정형외과 수술 전후 근골격계의 개인화된 생체역학 모델 평가 (OrthosimPro)

정형외과 수술이 지시되고 계획된 환자:

• 경골 모지 절골술
• Supra-malleolar 절골술
• 외반 모지의 외반 절골술
• 슬관절 전치환술
• 발목 전치환술
• 발목 관절고정술
• 외반 관절 고정술
• 뒷발 토크 관절고정술
• 거꾸로 된 어깨 의지
• 전방 요추 체간 관절 고정술

관절을 정의하는 뼈의 상대적 위치에 관한 실제 데이터(이미징에서)와 시뮬레이션 데이터 간의 비교:

기계적 뼈 축 사이의 각도(도)

두 가지 상황에서:

• 수술 전 이미징에서 측정된 각도 대 모델 1에서 얻은 각도
• 수술 후 이미징에서 측정된 각도 대 모델 3에서 얻은 각도

관절을 정의하는 뼈의 상대적 위치에 관한 실제 데이터(모션 분석에서 얻은)와 시뮬레이션 데이터 간의 비교:

해부학적 평면에 투영된 전체 관절 운동 범위(ROM): 관절의 자유도(굴곡, 확장, 외전, 내전, 내측 및 측면 회전)(운동학적 매개변수)

두 가지 상황에서:

• 수술 전 모션 분석에서 측정된 ROM 대 모델 1에서 얻은 ROM
• 수술 후 동작 분석에서 측정된 ROM 대 모델 3에서 얻은 ROM

실제 데이터(움직임 분석에서)와 역학 매개변수를 힘(지상 반발력)으로 고려한 시뮬레이션 데이터 간의 비교

뉴턴 (N)

두 가지 상황에서:

• 수술 전 동작 분석에서 측정된 힘 대 모델 1에서 얻은 힘
• 수술 후 동작 분석에서 측정된 힘 대 모델 3에서 얻은 힘

실제 데이터(움직임 분석에서 얻은)와 운동 매개변수를 관절 모멘트로 고려한 시뮬레이션 데이터 간의 비교

뉴턴 미터(N.m)

두 가지 상황에서:

• 수술 전 동작 분석에서 계산된 모멘트 대 모델 1에서 얻은 모멘트
• 수술 후 동작 분석에서 계산된 모멘트 대 모델 3에서 얻은 모멘트

실제 데이터(움직임 분석에서)와 압력과 같은 운동 매개변수에 관한 시뮬레이션 데이터(baropodometric 분석) 간의 비교

평방 센티미터당 뉴턴(N/cm2)

두 가지 상황에서:

• 수술 전 동작 분석에서 측정된 압력 대 모델 1에서 얻은 압력
• 수술 후 동작 분석에서 측정된 압력 대 모델 3에서 얻은 압력

실제 뼈 치수의 변화(이미징에서)와 시뮬레이션 데이터의 뼈 치수 변화 간의 비교

mm 단위로 계산된 차이

한 상황에서:

- CT 스캔에서 계산된 뼈 크기의 차이(수술 전후 뼈 크기의 차이) 대 모델에서 계산된 뼈 크기의 차이(모델 1과 모델 3에서 얻은 뼈 크기의 차이)

시뮬레이션 데이터에 대한 실제 뼈 비틀림의 변화(이미징에서)와 뼈 비틀림의 변화 사이의 비교,

정도에서 계산된 차이

한 상황에서:

- CT 스캔에서 계산된 뼈 비틀림 차이(수술 전후 뼈 비틀림 차이) 대 모델에서 계산된 뼈 비틀림 차이(모델 1과 모델 3에서 얻은 뼈 비틀림 차이)

실제 뼈 축 변화(영상에서)와 시뮬레이션 데이터의 뼈 축 변화 비교: 해부학적 뼈 축(주로 골간 축에 해당))

정도에서 계산된 차이

한 상황에서:

