Биомеханичка анализа троструке остеотомије карлице

Abstract

Неподударност зглобних површина у зглобу кука карактеристика је многих болести дечјег и адолесцентског доба, и услед поремећене равнотеже сила које делују на зглобну хрскавицу, превазилазећи њен адаптивни капацитет, неизбежно води у дегенерацију зглоба и рани инвалидитет. Доминантна метода оперативног лечења овог поремећаја у адолесцентском узрасту у нашој средини је Тенисова техника троструке остеотомије карлице. Ефекти примене ове и других оперативних метода на зглоб кука су објективно мерљиви применом различитих нумеричких и аналитичких математичких модела зглоба кука. Најчешћи математички модел зглоба кука који се користи у биомеханичким функционалним анализама зглоба кука је тродимензионални модел базиран на нативној радиографији. Oн је у последњих 15 година широко примењиван на здраве зглобове, као и на зглобове кука оперисане разним методама. До сада није примењиван на Тенисову троструку остеотомију карлице. Применом тродимензионалног математичког модела на радиограм карлице са куковима у антеропостериорној (АП) пројекцији пре и после троструке остеотомије карлице, прорачунати биомеханичке елементе силе притиска у зглобу кука (правац, нападни угао и интензитет резултантне силе притиска, градијент дистрибуције по зглобним површинама) и анализирати однос поменутих величина према мерљивим клиничким и радиографским параметрима. Oд 92 случаја поремећене подударности зглоба кука код пацијената адолесцентског узраста (услед развојног поремећаја кука, постредукционе аваскуларне некрозе главе бутне кости или Лег-Kалве- Пертесове болести), који су оперисани троструком остеотомијоm карлице у Институту за ортопедско-хируршке болести "Бањица" у Београду од 1996. до 2011. године, у испитивану групу је укључено 75 кукова код 60 пацијената, са просечним Виберговим ЦЕ углоm од 15,18+/-9,310. Поред испитиваних кукова, на радиографијама су мерени и њима наспрамни кукови, од којих су формиране две контролне групе: негативна (здрави кукови – 19 случајева), и позитивна (промењени кукови – 56 случајева). На све случајеве је примењен тродимензионални математички модел зглоба кука базиран на нативној радиографији карлице са куковима у AП пројекцији аутора Иглича и сар. (1990), и то преоперативно, постоперативно и као завршни налаз, у циљу квантификације биомеханичког ефекта примене троструке остеотомије карлице. Прикупљени клинички и биомеханички подаци описани су стандардним дескриптивним статистичким методама, и анализирани одговарајућим меtодама статистичке анализе. Hip joint incongruence is found in a number of hip joint disorders in childhood and adolescence. Altered hip joint compression force overcomes the adaptive capacity of joint cartilage, inevitably leading to degenerative joint changes and early invalidity. Most utilized method for operative treatment of this impairment that we use in adolescent age is Tennis triple pelvic osteotomy. The effects of operative treatment can be objectively analyzed by numeric and analytic hip joint mathematical models. The mathematical model most used in hip joint biomechanical functional analysis is three-dimensional radiography-based model. It has been widely applied to normal hips and hips operated by various methods. However, it has not been applied to Tennis triple pelvic osteotomy. Goals. To apply three-dimensional radiography-based mathematical model of the hip joint to standard anterioposterior pelvis and hip radiography, before and after triple pelvic osteotomy, to calculate parameters of contact hip stress distribution (direction, angle and intensity of resultant hip force, angle and magnitude of peak contact hip stress, the index of the hip stress gradient), and to analyze the relationship of biomechanical parameters to patients’ standard clinical and radiographic data. Material and method. Out of 92 patients with hip joint incongruence in adolescent age (due to developmental disease of the hip, postreductional avascular necrosis of femoral head or Leg-Calvé-Perthes disease), operated by Tönnis triple pelvic osteotomy at the Institute for Orthopaedic Surgery “Banjica” in Belgrade in the period from 1996. to 2011, 75 hips (60 patients) were included in the test group, with average Wiberg CE angle of 15,18+/-9,310. All contralateral hips were also analyzed, and then divided in negative control group (healthy hips, 19 cases) and positive control group (deformed hips, 56 cases). The three-dimensional radiography-based mathematical model of the hip joint described by Igli! et al. (1990) was applied to all the hips, at preoperative, postoperative and final examination. All collected data were described by standard descriptive statistical tools, and analyzed by appropriate statistical tests...