Distribución de la presión de contacto de la articulación de la cadera durante el tratamiento con arnés de Pavlik de una cadera infantil: un modelo de elemento finito específico del paciente.

Hip Joint Contact Pressure Distribution During Pavlik Harness Treatment of an Infant Hip: A Patient-Specific Finite Element Model.

 

Fuente

Este artículo es originalmente publicado en:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29715363

http://biomechanical.asmedigitalcollection.asme.org/article.aspx?articleid=2677753

 

De:

Vafaeian B1Adeeb S2El-Rich M3Zonoobi D4Hareendranathan AR4Jaremko JL5.

 2018 Jul 1;140(7). doi: 10.1115/1.4039827.

 

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Abstract

Developmental dysplasia of the hip (DDH) in infants under 6 months of age is typically treated by the Pavlik harness (PH). During successful PH treatment, a subluxed/dislocated hip is spontaneously reduced into the acetabulum, and DDH undergoes self-correction. PH treatment may fail due to avascular necrosis (AVN) of the femoral head. An improved understanding of mechanical factors accounting for the success/failure of PH treatment may arise from investigating articular cartilage contact pressure (CCP) within a hip during treatment. In this study, CCP in a cartilaginous infant hip was investigated through patient-specific finite element (FE) modeling. We simulated CCP of the hip equilibrated at 90 deg flexion at abduction angles of 40 deg, 60 deg, and 80 deg. We found that CCP was predominantly distributed on the anterior and posterior acetabulum, leaving the superior acetabulum (mainly superolateral) unloaded. From a mechanobiological perspective, hypothesizing that excessive pressure inhibits growth, our results qualitatively predicted increased obliquity and deepening of the acetabulum under such CCP distribution. This is the desired and observed therapeutic effect in successful PH treatment. The results also demonstrated increase in CCP as abduction increased. In particular, the simulation predicted large magnitude and concentrated CCP on the posterior wall of the acetabulum and the adjacent lateral femoral head at extreme abduction (80 deg). This CCP on lateral femoral head may reduce blood flow in femoral head vessels and contribute to AVN. Hence, this study provides insight into biomechanical factors potentially responsible for PH treatment success and complications.

 

 

Resumen

 

La displasia del desarrollo de la cadera (DDH) en los bebés menores de 6 meses de edad generalmente se trata con el arnés de Pavlik (PH). Durante el tratamiento exitoso con PH, una cadera subluxada / luxada se reduce espontáneamente al acetábulo y la DDH se autocorrige. El tratamiento con PH puede fallar debido a la necrosis avascular (AVN) de la cabeza femoral. Una mejor comprensión de los factores mecánicos que explican el éxito / fracaso del tratamiento con PH puede surgir de la investigación de la presión de contacto del cartílago articular (CCP) dentro de una cadera durante el tratamiento. En este estudio, se investigó el CCP en una cadera infantil cartilaginosa a través del modelado de elementos finitos (FE) específicos del paciente. Simulamos el CCP de la cadera equilibrado a 90 grados de flexión en ángulos de abducción de 40 grados, 60 grados y 80 grados. Encontramos que el CCP se distribuía predominantemente en el acetábulo anterior y posterior, dejando el acetábulo superior (principalmente superolateral) descargado. Desde una perspectiva mecanobiológica, con la hipótesis de que la presión excesiva inhibe el crecimiento, nuestros resultados predijeron cualitativamente una mayor oblicuidad y profundización del acetábulo en dicha distribución de CCP. Este es el efecto terapéutico deseado y observado en el tratamiento con éxito de PH. Los resultados también demostraron un aumento en CCP a medida que aumentaba la abducción. En particular, la simulación predijo una gran magnitud y CCP concentrado en la pared posterior del acetábulo y la cabeza femoral lateral adyacente en abducción extrema (80 grados). Este CCP en la cabeza femoral lateral puede reducir el flujo sanguíneo en los vasos de la cabeza femoral y contribuir a AVN. Por lo tanto, este estudio proporciona una idea de los factores biomecánicos potencialmente responsables del éxito del tratamiento de PH y sus complicaciones.

PMID: 29715363   DOI: 10.1115/1.4039827

 

 

 

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