Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Đánh giá sự dịch chuyển phía trước nghịch lý trong khớp gối toàn phần giữ chéo (CR) kết hợp kỹ thuật RSA và FE
Tóm tắt
Mục tiêu của nghiên cứu nhằm đánh giá dữ liệu động học, sự xoay nội-ngoại (IE) và dịch chuyển trước-sau (AP) của các điểm tiếp xúc giữa các khối u đầu gối đùi và chèn polyethylene, đồng thời phát triển một mô hình RSA-FE (Radiostereometric – Finite Element) động kết hợp mà cung cấp kết quả tương thích với tài liệu hiện có. Một nhóm 15 bệnh nhân đã trải qua phẫu thuật thay khớp gối toàn phần có giữ chéo và sử dụng bộ phận di động gắn kết cao được phân tích trong một bài kiểm tra vận động từ ngồi đến đứng. Dữ liệu động học từ RSA động được sử dụng làm đầu vào cho mô hình FE cụ thể của bệnh nhân để tính toán các điểm tiếp xúc của khớp giữa thành phần đùi và miếng chèn polyethylene. Thành phần đùi cho thấy một phạm vi tổng thể khoảng 4 mm dịch chuyển AP trong suốt quá trình vận động, và phần lớn chuyển động xảy ra sau 40° gập gối. Về sự xoay IE, thành phần đùi bắt đầu từ vị trí xoay ngoài (−6.7 ± 10°) khi gập 80° và thực hiện một chuyển động xoay trong trong suốt quá trình vận động. Phạm vi tổng thể của sự xoay IE là 8.2°. Trong quá trình từ ngồi đến đứng, có một sự dịch chuyển nhẹ về phía trước từ 40° đến 0° gập của thành phần đùi so với miếng chèn polyethylene, điều này có thể đại diện cho sự dịch chuyển phía trước nghịch lý. Mặc dù sự dịch chuyển phía trước nghịch lý của khớp đùi được phát hiện, nhưng các mảnh cấy ghép vẫn ổn định. Kỹ thuật kết hợp RSA động và FE có thể cung cấp thông tin về sự phân bố ứng suất và biến dạng của các thành phần giả và ảnh hưởng của các thiết kế khác nhau trong suốt quá trình vận động.
Từ khóa
#động học #xoay nội-ngoại #dịch chuyển trước-sau #khớp gối #RSA #FE #cấy ghép nối khớp #phân tích độngTài liệu tham khảo
Alesi D, Marcheggiani Muccioli GM, Roberti di Sarsina T, Bontempi M, Pizza N, Zinno R, Di Paolo S, Zaffagnini S, Bragonzoni L (2020) In vivo femorotibial kinematics of medial-stabilized total knee arthroplasty correlates to post-operative clinical outcomes. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc 29(2):491–497. https://doi.org/10.1007/s00167-020-05975-w
Belvedere C, Leardini A, Catani F, Pianigiani S, Innocenti B (2017) In vivo kinematics of knee replacement during daily living activities: condylar and post-cam contact assessment by three-dimensional fluoroscopy and finite element analyses. J Orthop Res 35(7):1396–1403. https://doi.org/10.1002/jor.23405
Bontempi M, Cardinale U, Bragonzoni L, Marcheggiani Muccioli GM, Alesi D, di Matteo B, Marcacci M, Zaffagnini S (2020) A computer simulation protocol to assess the accuracy of a radio Stereometric analysis (RSA) image processor according to the ISO-5725. arXiv:2006.03913. [physics]. https://arxiv.org/abs/2006.03913
Bori E, Innocenti B (2020) Development and validation of an in-silico virtual testing rig for analyzing total knee arthroplasty performance during passive deep flexion: a feasibility study. Med Eng Phys 84:21–27. https://doi.org/10.1016/j.medengphy.2020.07.020
Bourne RB, Chesworth BM, Davis AM, Mahomed NN, Charron KDJ (2010) Patient satisfaction after Total knee arthroplasty: who is satisfied and who is not? Clin Orthop Relat Res 468(1):57–63. https://doi.org/10.1007/s11999-009-1119-9
Burastero G, Pianigiani S, Zanvettor C, Cavagnaro L, Chiarlone F, Innocenti B (2020) Use of porous custom-made cones for meta-diaphyseal bone defects reconstruction in knee revision surgery: a clinical and biomechanical analysis. Arch Orthop Trauma Surg 140(12):2041–2055. https://doi.org/10.1007/s00402-020-03670-6
Cardinale U, Bragonzoni L, Bontempi M, Alesi D, Roberti di Sarsina T, Lo Presti M, Zaffagnini S, Marcheggiani Muccioli GM, Iacono F (2020) Knee kinematics after cruciate retaining highly congruent mobile bearing total knee arthroplasty: an in vivo dynamic RSA study. Knee 27(2):341–347. https://doi.org/10.1016/j.knee.2019.11.003
Castellarin G, Pianigiani S, Innocenti B (2019) Asymmetric polyethylene inserts promote favorable kinematics and better clinical outcome compared to symmetric inserts in a mobile bearing total knee arthroplasty. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc 27(4):1096–1105. https://doi.org/10.1007/s00167-018-5207-9
Catani F, Innocenti B, Belvedere C, Labey L, Ensini A, Leardini A (2010) The mark Coventry award articular: contact estimation in TKA using in vivo kinematics and finite element analysis. Clin Orthop Relat Res 468(1):19–28. https://doi.org/10.1007/s11999-009-0941-4
Clement ND, Bardgett M, Weir D, Holland J, Gerrand C, Deehan DJ (2018) Three groups of dissatisfied patients exist after total knee arthroplasty: early, persistent, and late. Bone Joint J 100B(2):161–169. https://doi.org/10.1302/0301-620X.100B2.BJJ-2017-1016.R1
