Конечно-элементное моделирование и исследование механических эффектов, наблюдаемых в тазобедренном суставе при проведении периацетабулярной остеотомии
Автор: Лабуцкая Л.Д., Жмайло М.А., Садовченко Е.А., Коваленко А.Н., Маслов Л.Б., Боровков А.И., Плиев Д.Г., Черкасов В.С.
Журнал: Российский журнал биомеханики @journal-biomech
Статья в выпуске: 4 т.29, 2025 года.
Бесплатный доступ
Целью исследования является оценка эффективности периацетабулярной остеотомии как средства лечения дисплазии тазобедренного сустава с конечно-элементного анализа. В качестве основного критерия эффективности хирургического вмешательства принято снижение контактного давления на поверхности суставного хряща. Для шести пациентов с дисплазией тазобедренного сустава на основе данных компьютерной томографии построены трехмерные конечно-элементные модели, отражающие анатомию сустава до и после остеотомии. Проведен сравнительный анализ распределения контактного давления в суставных хрящах, а также напряженно-деформированного состояния костных структур. Результаты показали, что у четырех из шести пациентов после остеотомии произошло снижение максимального контактного давления на хряще вертлужной впадины, что свидетельствует о положительном биомеханическом эффекте операции. У одного пациента изменения оказались незначительными, а у одного отмечено увеличение контактного давления. Полученные результаты подтверждают, что технологии компьютерного инжиниринга позволяют прогнозировать биомеханические последствия хирургических вмешательств и оценивать их индивидуальную эффективность: результаты варьируются в зависимости от анатомии пациента, что подчеркивает важность персонализированного подхода и высокий потенциал конечно-элементного анализа как инструмента для детального предоперационного планирования.
Тазобедренный сустав, дисплазия, периацетабулярная остеотомия, конечно-элементное моделирование, напряженно-деформированное сосотяние, контактное давление, вертлужная впадина, бедренная кость, хрящ, компьютерная томография
Короткий адрес: https://sciup.org/146283234
IDR: 146283234 | УДК: 539.37/531 | DOI: 10.15593/RZhBiomeh/2025.4.03
Aortic parameters identification for boundary conditions in one-dimensional coronary blood flow model
The aim of the study is to evaluate the effectiveness of periacetabular osteotomy as a treatment for hip dysplasia using finite element analysis. The main criterion for the effectiveness of surgical intervention is the reduction of contact pressure on the surface of articular cartilage. Three-dimensional finite element models reflecting the anatomy of the joint before and after osteotomy are prepared for six patients with hip dysplasia based on computed tomography data. A comparative analysis of the distribution of contact pressure in articular cartilages, as well as the stress-strain state of bone structures, is performed. The results show that four out of six patients after osteotomy have a decrease in the maximum contact pressure on the cartilage of the acetabulum, which indicates a positive biomechanical effect of the operation. In one patient, the changes are insignificant, and in one, an increase in contact pressure is noted. The results obtained confirm that computer engineering technologies make it possible to predict the biomechanical consequences of surgical interventions and evaluate their individual effectiveness: the results vary depending on the patient’s anatomy, which underlines the importance of a personalized approach and the high potential of finite element analysis as a tool for detailed preoperative planning.