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

 

 

 

Diagnóstico de displasia de cadera en desarrollo con ultrasonido tridimensional: un estudio multicéntrico.

Developmental Hip Dysplasia Diagnosis at Three-dimensional US: A Multicenter Study.

 

Fuente

Este artículo es originalmente publicado en:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29688160

https://pubs.rsna.org/doi/10.1148/radiol.2018172592

 

De:

Zonoobi D1Hareendranathan A1Mostofi E1Mabee M1Pasha S1Cobzas D1Rao P1Dulai SK1Kapur J1Jaremko JL1.

 2018 Jun;287(3):1003-1015. doi: 10.1148/radiol.2018172592. Epub 2018 Apr 24.

 

Todos los derechos reservados para

 

© RSNA, 2018

 

 

Abstract

Purpose To validate accuracy of diagnosis of developmental dysplasia of the hip (DDH) from geometric properties of acetabular shape extracted from three-dimensional (3D) ultrasonography (US). Materials and Methods In this retrospective multi-institutional study, 3D US was added to conventional two-dimensional (2D) US of 1728 infants (mean age, 67 days; age range, 3-238 days) evaluated for DDH from January 2013 to December 2016. Clinical diagnosis after more than 6 months follow-up was normal (n = 1347), borderline (Graf IIa, later normalizing spontaneously; n = 140) or dysplastic (Graf IIb or higher, n = 241). Custom software accessible through the institution’s research portal automatically calculated indexes including 3D posterior and anterior alpha angle and osculating circle radius from hip surface models generated with less than 1 minute of user input. Logistic regression predicted clinical diagnosis (normal = 0, dysplastic = 1) from 3D indexes (ie, age and sex). Output represented probability of hip dysplasia from 0 to 1 (output: >0.9, dysplastic; 0.11-0.89, borderline; <0.1, normal). Software can be accessed through the research portal. Results Area under the receiver operating characteristic curve was equivalently high for 3D US indexes and 2D US alpha angle (0.996 vs 0.987). Three-dimensional US helped to correctly categorize 97.5% (235 of 241) dysplastic and 99.4% (1339 of 1347) normal hips. No dysplastic hips were categorized as normal. Correct diagnosis was provided at initial 3D US scan in 69.3% (97 of 140) of the studies diagnosed as borderline at initial 2D US scans. Conclusion Automatically calculated 3D indexes of acetabular shape performed equivalently to high-quality 2D US scans at tertiary medical centers to help diagnose DDH. Three-dimensional US reduced the number of borderline studies requiring follow-up imaging by over two-thirds.

 

 

Resumen

 

Objetivo Validar la precisión del diagnóstico de displasia de desarrollo de la cadera (DDC) a partir de las propiedades geométricas de la forma acetabular extraídas de la ecografía tridimensional (3D) (EE. UU.). Materiales y Métodos En este estudio multi-institucional retrospectivo, 3D US se añadió a convencional de dos dimensiones (2D) de los EEUU de 1728 recién nacidos (edad media, 67 días; rango de edad, 3-238 días) evaluado para DDH a partir de enero 2,013 mil a diciembre 2016. El diagnóstico clínico después de más de 6 meses de seguimiento fue normal (n = 1347), limítrofe (Graf IIa, después normalizando espontáneamente; n = 140) o displásicos (Graf IIb o superior, n = 241). Software personalizado accesible a través del portal de investigación de la institución que calcula automáticamente los índices que incluyen el ángulo alfa posterior y antero 3D y el radio del círculo osculante de los modelos de superficie de la cadera generados con menos de 1 minuto de entrada del usuario. La regresión logística predijo el diagnóstico clínico (normal = 0, displásico = 1) a partir de índices 3D (es decir, edad y sexo). El rendimiento representó la probabilidad de displasia de cadera de 0 a 1 (rendimiento:> 0,9, displásico, 0,11-0,89, límite; <0,1, normal). Se puede acceder al software a través del portal de búsqueda. El área de resultados bajo la curva característica operativa del receptor fue equivalente a la alta para los índices estadounidenses 3D y el ángulo alfa 2D estadounidense (0.996 vs 0.987). El US tridimensional ayudó a clasificar correctamente el 97,5% (235 de 241) displásicos y el 99,4% (1339 de 1347) caderas normales. Ninguna cadera displásica se clasificó como normal. Se proporcionó un diagnóstico correcto en la exploración US 3D inicial en el 69,3% (97 de 140) de los estudios diagnosticados como límite en las exploraciones 2D iniciales en EE. UU. Conclusión Los índices 3D calculados automáticamente de forma acetabular se realizaron de forma equivalente a los escáneres 2D 2D de alta calidad en centros médicos terciarios para ayudar a diagnosticar la DDH. La ecografía tridimensional redujo el número de estudios límite que requieren imágenes de seguimiento en más de dos tercios.

PMID: 29688160  DOI: 10.1148/radiol.2018172592