Hip joint ligaments, a cadaver imaging study for education / Ligamentos de cadera, un estudio cadavérico imagenológico para educación

The stereoscopic morphology of the iliofemoral, pubofemoral, and ischiofemoral ligaments in hip joint is hard to understand, either in anatomy books or from cadaver dissection. To aid in understanding, three-dimensional models were built from the sectioned images of cadaver hip, which demonstrate fine components better than CTs and MRIs. In the female data of Visible Korean project, the ligaments and neighboring structures were recognized and outlined in detail. Successively, the outlines were stacked and reconstructed to manufacture their surface models by using the sophisticated computer method. The surface models were overlapped with the original sectioned images, which enhanced comprehension of the hip joint anatomy. With the surface models, hip joint was hyperextended to suggest the function of the ligaments. The graphic data of the surface reconstructed hip ligaments are expected to be the source of interactive simulators for anatomy and surgery of the hip joint.

La morfología estereoscópica de los ligamentos iliofemoral, pubofemoral e isquiofemoral de la articulación de la cadera es difícil de entender, ya sea a partir de lo hallado en los libros de anatomía como en la disección de cadáveres. Para ayudar en su comprensión, se construyeron modelos tridimensionales a partir de imágenes de secciones cadavéricas de la cadera, que demuestran de mejor manera los componentes finos, en comparación a las imágenes de tomografía axial computada y resonancia magnética nuclear. En los datos obtenidos del "Visible Korean Project", correspondientes a mujeres, los ligamentos de la articulación y sus estructuras vecinas fueron reconocidos y descritos en detalle. Sucesivamente, se identificaron los contornos y se reconstruyeron para la fabricación de modelos de superficie, mediante el uso de un sofisticado método informático. Los modelos de superficie se asociaron con las imágenes de sección originales, que aumentaron la comprensión de la anatomía de la articulación de la cadera. En los modelos de superficie se provocó la hipertensión de la articulación de la cadera para permitir evidenciar la función de los ligamentos. Se espera que los datos gráficos obtenidos de los modelos de superficie de los ligamentos de la cadera sirvan como fuente para el desarrollo de simuladores interactivos que permitan el estudio de la anatomía y la cirugía de la articulación de la cadera.

Comparación de esfuerzos pre y post quirúrgicos sobre articulación de cadera con secuelas de displasia / Comparison of pre- and postsurgical stress over a hip joint with dysplastic sequels

Introducción: 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 planeación y evaluacióndel procedimiento quirúrgico más adecuado para el paciente. Objetivo: realizar una comparación entre la distribución de esfuerzos pre y post quirúrgicos sobre una articulación de cadera con secuelas de displasia utilizando el método de elementos finitos para su resolución. Métodos: se usó un modelo de elementos finitos de la articulación de un paciente con secuelas de displasia, reconstruido a partir de imágenes obtenidas por TAC, y un modelo de la reubicación articular simulando elprocedimiento quirúrgico realizado. El máximo esfuerzo generado y el área de soporte de peso fueron calculados durante la etapa de apoyo de un ciclo de marcha. Resultados: hay una excesiva carga sobre la articulación patológica debido a la reducida cobertura articular. Las simulaciones sobre el modelo post-quirúrgico revelaron una reducción del 20,20 % en elesfuerzo máximo generado sobre la cabeza femoral en el punto de mayor carga en la marcha (20 % de la fase de apoyo), además de una reducción del 49 % en la presión de contacto sobre el cartílago articular y un incremento del 64 % en el área de soporte de peso en el mismo punto. Conclusiones: este estudio revela una mejora biomecánica post-quirúrgica muy considerableen el nivel de la carga que soporta la articulación; por otra parte, 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.

Introduction: The treatment of residual hip dysplasia in young persons and adults requires surgery. Bearing in mind the future biomechanical behavior of the joint could be a useful tool in the planning and evaluation of the most appropriate surgical procedure. Objective: Compare the distribution of pre- and postsurgical stress over a hip joint with dysplastic sequels using the finite element method for its resolution. Methods: Use was made of a finite element model of a patient's hip joint with dysplastic sequels reconstructed from CT scan images, and a model of the joint relocation that simulated the surgical procedure performed. The maximum stress generated and the weight bearing area were estimated during the stance phase of the gait cycle. Results: The load on the treated joint is excessive due to the reduced joint coverage. Simulations on the postsurgical model showed a 20.20% reduction in the maximum stress exerted on the femoral head at the point of greatest load during the gait (20% of the stance phase), a 49% reduction in the contact pressure over the joint cartilage, and a 64% increase in the weight bearing area at the same point. Conclusions: The study revealed very considerable postsurgical biomechanical improvement in the amount of load borne by the joint. On the other hand, it allows a better view of the patient's reality and contributes to taking the best treatment decision.