Klinická biomechanika kyčelního kloubu



Podobné dokumenty
Klinická biomechanika kyčelního kloubu a jeho náhrad

Biomechanická studie patologicky vyvinutého kyčelního spojení z hlediska následných chirurgických operací

Summer Workshop of Applied Mechanics. Vliv mechanického zatížení na vznik a vývoj osteoartrózy kyčelního kloubu

Výpočtové modelování deformačně-napěťových stavů ve zdravých a patologických kyčelních kloubech

DEFORMAČNĚ NAPĚŤOVÁ ANALÝZA TEP KOLENNÍHO KLOUBU / STRESS- STRAIN ANALYSIS OF TOTAL KNEE REPLACEMENT

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ Fakulta strojního inženýrství Ústav mechaniky těles, mechatroniky a biomechaniky

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ Fakulta strojního inženýrství Ústav mechaniky těles, mechatroniky a biomechaniky. Ing. Martin Vrbka

Michal Vaverka: Přehled řešených projektů

ARTRÓZA. Markéta Vojtová

Parametrická studie změny napětí v pánevní kosti po implantaci cerkvikokapitální endoprotézy

SPOJENÍ KOSTÍ. 1. Kosti jsou plynule spojeny některým z pojiv: vazivem (articulatio fibrosa) chrupavkou (articulatio cartilaginea) kostí (synostosis)

září 1995 červen 2000 září 2000 červenec 2004 srpen 2004 březen 2006

Příloha 1 Svaly kyčelního kloubu Příloha 2 Pohybový režim po TEP kyčelního kloubu Příloha 3 Vybrané prvky Bobath konceptu 3 a) Bridging 3 b) Plná

FUNKČNÍ MODEL ČÁSTEČNÉ NÁHRADY KOLENNÍHO KLOUBU

Zlomeniny acetabula u starších pacientů operovat či ne?

NAŠE ZKUŠENOSTI S LÉČBOU PERIPROSTETICKÝCH ZLOMENIN STEHENNÍ KOSTI. Klíčová slova - periprostetická zlomenina, osteosyntéza, svorková dlaha.

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ÚSTAV MECHANIKY TĚLES, MECHATRONIKY A BIOMECHANIKY

Registry kloubních náhrad co všechno nám říkají

s přihlédnutím к fyzioterapeutické léčbě

6 PŘÍLOHY. Č. 1 Souhlas etické komise. Č. 2 Vzor informovaného souhlasu. Č. 3 Seznam tabulek. Č. 4 Seznam zkratek. Č. 5 Obrázky

DEFORMAČNĚ-NAPĚŤOVÁ ANALÝZA POVRCHOVÉ NÁHRADY KYČELNÍHO KLOUBU

Bipolární endoprotéza kyčelního kloubu

DEFORMAČNĚ NAPĚŤOVÁ ANALÝZA KYČELNÍHO SPOJENÍ S TOTÁLNÍ ENDOPROTÉZOU S UVAŽOVÁNÍM OTĚRU

Femoroacetabulární impingement syndrom preartróza kyčelního kloubu

RTG snímky. Prosté snímky

6 Přílohy Seznam příloh

Dia Kónická závitová jamka

Předčasné aseptické uvolňování dříku CF 30

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE FAKULTA STROJNÍ

Individuální onkologické implantáty

VISIONAIRE Technologie přizpůsobená pacientovi. *Technologie odasmith&nephew. Úspěšné řešení. Koncept

Předmluva EBM a ortopedie / Jiří Gallo Evidence-based" klinická praxe Průnik EBM a ortopedie 46

Efektivita časné fyzioterapie po operaci totální náhrady kyčelního kloubu

Oftalmologie Ophthalmology

Epidemiologická studie pacientů po implantaci TEP kyčelního kloubu

BIOMECHANIKA BIOMECHANIKA RAMENNÍHO PLETENCE

Fyzioterapie u pacientů se zlomeninou kosti stehenní v krčku

Příloha II Speciální vyšetřovací testy kolenního kloubu. Příloha IV Příklady aplikace tejpů a kinezio-tejpů na kolenní kloub

Necementovaný dřík - typ SF

ONKOLOGICKÉ IMPLANTÁTY ONCOLOGICAL IMPLANTS

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta strojní, Ústav mechaniky, biomechaniky a mechatroniky Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 20011/2012

