Ключові слова
остеотомія таза
цифрова модель
шарнірна точка
біомеханіка
Як цитувати
Анотація
Резюме. Актуальність. Дисплазія кульшового суглоба (ДКС) є частою патологією у практиці дитячого ортопеда. Нелікована або резидуальна ДКС у пацієнтів, що почали ходити, вимагає проведення оперативного втручання (одне з яких – остеотомія кісток таза). Під час остеотомії кісток таза відбуваються пластичні зміни в так званих шарнірних точках. Класичні шарнірні точки описані в літературі, однак існують певні розбіжності щодо їхнього розташування.
Мета дослідження. Створення цифрової моделі таза, що може застосовуватись для моделювання різних остеотомій таза.
Матеріали і методи. Було отримано КТ таза дитини 6 років та створено віртуальну модель кісток таза; здійснено моделювання остеотомії таза за Pemberton, присвоєно властивості матеріалу та додано зв’язковий апарат таза; проведено симуляцію вказаного вище оперативного втручання та оцінено біомеханічні зміни під час цього втручання.
Результати. Було створено цифрову модель таза дитини 6 років, здійснено моделювання остеотомії таза за Pemberton та оцінку біомеханічних змін, що відбуваються під час операції; виявлено, що не існує єдиної шарнірної точки під час проведення цього оперативного втручання (як вважалося раніше), найбільша генерація напруження виникала у передньому та задньому променях Y-подібного хряща; оцінено роль зв’язкового апарату таза під час остеотомії за Pemberton (крижово-остиста та крижово-горбкова зв’язки були основними обмежувачами під час руху нижнього фрагмента клубової кістки); було також біомеханічно обґрунтовано можливість одночасного двостороннього застосування остеотомії таза за Pemberton або її комбінації з іншими остеотоміями таза у пацієнтів віком 6 років.
Висновки. Створення цифрової моделі таза за описаною у цій статті методикою з подальшим моделюванням різних остеотомій таза дозволяє вивчати біомеханічні зміни під час цих остеотомій.
Посилання
Loder RT, Skopelja EN. The epidemiology and demographics of hip dysplasia. ISRN Orthop. 2011 Oct 10;2011:238607. DOI: 10.5402/2011/238607.
Pun S. Hip dysplasia in the young adult caused by residual childhood and adolescent- onset dysplasia. Curr Rev Musculoskelet Med. 2016 Dec;9(4):427-434. DOI: 10.1007/s12178-016-9369-0.
Cooper AP, Doddabasappa SN, Mulpuri K. Evidence-based management of developmental dysplasia of the hip. Orthop Clin North Am. 2014 Jul;45(3):341-54. DOI: 10.1016/j.ocl.2014.03.005.
Kothari A, Grammatopoulos G, Hopewell S, Theologis T. How Does Bony Surgery Affect Results of Anterior Open Reduction in Walking-age Children With Developmental Hip Dysplasia? Clin Orthop Relat Res. 2016 May;474(5):1199-208. DOI: 10.1007/s11999-015-4598-x.
Chunho C, Ting-Ming W, Ken NK. Pelvic Osteotomies for Developmental Dysplasiaї of the Hip, 2017 (http://dx.doi.org/10.5772/67516).
Novais EN, Pan Z, Autruong PT, Meyers ML, Chang FM. Normal Percentile Reference Curves and Correlation of Acetabular Index and Acetabular Depth Ratio in Children. J Pediatr Orthop. 2018 Mar;38(3):163-169. DOI: 10.1097/BPO.0000000000000791.
Heimkes B, Schmidutz F, Rösner J, Frimberger V, Weber P. Modifizierte Salter-Innominatum-Osteotomie für Erwachsene [Modified Salter innominate osteotomy in adults]. Oper Orthop Traumatol. 2018 Dec;30(6):457-468. German. DOI: 10.1007/s00064-018-0560-x.
Sales de Gauzy J. Pelvic reorientation osteotomies and acetabuloplasties in children.Surgical technique. Orthop Traumatol Surg Res. 2010 Nov;96(7):793-9. DOI: 10.1016/j.otsr.2010.07.004.
Czubak J, Kowalik K, Kawalec A, Kwiatkowska M. Dega pelvic osteotomy: indications, results and complications. J Child Orthop. 2018 Aug 1;12(4):342-348. DOI: 10.1302/1863-2548.12.180091.
Esmaeilnejad-Ganji SM, Esmaeilnejad-Ganji SMR, Zamani M, Alitaleshi H. A. Newly Modified Salter Osteotomy Technique for Treatment of Developmental Dysplasia of Hip That Is Associated with Decrease in Pressure on Femoral Head and Triradiate Cartilage. Biomed Res Int. 2019 Feb 6;2019:6021271. DOI: 10.1155/2019/6021271.
