Dergiler / Eklem Hastalıkları ve Cerrahisi Dergisi (Eski Adı: Artroplasti Artroskopik Cerrahi Derg.) / 2007 / Cilt: 18 - Sayı: 3
Evaluation of stabilization methods of pelvic ring injuries by finite element modeling
- Sayfa
- 108–115
- DOI
- —
Özet
Amaç: Vertikal ve rotasyonel olarak instabil tip C pelvis halkası yaralanmalarının tedavisinde kullanılan stabilizasyon yöntemlerinin karşılaştırılması için sonlu eleman modeli geliştirildi. Gereç ve yöntem: Çalışmada, COSMOS/M DesignSTAR sistemi kullanılarak hazırlanan sonlu eleman modeli ile tip C pelvis halkası yaralanması (Denis tip 1 sakrum kırığı ve semfizyoliz) oluşturuldu. Semfizyoliz dört delikli rekonstrüksiyon plağı ile tedavi edilirken, sakrum kırığına ventral yüzeyden iki adet iki delikli rekonstrüksiyon plağı veya dorsalden dar bir trans-sakral DC plağı uygulandı. Sonlu eleman modeli sadece kemik ve eklemleri değil, aynı zamanda mekanik olarak önemli ligamanları da kapsıyordu. Bu model ile kemik ve ligamanlardaki maksimum stres, stres dağılımı, deplasman ve şift ölçüldü. Sonuçlar, kadavra modelleri üzerinde yapılan ölçüm sonuçlarıyla karşılaştırıldı.Bulgular: Doğrudan plak uygulamasında, iki ayak üzerine yük vermede maksimum stres plaklarda 21.46 MPa, kemiklerde 7.93 MPa ölçüldü. Bu değerler, yaralanma tarafına yüklenildiğinde sırasıyla 31.1 MPa ve 29.1 MPa idi. Trans-sakral plak uygulamasında, plak ve kemiklerdeki maksimum stres iki ayak basmada sırasıyla 57.36 MPa ve 14.14 MPa, tek ayak basmada 223.5 MPa ve 23.52 MPa ölçüldü. Kırık aralığının iki yüzünde maksimum deplasman ve şift doğrudan plak uygulamasında iki ayak basmada sırasıyla 0.45 mm ve 0.01 mm, tek ayak basmada 1.71 mm ve 0.28 mm bulundu. Trans-sakral plak uygulamasında ise bu değerler iki ayak basmada 1.099 mm ve 0.71 mm, tek ayak basmada 3.55 mm ve 2 mm ölçüldü. Sonlu eleman modeliyle elde edilen sonuçlar, kadavra pelvis modelleri üzerinde yapılan ölçümlerle uyum göstermekteydi.Sonuç: Sonlu eleman modeli, pelvis halkası yaralanmalarının tedavisinde kullanılan stabilizasyon yöntemlerinin karşılaştırılmasında yararlı olabilir.
Abstract
Objectives: We developed a finite element model to compare the stabilization methods for the treatment of vertically and rotationally unstable type C pelvic ring injuries. Materials and methods: Using the COSMOS/M DesignSTAR system, finite element modeling was performed to simulate a type C pelvic ring injury (Denis type 1 fracture of the sacrum and symphysiolysis). The latter was treated with a 4-hole reconstruction plate; the sacrum fracture was fixed with two 2-hole reconstruction plates on the ventral surface or a dorsally applied narrow trans-sacral DC-plate. Finite element modeling included not only the bones and joints, but also mechanically important ligaments. We measured maximum stress in the bones and the ligaments, distribution of stress, displacement and shift. The results were compared with those obtained from measurements performed on cadaver pelvis models.Results: After direct plating, maximum stress was 21.46 MPa in the plates, and 7.93 MPa in the bones when loading on two feet. These values were 31.1 MPa and 29.1 MPa, respectively when loading on the injured side. With trans-sacral plating, the corresponding figures were 57.36 MPa and 14.14 MPa on two feet, and 223.5 MPa and 23.52 MPa on the injured side. Maximum displacement and shift measured at the two facets of the fracture gap after direct plating were 0.45 mm and 0.01 mm on both feet, and 1.71 mm and 0.28 mm on one foot, respectively. The corresponding figures for trans-sacral plating were 1.099 mm and 0.71 mm on both feet, and 3.55 mm and 2 mm on the injured side. The results of finite element modeling were in agreement with those obtained from bony-ligamentous cadaver pelvis specimens.Conclusion: Finite element modeling may be useful for the comparison of stabilization methods used for the treatment of pelvic ring injuries.