Dennis DA, Komistek RD, Colwell CE, Ranawat CS, Scott RD, Thornhill TS, Lapp MA (1998) In vivo anteroposterior Femorotibial translation of Total knee arthroplasty. Clin Orthop Relat Res 356:47–57. https://doi.org/10.1097/00003086-199811000-00009
Dennis DA, Komistek RD, Mahfouz MR (2003) In vivo fluoroscopic analysis of fixed-bearing Total knee replacements. Clin Orthop Relat Res 410:114–130. https://doi.org/10.1097/01.blo.0000062385.79828.72
Erdemir A, Guess TM, Halloran J, Tadepalli SC, Morrison TM (2012) Considerations for reporting finite element analysis studies in biomechanics. J Biomech 45(4):625–633. https://doi.org/10.1016/j.jbiomech.2011.11.038
Evans JT, Walker RW, Evans JP, Blom AW, Sayers A, Whitehouse MR (2019) How long does a knee replacement last? A systematic review and meta-analysis of case series and national registry reports with more than 15 years of follow-up. Lancet 393(10172):655–663. https://doi.org/10.1016/s0140-6736(18)32531-5
Harrysson OLA, Hosni YA, Nayfeh JF (2007) Custom-designed orthopedic implants evaluated using finite element analysis of patient-specific computed tomography data: femoral-component case study. BMC Musculoskelet Disord 8(1):91. https://doi.org/10.1186/1471-2474-8-91
Innocenti B (2019) High congruency MB insert design: stabilizing knee joint even with PCL deficiency. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc 28(9):3040–3047. https://doi.org/10.1007/s00167-019-05764-0
Innocenti B, Bori E (2020) Change in knee biomechanics during squat and walking induced by a modification in TKA size. J Orthop 22:463–472. https://doi.org/10.1016/j.jor.2020.10.006
Innocenti B, Pianigiani S, Ramundo G, Thienpont E (2016) Biomechanical effects of different Varus and valgus alignments in medial Unicompartmental knee arthroplasty. J Arthroplast 31(12):2685–2691. https://doi.org/10.1016/j.arth.2016.07.006
Innocenti B, Yagüe HR, Bernabé RA, Piangiani S (2015) Investigation on the effects induced by TKA features on tibio-femoral mechanics part I: femoral component designs. J Mech Med Biol 15(02):1540034. https://doi.org/10.1142/S0219519415400345
Kim TW, Lee SM, Seong SC, Lee S, Jang J, Lee MC (2016) Different intraoperative kinematics with comparable clinical outcomes of ultracongruent and posterior stabilized mobile-bearing total knee arthroplasty. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc 24(9):3036–3043. https://doi.org/10.1007/s00167-014-3489-0
Marcheggiani Muccioli GM, Pizza N, Di Paolo S, Zinno R, Alesi D, Roberti Di Sarsina T, Bontempi M, Zaffagnini S, Bragonzoni L (2020) Multi-radius posterior-stabilized mobile-bearing total knee arthroplasty partially produces in-vivo medial pivot during activity of daily living and high demanding motor task. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc 28(12):3773–3779. https://doi.org/10.1007/s00167-020-05846-4
Meccia B, Komistek RD, Mahfouz M, Dennis D (2014) Abnormal axial rotations in TKA contribute to reduced Weightbearing flexion. Clin Orthop Relat Res 472(1):248–253. https://doi.org/10.1007/s11999-013-3105-5
Mirulla AI, Di Paolo S, Di Simone F, Ingrassia T, Nigrelli V, Zaffagnini S, Bragonzoni L (2020) Biomechanical analysis of two types of osseointegrated transfemoral prosthesis. Appl Sci 10(22):1–16. https://doi.org/10.3390/app10228263
Piangiani S, Innocenti B (2015) The use of finite element modeling to improve biomechanical research on knee prosthesis. In: New developments in knee prosthesis research. Nova Science Publishers, Inc., pp 113–125
Pianigiani S, Bernabé RA, Yagüe HR, Innocenti B (2015) Investigation on the effects induced by TKA features on tibio-femoral mechanics part II: Tibial insert designs. J Mech Med Biol 15(02):1540035. https://doi.org/10.1142/S0219519415400357
Pitta M, Esposito CI, Li Z, Yu LY, Wright TM, Padgett DE (2018) Failure after modern Total knee arthroplasty: a prospective study of 18,065 knees. J Arthroplast 33(2):407–414. https://doi.org/10.1016/j.arth.2017.09.041
Pizza N, Di Paolo S, Zinno R, Marcheggiani Muccioli GM, Agostinone P, Alesi D, Bontempi M, Zaffagnini S, Bragonzoni L (2021) Over-constrained kinematic of the medial compartment leads to lower clinical outcomes after total knee arthroplasty. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. https://doi.org/10.1007/s00167-020-06398-3
Postler A, Lützner C, Beyer F, Tille E, Lützner J (2018) Analysis of Total knee arthroplasty revision causes. BMC Musculoskelet Disord 19(1):55. https://doi.org/10.1186/s12891-018-1977-y
Yue B, Varadarajan KM, Rubash HE, Li G (2012) In vivo function of posterior cruciate ligament before and after posterior cruciate ligament-retaining total knee arthroplasty. Int Orthop 36(7):1387–1392. https://doi.org/10.1007/s00264-011-1481-6
ISO 5725-1:1994(en), Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results — Part 1: General principles and definitions. https://www.iso.org/obp/ui/#iso:std:iso:5725:-1:ed-1:v1:en. Accessed 7 Apr 2021