BIOMECHANIKA ŠLACHY, VAZY, CHRUPAVKA

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ


Informace pro pacienty. *smith&nephew VISIONAIRE Technologie přizpůsobená pacientovi

DEFORMAČNĚ NAPĚŤOVÁ ANALÝZA PÁTEŘNÍHO FYZIOLOGICKÉHO SEGMENTU STRESS STRAIN ANALYSIS OF SPINAL PHYSIOLOGICAL SEGMENT

Hodnocení operační léčby kyčelního kloubu při diagnóze femoro-acetabulární impingement syndrom

Zlomeniny pánve CT-3D. Sdružené poranění pánve. Skeletární trauma bez alterace celkového stavu. Osteosynthesa

Poruchy epifýz. Z. Rozkydal

Necementovaná jamka typ SF

Acetabuloplastika u dětí s dětskou mozkovou obrnou

LÉČEBNĚ-REHABILITAČNÍ PLÁN A POSTUP PO TOTÁLNÍ ENDOPROTÉZE KYČELNÍHO KLOUBU

KAZUISTIKA PACIENTA S ARTRÓZOU KYČELNÍHO KLOUBU A SYNDROMEM BOLESTIVÉHO RAMENE

Eroze acetabula po cervikokapitální náhradě kyčelního kloubu. Klinicko-biomechanická studie

Klinické zkušenosti léčby artrózy kyčelního kloubu. MUDr. Eva Klimešová - revmatolog Medicentrum České Budějovice

Průběh arteria circumflexa femoris medialis avyužití jeho znalosti při totálních náhradách kyčelního kloubu

Kinetická analýza. jak staticky tak dynamicky a určit situaci, která způsobuje krajní momenty a síly.

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ

LÉČEBNĚ-REHABILITAČNÍ PLÁN A POSTUP PO TOTÁLNÍ ENDOPROTÉZE KYČELNÍHO KLOUBU

Totální endoprotéza kyčelního kloubu u postdysplastické koxartrózy:

ÚVOD DO MODELOVÁNÍ V MECHANICE BIOMECHANIKA

UNIVERZITA KARLOVA V PRAZE LÉKAŘSKÁ FAKULTA V HRADCI KRÁLOVÉ KOMPREHENZIVNÍ REHABILITACE PACIENTA PO TEP KYČELNÍHO KLOUBU

UNIKOMPARTMENTÁLNÍ NÁHRADA KOLENNÍHO KLOUBU - STŘEDNĚDOBÉ VÝSLEDKY

9. Seznam příloh. Příloha č.1 Vyjádření etické komise

Zlomeniny pánve u starých lidí

Ošetřovatelská péče o pacienty po totální endoprotéze kyčelního a kolenního kloubu

Veterinární ortopedie zažívá, stejně jako většina jiných oborů veterinární

Kazuistika fyzioterapeutické péče o pacientku po implantaci TEP kyčelního kloubu

Přehled činnosti na FSI VUT v Brně

Stabilizace ramenního kloubu

LÉČEBNĚ REHABILITAČNÍ PLÁN A POSTUP

Kazuistika fyzioterapeutické péče o pacienta s diagnózou stav po operaci kyčelního kloubu pro vrozenou vadu. Bakalářská práce

Srovnání existujících mechanických modelů kolenního kloubu a definování zátěžných parametrů

Svaly dolní končetiny

VYSOKÁ ŠKOLA POLYTECHNICKÁ JIHLAVA Katedra zdravotnických studií. Kvalita života u osob po TEP kyčelního kloubu s prvotní dg.

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ÚSTAV MECHANIKY TELES, MECHATRONIKY A BIOMECHANIKY

UNIVERZITA KARLOVA V PRAZE FAKULTA TĚLESNÉ VYCHOVY A SPORTU KATEDRA FYZIOTERAPIE

crista iliaca musculus gluteus medius ligamentum inguinale musculus sartorius patella vena saphena magna musculus semitendinosus musculus

Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích Zdravotně sociální fakulta Kvalita života pacientů před a po totální endoprotéze kyčelního kloubu

TYPY KLOUBNÍCH SPOJENÍ

BIOMECHANICKÁ STUDIE KYČELNÍHO KLOUBU

Hemofilie z ortopedického pohledu. MUDr. Kašpárek R., Ph.D. Ortopedické odd. FNO prim. MUDr.Cichý Z.,Ph.D.

