DOI: https://doi.org/10.14739/2310-1210.2018.5.141536

Децентрация и напряженно-деформированное состояние в тазобедренном суставе при его дисплазии

I. B. Zelenetskyi, O. I. Korolkov, Z. M. Mitielova, P. I. Snisarenko

Аннотация


Цель работы – установить корреляцию между рентгенологическими и биомеханическими параметрами тазобедренного сустава (ТБС) при его диспластической нестабильности для изучения течения дистрофического процесса в суставе.

Материалы и методы. Исследование базируется на изучении клинических и рентгенологических данных 154 пациентов в возрасте от 2 до 13 лет с диспластической нестабильностью ТБС, у которых развитие сустава прослежено в сроки от 2 до 5 лет (189 суставов).

Исследовали параметры ТБС: ацетабулярный индекс, шеечно-диафизарный угол, центрация головки бедренной кости (ГБК). Все измерения проводили только по обзорным рентгенограммам таза, без применения специальных укладок. Статистическая обработка материала проведена по методу Стьюдента. Достоверность различий между группами оценивали по t критерию для независимых выборок.

С помощью метода конечных элементов изучено напряженно-деформированное состояние (НДС) в проксимальном отделе бедренной кости и вертлужной впадине (ВВп). Для моделирования распределения нагрузки использовали программу Solid Works и программу визуализации расчетов Lоокеr (собственная разработка инженеров А. В. Яресько и С. П. Камило отдела биомеханики ИППС им. проф. М. И. Ситенко). В качестве основной характеристики оценки НДС выбрана интенсивность напряжений (напряжение Мизеса, измеряемое в МПа).

Результаты. Исследования показали, что из трех разновидностей децентрации – соосной, разноосной со смещением центра ВВп от центра ТБС книзу и латерально, разноосной со смещением центра ВВп книзу и медиально – менее благоприятной оказалась третья. Увеличенный угол отклонения соответствовал большей ширине и интенсивности склероза субхондральной зоны ВВп, а также в большем проценте случаев наблюдали фрагментацию ГБК.

Изученное НДС в ТБС показало, что децентрация в суставе – ведущий фактор, приводящий к развитию остеоартроза. Чем больше децентрация, тем значительнее интенсивность напряжений в нижней части ГБК и в верхнем крае ВВп. Так, значение интенсивности напряжений в верхней части ГБК понизилось и равнялось 2,3 МПа по сравнению с 2,5 МПа в норме, а в нижней части повысилось до 2,3 МПа, что почти в 2 раза превышает норму. На передней кромке ВВп уровень напряженного состояния достигал величины 2,3 МПа, что почти в 4 раза превышало уровень напряжений в этой области (в норме – 0,6 МПа). Увеличение кривизны ВВп не меняет характер распределения НДС, но приводит к возрастанию значения напряжений, особенно в задне-верхней части ВВп и, соответственно, в соприкасающейся с ней областью ГБК.

Выводы. Смещение центра вращения ГБК перераспределяет характер НДС в ТБС по сравнению с нормой, увеличивает напряжение в ее нижней части, а также увеличивает напряженное состояние в верхнем крае ВВп. Увеличение кривизны ВВп не меняет характер распределения НДС, но приводит к возрастанию значения напряжений, особенно в задне-верхней части ВВп и, соответственно, в соприкасающейся с ней области ГБК. Децентрация элементов ТБС является ведущим этиологическим признаком его нестабильности, приводящим к последующей дистрофической трансформации. Биомеханическое моделирование децентрации в ТБС с использованием метода конечных элементов подтверждает факт сложных изменений в структурах ТБС на ранних стадиях развития патологического процесса, раскрывает понимание процесса децентрации в суставе, способствует выработке тактики ранней профилактики и лечения дистрофического процесса.

 


Ключевые слова


дисплазия тазобедренного сустава, децентрация; тазобедренный сустав

Полный текст:

PDF

Литература


Kinoshenko, Yu. T., Shevcova, O. A. Andrievskaya, E. G., Korol'kov, A. Y., & Miteleva, Z. M. (2000). Decentraciya sustava kak predposylka razvitiya koksartroza u detej [Decentralization of the joint as a prerequisite for the development of coxarthrosis in children]. Ortopediya, travmatologiya i protezirovanie, 3, 13–16 [in Russian].

Omeroglu, H., Agus, H., Bicimogly, A., & Tummer Y. (2002) Analysis of a radiographic assessment metod of acetabular cover in developmental dysplasia of the hip. Arch. Orthop. Trauma Surg, 122(6), 334–337. doi: 10.1007/s00402-001-0376-1.

Korol'kov, A. I., & Laponin, I. V. (2006). Znachenie decentracii v biomekhanike tazobedrennogo sustava (matematicheskoe modelirovanie) [The value of decentration in biomechanics of the hip joint (mathematical modeling)] Ortopediya, travmatologiya i protezirovanie, 2, 49–54. [in Russian].

Zelenetsky, I. (2012) Problema maladiilor displazice ale şoldului la copii cu predispoziţie ereditară [The problem of dysplastic diseases of hip joint in children with hereditary predisposition] Sănătate publicа, economie şi Management in Medicină, 3(42), 125–129. [in Romanian].

Korol'kov, O. I., & Shevchenko, S. D. (2009) Problema patolohii kulshovykh suhlobiv u ditei z pozytsii kontseptsii zakhvoriuvan suhlobiv, zumovlenykh spadkovoiu skhylnistiu [The problem of pathology of hip joints in children from the standpoint of the concept of diseases of the joints, due to hereditary predisposition]. Problemni pytannia v likuvanni pidlitkiv iz patolohiieiu suhlobiv zapalnoho ta deheneratyvnoho kharakteru Proceedings of the Scientific Symposium, (pp. 54–60). Kharkiv. [in Ukrainian].

Korolkov, O. I. (2011) Retsydyvy urodzhenoho vyvykhu ta pidvyvykhu stehna (Dis… dokt. med. nauk). [Relapses of the congenital dislocation and subluxation of the thigh. Dr. med. sci. diss.]. Kharkiv [in Ukrainian].

Korzh, A. A., Symenach, B. I., & Miteleva, Z. M. (1987) Displaziya sustava – displasticheskij artroz (konceptual'naya model' e'tiologii i patogeneza) [Dysplasia of the joint – dysplastic arthrosis (conceptual model of etiology and pathogenesis)]. Ortopediya, travmatolohiya i protezirovanie, 6, 1–7 [in Russian].

Zelenetskyi, I. B. (2015) Dysplastychni syndromy kulshovoho suhloba u ditei, zumovleni spadkovoiu skhylnistiu (henezys, diahnostychno-likuvalna taktyka) (Avtoref. dis… dokt. med. nauk) [Dysplastic syndromes of the hip joint in children, with hereditary predisposition (genesis, diagnostic and treatment tactics). Dr. med. sci. diss.]. Kharkiv. [in Ukrainian].




Запорожский медицинский журнал   Лицензия Creative Commons
Запорожский государственный медицинский университет