Abstract
The biomechanical consequences of Salter pelvic osteotomy are difficult to assess due to the complex three-dimensional anatomy of the pelvis. Therefore, models of the dysplastic pelvis are required to allow realistic biomechanical simulation of possible outcomes. A polyamide reversed-engineering model of the left hemipelvis and proximal femur was produced from a computed tomography dataset of an 8-year-old child with severe dysplasia of both hips using selective laser sintering. Hip joint forces before and after Salter osteotomy of the hip were measured using an experimental setup in which an industrial robot was exerting hip joint forces and moments representing one-legged stance. Hip extensor and abductor actuator forces were measured which counterbalanced the joint moments. The preoperative hip joint resultant force was 583 N (270% body weight), while after the operation a mean force of 266 N (120% body weight) was measured. The resulting bony model was geometrically accurate, while apparent joint incongruencies were due to the neglected cartilaginous structures in the model. The preoperative joint resultant force was within the limits reported in the literature. The results suggest that Salter innominate osteotomy not only increases joint contact area but also reduces the hip joint force.
Zusammenfassung
Die biomechanischen Auswirkungen der Salter-Beckenosteotomie sind wegen der komplizierten dreidimensionalen Anatomie des Beckens schwer abzuschätzen. Deswegen werden Modelle des dysplastischen Beckens benötigt, um die biomechanischen Folgen realistisch zu simulieren. Ein Polyamidmodell der linken Beckenhälfte und des proximalen Femurs wurde hergestellt mit dem selektiven Lasersinter-Verfahren auf Basis eines CT-Datensatzes eines achtjährigen Mädchens mit schwerer Hüftdysplasie. Hüftgelenkskräfte vor und nach der Salter-Osteotomie wurden mit einem Versuchsaufbau bestimmt, bei dem ein Industrieroboter Kräfte und Momente des Hüftgelenks im Einbeinstand erzeugte. Die Muskelkräfte der Abduktoren und Extensoren wurden bestimmt, mit denen die Momente im Gelenk ausgeglichen wurden. Die präoperative Hüftgelenksresultierende betrug 583 N (270% des Körpergewichts), nach der Operation wurde eine mittlere Kraft von 266 N gemessen (120% Körpergewicht). Das Modell des Knochens war geometrisch genau, allerdings fanden sich Inkongruenzen des Gelenks, da der Knorpel nicht berücksichtigt wurde. Die präoperative Hüftgelenkskraft liegt im Bereich der Werte, die in der Literatur berichtet werden. Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass die Salter-Beckenosteotomie nicht nur die Kontaktfläche des Gelenks vergrößert, sondern auch die Hüftgelenkskraft reduziert.
©2008 by Walter de Gruyter Berlin New York