- 영상에서 계산된 뼈 축 차이(수술 전후의 뼈 비틀림 차이) 대 모델에서 계산된 뼈 비틀림 차이(모델 1과 모델 3에서 얻은 뼈 비틀림 차이)

실제 뼈 부피 변화(이미징에서)와 시뮬레이션 데이터의 뼈 부피 변화 간의 비교

mm3로 계산된 차이

한 상황에서:

- CT 스캔에서 계산된 뼈 부피 차이(수술 전후 뼈 부피 차이) 대 모델에서 계산된 뼈 부피 차이(모델 1과 모델 3에서 얻은 뼈 부피 차이)

실제 기계적 각도 변화(이미징에서)와 시뮬레이션 데이터의 기계적 각도 변화 간의 비교

도 단위로 계산된 각도 간 차이(기계적 뼈 축에서 얻음)

한 상황에서:

- 영상에서 계산된 기계적 각도 차이(수술 전후 기계적 각도 차이) 대 모델에서 계산된 기계적 각도 차이(모델 1과 모델 3에서 얻은 기계적 각도 차이)

실제 ROM의 변경(모션 분석에서)과 시뮬레이션 데이터에 대한 ROM의 변경 간의 비교

각도로 계산된 관절 운동 범위의 차이

한 상황에서:

- 동작 분석에서 계산된 ROM의 차이(수술 전과 수술 후 ROM의 차이) 대 모델에서 계산된 ROM의 차이(모델 1과 모델 3에서 얻은 ROM의 차이)

실제 순간 변화(움직임 분석에서)와 시뮬레이션 데이터의 순간 변화 비교

N.m으로 계산된 모멘트 차이

한 상황에서:

- 동작 분석에서 계산된 모멘트 차이(수술 전후 모멘트 차이) 대 모델에서 계산된 모멘트 차이(모델 1과 모델 3에서 얻은 모멘트 차이)

실제 압력 변화(모션 분석에서)와 시뮬레이션 데이터의 압력 변화 간 비교

N/cm2로 계산된 압력차

한 상황에서:

- 동작 분석에서 계산된 압력 차이(수술 전후 압력 차이) 대 모델에서 계산된 압력 차이(모델 1과 모델 3에서 얻은 압력 차이)

모의 수술(모델 2)의 골 치수와 실제 수술 모델(모델 3)의 골 치수 비교

mm 단위로 계산된 차이

모의 수술(모델 2)의 뼈 비틀림과 실제 수술 모델(모델 3)의 뼈 비틀림 비교

정도에서 계산된 차이

모의 수술(모델 2)의 뼈 축과 실제 수술 모델(모델 3)의 뼈 축 비교: 해부학적 뼈 축(주로 골간 축에 해당))

정도에서 계산된 차이

모의 수술(모델 2)의 골량과 실제 수술 모델(모델 3)의 골량 비교

mm3로 계산된 차이

모델 1/모델 2와 모델 1/모델 3의 두 쌍의 뼈 사이의 점에서 표면까지의 거리 비교

mm 단위로 계산된 차이

모의 수술(모델 2)의 기계적 각도와 실제 수술 모델(모델 3)의 기계적 각도 비교

도 단위로 계산된 각도 간 차이(기계적 뼈 축에서 얻음)

모의 수술(모델 2)의 ROM과 실제 수술 모델(모델 3)의 ROM 비교

각도로 계산된 관절 운동 범위의 차이

모의 수술(모델 2)의 힘과 실제 수술 모델(모델 3)의 힘 비교

뉴턴으로 계산된 지면 반발력 차이

모의 수술 모멘트(모델 2)와 실제 수술 모멘트(모델 3) 비교

N.m으로 계산된 모멘트 차이

모의 수술 압력(모델 2)과 실제 수술 모델 압력(모델 3)의 비교

N/cm2로 계산된 압력차

시뮬레이션된 접합력(모델 1에서)과 시뮬레이션된 접합력(모델 2 및 3에서) 간의 비교

Newton으로 계산된 관절 수직 접촉력 차이