Análisis biomecánico para evaluar cirugía reconstructiva de cadera con secuelas de displasia

La displasia residual de cadera en jóvenes y adultos requiere un procedimiento quirúrgico para su tratamiento; tener en cuenta el comportamiento biomecánico futuro de la articulación podría ser una útil herramienta en la planificación y evaluación del procedimiento quirúrgico más adecuado para el paciente. Este trabajo realizó una comparación de la distribución de esfuerzos en la articulación de cadera, usando un modelo específico de elementos finitos de la articulación de un paciente con secuelas de displasia y un modelo de la reubicación articular simulando el procedimiento quirúrgico realizado. El máximo esfuerzo generado y el área de soporte de peso fueron calculados en tres escenarios: durante el apoyo de la persona sobre sus dos piernas, apoyo sobre una sola pierna y durante la etapa de apoyo de un ciclo de marcha. Se desarrolló un modelo tridimensional de la articulación del paciente, construido a partir de imágenes obtenidas por tomografía axial computarizada y se incorporó el tejido cartilaginoso articular creado en base a la geometría ósea de la cadera. Para la simulación de la postura bipodal aplicamos una carga igual a la mitad del peso del cuerpo en la articulación. Para la simulación del apoyo monopodal consideramos la acción de seis músculos en el equilibrio articular y calculamos la fuerza resultante que actúa sobre la articulación. En la simulación del ciclo de marcha consideramos la fase de apoyo de un ciclo normal, y la dividimos en 10 partes; en cada simulación, se aplicó la carga en función del peso del cuerpo de acuerdo a los datos presentados en la literatura. Los resultados revelaron que se genera una excesiva carga en la articulación patológica debido a la reducida cobertura articular. En la simulación de apoyo bipodal, el máximo esfuerzo generado sobre la cabeza femoral en el modelo post-quirúrgico es reducido en un 43%, el área de soporte de peso se incrementó un 61.2% y la presión de contacto en el cartílago articular femoral se redujo en un 47.4%. En la simulación de apoyo monopodal el esfuerzo generado en la cabeza femoral post-quirúrgica se redujo en un 21.7% en comparación con el modelo patológico. El área de contacto post-quirúrgica se incrementó un 45.7% y la presión de contacto en el cartílago disminuyó un 35.2%. Las simulaciones sobre el modelo post-quirúrgico durante la fase de apoyo de la marcha revelaron una reducción del 20.2% del esfuerzo máximo generado en la cabeza femoral en el punto de mayor carga (20% fase de apoyo), además de una reducción del 49% en la presión de contacto en el cartílago articular y un incremento del 64% en el área de soporte de peso en el mismo punto. Este estudio revela una mejora biomecánica post-quirúrgica muy considerable en la distribución de cargas en la articulación; por otra parte, este estudio permite tener un mayor acercamiento a la realidad del paciente y contribuye a la toma de una óptima decisión para el tratamiento de la patología.

• Autores: Bueno Palomeque, Freddy Leonardo
• Fecha de publicación: 2013
• Institución: Universidad Nacional de Colombia
• Repositorio: Universidad Nacional de Colombia
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repositorio.unal.edu.co:unal/12279
• Acceso en línea: https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/12279; http://bdigital.unal.edu.co/9972/
• Palabra clave: 61 Ciencias médicas; Medicina / Medicine and health; 62 Ingeniería y operaciones afines / Engineering; Biomecánica; Articulación de cadera; Osteotomía de cadera; Planificación quirúrgica; Análisis pre-quirúrgico; Análisis por elementos finitos; Biomechanics; Hip joint; Hip osteotomy; Surgical planning; preoperative and Postoperative analysis; Finite elements analysis.
• Rights: openAccess
• License: Atribución-NoComercial 4.0 Internacional