슬개골 불안정성의 전산 시뮬레이션

재발성 슬개골 불안정증 환자를 위한 가장 일반적인 두 가지 안정화 절차는 내측 슬개 대퇴 인대(MPFL)의 재건과 경골 결절의 내측화입니다. MPFL 재건술은 대부분 경골 결절 재정렬의 기술적 요구와 절골술 전반에 걸친 뼈 치유와 관련된 우려로 인해 인기가 높아지고 있습니다. 심각한 활차 이형성증 및/또는 극적으로 측면화된 경골 결절의 경우, 현재 표준에 따라 장력을 가한 MPFL 이식편은 지속적인 불안정성을 유발하는 측면 슬개골 추적을 제한하는 데 충분한 저항을 제공하지 못할 수 있습니다. 이식 장력이 증가하면 내측 슬개대퇴 연골에 과부하가 걸릴 수 있습니다. 제안된 연구는 활차 이형성증과 경골 결절의 측면 위치가 증가함에 따라 측면 슬개골 추적 불량을 효과적으로 제한하는 MPFL 재건 능력이 감소한다는 가설을 기반으로 합니다. 무릎 기능의 전산 동적 시뮬레이션을 수행하여 경골 결절 의료화가 슬개대퇴 연골에 과부하를 주지 않으면서 슬개골 추적 불량을 제한하기 위해 MPFL 재건보다 더 가능성이 높은 해부학적 표준을 확립할 것입니다. 첫 번째 구체적인 목표는 슬개골 불안정성 치료를 받는 환자의 기능 중에 연골에 가해지는 측면 슬개골 추적 및 압력을 계산적으로 복제하는 것입니다. 재발성 슬개골 불안정성 치료를 받는 환자를 나타내는 다물체 역학 무릎 모델은 MRI 스캔의 3D 재구성을 기반으로 합니다. 모델링 기술은 뼈와 연골 표면을 Hertzian 접촉이 ​​접촉력을 결정하고 관절 운동을 안내하는 강체로 취급합니다. 이산 요소 분석 기법을 사용하여 연골 표면의 겹침을 기반으로 접촉 압력 패턴을 특성화합니다. 모델은 출력을 생체 내 데이터와 비교하여 개별적으로 검증됩니다. 생체 내 데이터의 소스는 모델 개발을 위해 이미징 데이터를 제공하는 환자가 수행한 동작을 기반으로 생체 내 기능을 컴퓨터로 재구성한 것입니다. 두 번째 특정 목표는 개별 환자의 무릎 기능에 대한 외과적 안정화의 영향을 계산적으로 특성화하는 것입니다. MPFL 재건 및 경골 결절 중재술은 각각 수술 매개변수의 변화를 가지고 시뮬레이션됩니다. 환자에게 수행된 실제 수술 절차는 수술 절차의 표현을 검증하기 위해 생체 내 결과와 비교하여 측면 추적에 영향을 미치면서 시뮬레이션됩니다. 세 번째 특정 목표는 슬개대퇴 해부학의 기능으로 수술 옵션을 비교하는 것입니다. 슬개골 추적의 변화와 연골에 가해지는 압력이 MPFL 재건과 결절 내재화 사이에서 비교될 것입니다. 또한 모델 내에서 활차 이형성증 및 결절 측방화를 파라메트릭 방식으로 변경하는 기술이 개발될 것입니다. 각 수술 옵션이 접촉 압력을 높이지 않고 슬개골 추적 불량을 제한할 수 있는 범위를 설정하기 위해 해부학적 구조를 변경하면서 시뮬레이션이 수행됩니다. 모델링 시스템은 슬개골 불안정성과 관련된 추가 수술 옵션 및 해부학적 매개변수를 다루는 향후 연구에 사용할 수 있습니다.