Modelování a aproximace v biomechanice

Edukaèní centrum praktické anatomie. Anatomický ústav LF MU v Brnì. pøipravuje PREPARAÈNÍ KURZ TRAUMATOLOGIE PÁNVE

REHABILITACE NA ORTOPEDICKÉM ODDĚLENÍ. Mgr. Michaela Veselá KTLR FNUSA

Cementovaná jamka kyčelního kloubu - typ 02/II

acs kolenní systém pokrokový systém opatřený potahem Chirurgická technika Revize pomocí ACS SC

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BIOMECHANICKÁ STUDIE KOLENNÍHO KLOUBU S ALOPLASTIKOU

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ Fakulta strojního inženýrství Ústav mechaniky těles, mechatroniky a biomechaniky. Ing. Tomáš Návrat

Operační technika náhrady kyčelního kloubu

Cementovaná jamka kyčelního kloubu - typ 02/II

Cementovaný dřík - typ CSC

Náhrady hlavice kyčelního kloubu

Optimalizace magnetického pole čidla indukčního průtokoměru

Univerzita Karlova v Praze Fakulta tělesné výchovy a sportu Katedra Fyzioterapie

Problematika informovanosti klientů po totální endoprotéze kyčelního kloubu. Tomáš Vašíček

Publikováno z 2. lékařská fakulta Univerzity Karlovy (

Kosti pánevního pletence a pánve. Roviny a směry pánevní. Kosti horní a dolní končetiny. Somatologie Mgr. Naděžda Procházková

BAKALÁŘSKÁ PRÁCE 2015 Šárka Fišerová

Publikováno z 2. lékařská fakulta Univerzity Karlovy (

Transkript:

Workshop Pokroky v biomedicínském inženýrství Laboratoř biomechaniky Ústav mechaniky, biomechaniky a mechatroniky Fakulta strojní ČVUT v Praze 23.11.21

Přehled 1 Kyčelní kloub 2 Kontaktní tlak biomechanický parameter Verifikace 3 Aseptická nekróza Totální endoprotéza 4 Návrh aktivní rehabilitace Životnost endoprotézy 5

Přehled Kyčelní kloub 1 Kyčelní kloub 2 Kontaktní tlak biomechanický parameter Verifikace 3 Aseptická nekróza Totální endoprotéza 4 Návrh aktivní rehabilitace Životnost endoprotézy 5

Kyčelní kloub Význam biomechaniky kyčelního kloubu Artróza postihuje 1 ze 3 jednotlivců starších než 6 let multifkatoriální etiologie způsobená také mechanickým přetěžováním kloubů

Systémová biomechanika Biomechanika celého kloubu Kyčelní kloub Objekt zájmu - Kyčelní kloub hlavní kloub jednoduchá geometrie častá artróza

Kyc elní kloub Metoda HIPSTRESS HR HL rr rl CR ϑcer zr l xr CL ϑce xl x ϑcel zl y ϑav RTG snímek z geometrie kloubu model svalů matematický model matematický model kontaktní tlak výslední síla Iglic A, Kralj-Iglic V, Daniel M, Macek-Lebar A. (22) Computer determination of contact stress distribution in the human hip joint. Comput Methods Biomech Biomed Engin, 5(2):185-92 Klinická biomechanika kyc elního kloubu

Přehled Kontaktní tlak biomechanický parameter Verifikace 1 Kyčelní kloub 2 Kontaktní tlak biomechanický parameter Verifikace 3 Aseptická nekróza Totální endoprotéza 4 Návrh aktivní rehabilitace Životnost endoprotézy 5

Určení mechanického faktoru Kontaktní tlak biomechanický parameter Verifikace Hypotéza Zvýšený kontaktní tlak způsobuje vznik artrózy

Rychlá artróza Kontaktní tlak biomechanický parameter Verifikace Acetabulární dysplazie Aseptická nekroza hlavice femuru vrozené snížené pokrytí hlavice porucha krevního zásobení přetížení kloubu rozpad kosti Acetabulární fraktura trauma změna geometrie artróza

