Finite Element Analysis Examining the Effects of Cam FAI on Hip Joint Mechanical Loading Using Subject-Specific Geometries during Standing and Maximum Squat
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Cam femoroacetabular impingement (FAI) can impose elevated mechanical loading in the hip, potentially leading to an eventual mechanical failure of the joint. Since in vivo data on the pathomechanisms of FAI are limited, it is still unclear how this deformity leads to osteoarthritis. PURPOSE: The purpose of this study was to examine the effects of cam FAI on hip joint mechanical loading using finite element analysis, by incorporating subject-specific geometries, kinematics, and kinetics. QUESTIONS: The research objectives were to address and determine: (1) if hips with cam FAI demonstrate higher maximum shear stresses, in comparison with control hips; (2) the magnitude of the peak maximum shear stresses; and (3) the locations of the peak maximum shear stresses. METHODS: Using finite element analysis, two patient models were control-matched and simulated during quasi-static positions from standing to squatting. Intersegmental hip forces, from a previous study, were applied to the subject-specific hip geometries, segmented from CT data, to evaluate the maximum shear stresses on the acetabular cartilage and underlying bone. RESULTS: Peak maximum shear stresses were found at the anterosuperior region of the underlying bone during squatting. The peaks at the anterosuperior acetabulum were substantially higher for the patients (15.2 ± 1.8 MPa) in comparison with the controls (4.5 ± 0.1 MPa). CONCLUSIONS: Peaks were not situated on the cartilage, but instead located on the underlying bone. The results correspond with the locations of initial cartilage degradation observed during surgical treatment and from MRI. CLINICAL RELEVANCE: These findings support the pathomechanism of cam FAI. Changes may originate from the underlying subchondral bone properties rather than direct shear stresses to the articular cartilage.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».