Ezirmik N, Yildiz K. A Biomechanical Comparison between Salter Innominate Osteotomy and Pemberton Pericapsular Osteotomy. Eurasian J Med. 2012 Apr;44(1):40-2. DOI: 10.5152/eajm.2012.08.
Ertürk C, Altay MA, Işikan UE. A radiological comparison of Salter and Pemberton osteotomies to improve acetabular deformations in developmental dysplasia of the hip. J Pediatr Orthop B. 2013 Nov;22(6):527-32. DOI: 10.1097/BPB.0b013e32836337cd.
Thompson A, Bertocci G, Kaczor K, Smalley C, Pierce MC. Biomechanical investigation of the classic metaphyseal lesion using an immature porcine model. AJR Am J Roentgenol. 2015 May;204(5):W503-9. DOI: 10.2214/AJR.14.13267.
Grudziak JS, Ward WT. Dega osteotomy for the treatment of congenital dysplasia of the hip. J Bone Joint Surg Am. 2001 Jun;83(6):845-54. DOI: 10.2106/00004623-200106000-00005.
Armiger RS, Armand M, Tallroth K, Lepistö J, Mears SC. Three-dimensional mechanical evaluation of joint contact pressure in 12 periacetabular osteotomy patients with 10-year follow-up. Acta Orthop. 2009 Apr;80(2):155-61. DOI: 10.3109/17453670902947390.
Rab GT, DeNatale JS, Herrmann LR. Three-dimensional finite element analysis of Legg-Calve-Perthes disease. J Pediatr Orthop. 1982 Mar;2(1):39-44. DOI: 10.1097/01241398-198202010-00005.
Shen M, Zhu F, Mao H, Fan H, Mone N, Sanghavi V et al. Finite element modelling of 10-year-old child pelvis and lower extremities with growth plates for pedestrian protection. International Journal of Vehicle Safety. 2015 Aug;8(3): 263. DOI: 10.1504/ijvs.2015.070788.
Anderson AE, Peters CL, Tuttle BD, Weiss JA. Subject-specific finite element model of the pelvis: development, validation and sensitivity studies. J Biomech Eng. 2005 Jun;127(3):364-73. DOI: 10.1115/1.1894148.
Zaharie DT, Phillips ATM. Pelvic Construct Prediction of Trabecular and Cortical Bone Structural Architecture. J Biomech Eng. 2018 Sep 1;140(9). DOI: 10.1115/1.4039894.
Phillips AT, Pankaj P, Howie CR, Usmani AS, Simpson AH. Finite element modelling of the pelvis: inclusion of muscular and ligamentous boundary conditions. Med Eng Phys. 2007 Sep;29(7):739-48. DOI: 10.1016/j.medengphy.2006.08.010.
Verbruggen SW, Nowlan NC. Ontogeny of the Human Pelvis. Anat Rec (Hoboken). 2017 Apr;300(4):643-652. DOI: 10.1002/ar.23541.
Crawford RP, Cann CE, Keaveny TM. Finite element models predict in vitro vertebral body compressive strength better than quantitative computed tomography. Bone. 2003 Oct;33(4):744-50. DOI: 10.1016/s8756-3282(03)00210-2.
Ma Z, Lan F, Chen J, Liu W. Finite element study of human pelvis model in sid impact for Chinese adult occupants. Traffic Inj Prev. 2015;16(4):409-17. DOI: 10.1080/15389588.2014.
Sun W, Starly B, Nam J, Darling A. Bio-CAD modeling and its applications in computer-aided tissue engineering. Computer-Aided Design. 2005 Sep;37(11):1097–1114. doi:10.1016/j.cad.2005.02.002.
Zaidi Q, Danisa OA, Cheng W. Measurement Techniques and Utility of Hounsfield Unit Values for Assessment of Bone Quality Prior to Spinal Instrumentation: A Review of Current Literature. Spine (Phila Pa 1976). 2019 Feb 15;44(4):E239-E244. DOI: 10.1097/BRS.0000000000002813.
Hao Z, Wan C, Gao X, Ji T. The effect of boundary condition on the biomechanics of a human pelvic joint under an axial compressive load: a three-dimensional finite element model. J Biomech Eng. 2011 Oct;133(10):101006. DOI: 10.1115/1.4005223.
Carter DR, Hayes WC. The compressive behavior of bone as a two-phase porous structure. J Bone Joint Surg Am. 1977 Oct;59(7):954-62.
Gamble JG, Simmons SC, Freedman M. The symphysis pubis. Anatomic and pathologic considerations. Clin Orthop Relat Res. 1986 Feb;(203):261-72.
Chaudhry SR, Imonugo O, Chaudhry K. Anatomy, Abdomen and Pelvis, Ligaments. 2022 Jan 14. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2022 Jan.
Gervais B, Vadean A, Brochu M, Raison M. Influence of the load modelling duringgait on the stress distribution in a femoral implant. Multibody System Dynamics. 2018 Mar;44(1):93–105. DOI: 10.1007/s11044-018-9621-z.
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.