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DOI: 10.1055/s-0034-1383221
Evaluierung von biomechanischen Modellen zur Therapieplanung für die Hüftendoprothesenversorgung – direkter Vergleich zwischen Berechnungsergebnissen und In-vivo-Messungen
Evaluation of Biomechanical Models for Therapy Planning of Total Hip Arthroplasty – Direct Comparison of Computational Results with In Vivo MeasurementsPublikationsverlauf
Publikationsdatum:
22. Dezember 2014 (online)
Zusammenfassung
Eine Berücksichtigung der individuellen biomechanischen Verhältnisse im Hüftgelenk stellt einen großen Vorteil im Kontext der Planung einer Hüftgelenkstotalendoprothese dar und kann das Ergebnis des Eingriffs positiv beeinflussen. Zum jetzigen Zeitpunkt erfolgt die Operationsplanung basierend auf dem klinischen Status des individuellen Hüftgelenks sowie dem röntgenologischen Befund. In der Literatur sind unterschiedliche Ansätze beschrieben, um zusätzliche Informationen aus Röntgenbildern zu akquirieren und als Eingabeparameter in Modellrechnungen zu überführen, die eine näherungsweise Berechnung der resultierenden Hüftgelenkskraft R zum Ziel haben. Vergleichende Untersuchungen im Rahmen der vorliegenden Arbeit zeigen, dass sich bei der Berechnung der Amplitude der resultierenden Hüftgelenkskraft R mittels der biomechanischen Modelle von Pauwels, Debrunner und Iglič akzeptable Ergebnisse im Vergleich zu In-vivo-Messungen mit instrumentierten Prothesen ergeben. Lediglich das Modell von Blumentritt zeigte deutlich abweichende resp. höhere Werte. Die Berechnungsergebnisse für die Orientierung von R zeigten eine große Variabilität. Die Ergebnisse waren mehr vom jeweiligen biomechanischen Modell abhängig als von patientenspezifischen Parametern.
Abstract
A consideration of the patient-specific biomechanical situation in the context of the surgical planning of total hip arthroplasty is highly recommended and may have a positive impact on the therapeutic outcome. In current clinical practice, surgical planning is based on the status of the individual hip and its radiographic appearance. Several authors proposed different biomechanical modeling approaches for the calculation of the resultant hip force R on the basis of parameters gathered from plain radiography. The comparative study presented in this paper shows that the biomechanical models by Pauwels, Debrunner, Blumentritt and Iglič provide a good approximation of the magnitude of R when compared to the in vivo data from instrumented prostheses. In contrast, the Blumentritt model resulted in abnormally high values. However, the computational results for the orientation of R show a high variability of all modeling approaches and seem to depend more on the model used than on patient-specific parameters.