Acetabulární dysplazie Kontaktní tlak biomechanický parameter Verifikace Analytické řešení sin 2 Θ a tan(ϑ Ra + Θ a ) = π Θ a + sin Θ a cos Θ a 3 R cos(ϑ Ra + Θ a ) p = 2 r 2 (π Θ a + sin Θ a cos Θ a ) Klinická studie - p max /W B Dysplazie 47 kloubů 7.1 kpa/n Kontrola 36 kloubů 3.5 kpa/n Mavcic B., Pompe B., Antolic V., Daniel M., Iglic A., Kralj-Iglic V. (22) Mathematical estimation of stress distribution in normal and dysplastic human hips, J. Orthop. Res. 2(5):125-3

Aseptická nekroza hlavice femuru Kontaktní tlak biomechanický parameter Verifikace z y anterior Θ P superior R ϑ R ϑ N N ϑ x medial p / W max B [kpa/n] 7. 6. 5. 4. 3. 2. 1 ϑ = 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 n [%] zborcení kosti zdravá kost ϑ = 3 ϑ = 2 Daniel M, Herman S, Dolinar D, Iglic A, Sochor M, Kralj-Iglic V (26). Contact stress in hips with osteonecrosis of the femoral head. Clin Orthop Relat Res., 447:92-9.

Intraartikulární fraktura acetabula Kontaktní tlak biomechanický parameter Verifikace Před frakturou Po fraktuře p / W max B [kpa/n] p / W max B

Rychlá artróza Kontaktní tlak biomechanický parameter Verifikace Klinická studie dysplastických kloubů p max /W B normalní klouby dysplastické klouby 2,7±7, kpa/n 7,±3,8 kpa/n Simulace aseptické nekrózy hlavice femuru p max /W B 7,2 kpa/n Simulace acetabulární fraktury p max /W B 9,1 kpa/n

Rychlá artróza Kontaktní tlak biomechanický parameter Verifikace Acetabulární dysplazie Aseptická nekroza hlavice femuru vrozené snížené pokrytí hlavice porucha krevního zásobení přetížení kloubu rozpad kosti Acetabulární fraktura trauma změna geometrie zvýšený kontaktní tlak zvýšený kontaktní tlak artróza zvýšený kontaktní tlak

Kontaktní tlak biomechanický parameter Verifikace Verifikace hypotézy p max [%] 3 ženy 15 [kpa/n] 7 6 5 [%] 2 3 4 5 6 7 8 3 muži p max /W B 4 3 2 15 2 3 4 5 6 7 8 p max /WB [kpa/n] 1 2 4 6 8 1 Věk Iglic A., Daniel M., Kralj-Iglic V., Antolic V., Jaklic A. (21) Peak hip-joint contact stress in male and female populations, J. Musculoskeletal Res. 5:17-21.

Přehled Aseptická nekróza Totální endoprotéza 1 Kyčelní kloub 2 Kontaktní tlak biomechanický parameter Verifikace 3 Aseptická nekróza Totální endoprotéza 4 Návrh aktivní rehabilitace Životnost endoprotézy 5

Aseptická nekróza Totální endoprotéza Aseptická nekróza hlavice femuru Pacient A B Pozice trochanteru z / [mm] 7, 6, x / [mm] 5 1 Geometrie pánve l /[mm] 18 19 C /[mm] 4 6 H / [mm] 14 16 Geometrie kyčle r / [mm] 27 26 ϑ CE / [ ] 35, 3, Pozice nekrózy ϑ N / [ ] 1 1 ϑ / [ ] 2 2 Bez nekrózy p max/w B /[kpa/n] 1,8 2,8 S nekrózou p max/w B / [kpa/n] 2,8 4,8 C x H z ϑce l z 1111 1111 1111 1111 1111 ϑn 2ϑ x

Totální endoprotéza Aseptická nekróza Totální endoprotéza labrum acetabulare fossa acetabuli caput femoris ϑ facies lunata ligamentum capitis femoris Facies lunata - tvar kloubní chrupavky p max [MPa] 5 1 15 2 25 3 35 ϑ [ ] Daniel M, Iglic A, Kralj-Iglic V. (25) The shape of acetabular cartilage optimizes hip contact stress distribution. J Anat. 27(1):85-91. 2.3 2.25 2.2 2.15 2.1 4

