がん研究と免疫腫瘍学ジャーナル
オープンアクセス

概要

寛骨臼形成不全に対するShelf Acetabuloplastyの有効性の有限要素解析

加賀望、岩見丈裕、斉藤公夫、小松明、島田洋一

目的： Shelf 寛骨臼形成術は関節温存手術の一種であるが、Shelf 寛骨臼形成術の力学的評価を研究した例は少ない。本研究の目的は、3次元筋骨格モデルと有限要素解析を用いて、寛骨臼形成不全が寛骨臼縁に及ぼす生体力学的影響とShelf 寛骨臼形成術の有効性について検討することである。
方法：被験者は、Shelf手術を受けた股関節形成不全と寛骨臼形成不全を有する5人の成人女性患者とした。4人の健康な成人女性のデータを使用して、Any Body Modeling Systemを使用して、静的立位時の股関節の関節反力を推定した。各被験者のCT画像から、Mimicsを使用して骨盤と右大腿骨の有限要素モデルを構築し、3maticを使用して3次元有限要素モデルに変換した。応力解析は、Marc Mentat 2011 1.0有限要素解析ソフトウェアを使用して実施しました。本研究では、軟部組織以外の領域はすべて硬骨であるとみなしました。境界条件では、骨盤内の腸骨と恥骨結合は完全に拘束されました。推定股関節反力は、大腿骨遠位端からの集中荷重として適用され、寛骨臼内のフォンミーゼス相当応力が解析されました。手術前後で、安静立位時に寛骨臼の寛骨臼表面に作用する応力分布、最大応力値、寛骨臼面積を評価しました。
結果：静的立位時の寛骨臼の応力分布では、手術後に応力が分散され、最大応力が減少しました。寛骨臼面積は、手術後に有意に増加しました。最大応力値は、手術後に有意に減少しました。
結論：全例において、Shelf Acetabuloplasty 術後の静止立位時の寛骨臼の応力分布は術前と比較して有意に分散され減少した。