Simulación Computacional de Inestabilidad Patelar

Los dos procedimientos de estabilización más comunes para pacientes con inestabilidad patelar recurrente son la reconstrucción del ligamento femororrotuliano medial (MPFL) y la medialización de la tuberosidad tibial. La reconstrucción MPFL ha ido creciendo en popularidad, debido en gran parte a las demandas técnicas de la realineación de la tuberosidad tibial y las preocupaciones relacionadas con la cicatrización ósea a través de la osteotomía. En casos de displasia troclear severa y/o tuberosidad tibial dramáticamente lateralizada, un injerto de MPFL tensado de acuerdo con los estándares actuales puede no proporcionar la resistencia suficiente para limitar el recorrido lateral de la rótula que causa inestabilidad continua. El aumento de la tensión del injerto podría sobrecargar el cartílago femororrotuliano medial. El estudio propuesto se basa en la hipótesis de que la capacidad de la reconstrucción del MPFL para limitar eficazmente el mal encaminamiento rotuliano lateral disminuye a medida que aumenta la displasia troclear y la posición lateral de la tuberosidad tibial. Se realizará una simulación dinámica computacional de la función de la rodilla para establecer estándares anatómicos para los cuales la medicalización de la tuberosidad tibial es más probable que la reconstrucción del MPFL para limitar el mal encaminamiento de la rótula sin sobrecargar el cartílago patelofemoral. El primer objetivo específico es replicar computacionalmente el mal seguimiento de la rótula lateral y la presión aplicada al cartílago durante la función para pacientes tratados por inestabilidad rotuliana. Los modelos de rodilla de dinámica multicuerpo que representan a pacientes que reciben tratamiento por inestabilidad patelar recurrente se basarán en reconstrucciones 3D a partir de imágenes de resonancia magnética. La técnica de modelado trata las superficies de los huesos y cartílagos como cuerpos rígidos con contacto hertziano que determina las fuerzas de contacto y guía el movimiento articular. Se utilizarán técnicas de análisis de elementos discretos para caracterizar los patrones de presión de contacto basados ​​en la superposición de las superficies del cartílago. Los modelos se validarán individualmente comparando los resultados con los datos in vivo. La fuente de los datos in vivo será la reconstrucción computacional de la función in vivo basada en los movimientos realizados por los pacientes que proporcionan los datos de imagen para el desarrollo del modelo. El segundo objetivo específico será caracterizar computacionalmente la influencia de la estabilización quirúrgica en la función de la rodilla para pacientes individuales. Se simulará la reconstrucción del MPFL y la medialización de la tuberosidad tibial, cada una con variaciones en los parámetros quirúrgicos. Se simularán los procedimientos quirúrgicos reales realizados en los pacientes, con la influencia en el seguimiento lateral en comparación con los resultados in vivo para validar la representación de los procedimientos quirúrgicos. El tercer objetivo específico será comparar las opciones quirúrgicas en función de la anatomía femororrotuliana. Se compararán las variaciones en el recorrido de la rótula y la presión aplicada al cartílago entre la reconstrucción del MPFL y la medialización de la tuberosidad. Además, se desarrollarán técnicas para alterar paramétricamente la displasia troclear y la lateralización de la tuberosidad dentro de los modelos. Las simulaciones se realizarán mientras se varía la anatomía para establecer rangos en los que cada opción quirúrgica puede limitar el mal seguimiento de la rótula sin elevar las presiones de contacto. El sistema de modelado estará disponible para futuros estudios que aborden opciones quirúrgicas adicionales y parámetros anatómicos relacionados con la inestabilidad rotuliana.