Totální endoprotéza Aseptická nekróza Totální endoprotéza labrum acetabulare fossa acetabuli caput femoris facies lunata ligamentum capitis femoris Facies lunata - tvar kloubní chrupavky Konvičková, S., Sýkora, J., Daniel, M. Hlavice totální náhrady kyčelního kloubu optimalizující rozlození kontaktního tlaku Užitný vzor Úřad průmyslového vlastnictví, č. 26-18258/17312

Aseptická nekróza Totální endoprotéza Totální endoprotéza Jamka typu Cambridge labrum acetabulare fossa acetabuli caput femoris facies lunata ligamentum capitis femoris Náš návrh Facies lunata - tvar kloubní chrupavky ϑ Klinická biomechanika kyc elního kloubu

Přehled Návrh aktivní rehabilitace Životnost endoprotézy 1 Kyčelní kloub 2 Kontaktní tlak biomechanický parameter Verifikace 3 Aseptická nekróza Totální endoprotéza 4 Návrh aktivní rehabilitace Životnost endoprotézy 5

Návrh aktivní rehabilitace Návrh aktivní rehabilitace Životnost endoprotézy.7.6.5 F [kn].4.3 posterior superior anterior superior.2.1 posterior inferior anterior inferior posterior anterior anterior posterior superior inferior superior inferior quadrant quadrant quadrant quadrant Kristan A, Mavcic B, Cimerman M, Iglis A, Tonin M, Slivnik T, Kralj-Iglic V, Daniel M Acetabular loading in active abduction. IEEE Trans Neural Syst Rehabil Eng 27 Jun; 15(2):252-7.

Životnost endoprotézy Návrh aktivní rehabilitace Životnost endoprotézy UHMWPE [mm] Lineární penetrace 2.4 2.2 2 1.8 1.6 1.4 1.2 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 p max /Wb [kpa/n] Kosak R, Iglic A, Kralj-Iglic V, Daniel M. Role of patient specic loading on polyethylene wear after total hip arthroplasty: retrospective radiographic study of 8 patients. zasláno do Clin Orthop Rel Res

Souhrn poznatků Návrh aktivní rehabilitace Životnost endoprotézy Biomechanická analýza kloubu je vhodná diagnostiku onemocnení kloubů návrh vhodné terapie zlepšení rehabilitace

Přehled 1 Kyčelní kloub 2 Kontaktní tlak biomechanický parameter Verifikace 3 Aseptická nekróza Totální endoprotéza 4 Návrh aktivní rehabilitace Životnost endoprotézy 5

Zatížení kloubu R Rovnice rovnováhy a W + i (r i F i ) = R + i F i + W = Metoda optimalizace 27 svalů minimalizuj G(F) = ( ) 3 Fi PCSA i i za podmínek g(f) = ; l F F u F Daniel M., Iglic A., Kralj-Iglic V. (28) Hip contact stress during normal and staircase walking - influence of acetabular anteversion angle and lateral coverage of acetabulum, J App Biomech. 24(1):88-93

Výpočet kontaktního tlaku DEA - discrete element analysis U = 1 ( ) δ T [D]δ da 2 A U = 1 2 ut [K]u [K] = [B] T [D][B]dA A R = U u = [K]u

Program http://kenai.com/projects/hipstress

7 6 5 4 3 2 1 7 6 5 4 3 2 1-1 7 6 5 4 3 2 1-1 Rs/Wb [1] 4 3 2 1-1 Abduction [deg] Rs/Wb [1] 4 3 2 1-1 R/Wb [1] Abduction [deg] -1 4 3 2 1-1 Abduction [deg] 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1.5 2 1.5 1.5 2 1.5 1.5 7 6 5 4 3 2 1-1 7 6 5 4 3 2 1-1 z x y abduction angle Rs/Wb [1] z x y flexion angle 4 3 2 1-1 Abduction [deg] Rs/Wb [1] 4 3 2 1-1 7 6 5 4 3 2 1 Abduction [deg] Pmax/Wb [kpa/n] -1 4 3 2 1-1 Abduction [deg] z x y rotation angle 2 1 2 1.5 1.5 1.5.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1.5 Grafy Posterior Superior Unsupported supine abduction Posterior Inferior Anterior Inferior Anterior Superior Hip Rotation Flexion [deg] Flexion [deg] Flexion [deg] Flexion [deg] Flexion [deg] Flexion [deg]

Děkuji za pozornost