Internationale Zeitschrift für Physikalische Medizin und Rehabilitation
Offener Zugang

Abstrakt

Finite-Elemente-Analyse der Wirksamkeit der Shelf-Acetabuloplastie bei Acetabulum-Dysplasie

Nozomi Kaga, Takehiro Iwami, Kimio Saito, Komatsu Akira und Yoichi Shimada

Ziel: Die Shelf-Acetabuloplastie ist eine gelenkerhaltende Operation. Es gibt nur wenige Fälle, in denen die mechanische Bewertung einer Shelf-Acetabuloplastie untersucht wurde. Ziel dieser Studie war die Untersuchung der biomechanischen Auswirkungen einer Acetabulumdysplasie auf den Acetabulumrand und der Wirksamkeit einer Shelf-Acetabuloplastie anhand eines dreidimensionalen Bewegungsapparatmodells und einer Finite-Elemente-Analyse.
Methoden: Die Probanden waren fünf erwachsene Patientinnen mit Hüftarthrose und Acetabulumdysplasie, die sich einer Shelf-Operation unterzogen. Anhand der Daten von vier gesunden erwachsenen Frauen wurde die Gelenkreaktionskraft im Hüftgelenk beim statischen Stehen mithilfe eines Any Body Modeling System geschätzt. Aus den CT-Bildern jeder Probandin wurden mithilfe von Mimics Finite-Element-Modelle des Beckens und des rechten Oberschenkelknochens erstellt und anschließend mithilfe von 3matic in ein dreidimensionales Finite-Element-Modell umgewandelt. Die Spannungsanalyse wurde mit der Finite-Element-Analysesoftware Marc Mentat 2011 1.0 durchgeführt. In dieser Studie wurden alle Bereiche außer Weichgewebe als harte Knochen betrachtet. Unter den Randbedingungen waren das Beckenbein und die Schambeinfuge im Becken vollständig eingeschränkt. Die geschätzte Hüftgelenkreaktionskraft wurde als konzentrierte Last vom distalen Ende des Oberschenkelknochens angewendet, und die von Mises-äquivalente Spannung im Acetabulum wurde analysiert. Die Spannungsverteilung, der maximale Spannungswert und die Acetabulumfläche, die während des Ruhezustands auf die Acetabulumoberfläche des Acetabulums angewendet wurden, wurden vor und nach der Operation ausgewertet.
Ergebnisse: In der Spannungsverteilung des Acetabulums während des statischen Stehens war die Spannung nach der Operation verteilt und die maximale Spannung verringert. Die Acetabulumfläche war nach der Operation deutlich vergrößert. Der maximale Spannungswert war nach der Operation deutlich verringert.
Schlussfolgerung: In allen Fällen war die Spannungsverteilung des Acetabulums zum Zeitpunkt des Stillstehens nach der Operation der Shelf-Acetabuloplastie im Vergleich zum präoperativen Zustand deutlich verteilt und verringert.