和性别之间的差异对ACL的撞击。地形测量的距离ACL通过全方位的墙外侧切口弯曲可能意味着个人,增加撞击的可能性。技术进步和持续测试,允许更大的理解撞击前交叉韧带损伤的非接触机制,从而导致ACL损伤和更好的治疗方法,以便更好地用于减轻ACL损伤的预防措施。
附录
FlexiForce®传感器调理电路
的示意图FlexiForce®调节电路如图32。这个电路是连接到虚拟仪器触发数据的记录从FlexiForce®传感器和DVRT。簧片继电器安装在董事会,所以机器人的24 V信号I / O电路减少到5 V电源提供的相同。使用5 V的信号,而不是24 V信号从机器人的虚拟仪器采集板防止伤害,自董事会只是额定的最大+ /−5 V。接口电路是颜色编码如下:黑色线连接机器人机器人,绿线连接到地面,紫色的线连接到+ 24 V电源的终端,和第一I / O电路,蓝色线连接第一组输出信号(一个彪马和一个从史陶比尔)的簧片继电器连接到虚拟仪器采集板(图33)。
第二I / O电路,白色线连接第二组簧片继电器的输出信号连接到虚拟仪器。串联电阻1 KΩ安装和每个继电器的I / O和虚拟仪器的数据采集板。这允许开关关闭(创建一个5 V数字信号虚拟仪器)但没有把足够的电流伤害机器人控制器或虚拟仪器采集板。当前的数量大约是10马,史陶比尔I / O是额定20 mA,彪马的I / O是额定0.5。采集委员会认识到数字触发器,它必须TTL兼容。这意味着信号的上升时间必须小于50纳秒,这个设置中使用的继电器和无线电器材公司275 - 232年干簧继电器、TTL兼容。
数据可用性
提供的数据中包括图表。收集到的数据直接通过计算机数据采集设备。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
确认
我们将特别感谢德州理工大学工程学院授予“将机器人集成到生理生物力学测试动态Multiaxis装尸体的关节”和德州理工大学研究种子研究的副总裁格兰特获得本研究中使用的尸体的膝盖。没有这些资助,这项研究是不可能的。我们也感谢捐赠者及其家属的礼物帮助后代。
补充材料
提供的补充材料是一个MPEG 4视频捕捉的综合机器人运动在测试膝关节标本之一。看到的视频是roll-glide运动中描述的主体。(补充材料)