Verification of predicted specimen-specific natural and implanted patellofemoral kinematics during simulated deep knee bend

Baldwin, Mark A.; Clary, Chadd W.; Maletsky, Lorin P.; Rullkoetter, Paul J.

doi:10.1016/j.jbiomech.2009.06.028

Cited by 85 publications

(87 citation statements)

References 38 publications

(45 reference statements)

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…A substantial portion of these are static or quasi-static in nature (Elias et al, 2004;Heegaard et al, 2001;Li et al, 1999;Powers et al, 2006). Some have focused on the patellofemoral (PF) (Baldwin et al, 2009a;Dhaher and Kahn, 2002) or tibiofemoral (TF) (Godest et al, 2002;Halloran et al, 2005c;Shirazi-Adl and Moglo, 2005;Perillo-Marcone and Taylor, 2007) joint, rather than a full knee model (Barink et al, 2005;Pena et al, 2006). Of those studies that perform dynamic simulations, Perillo-Marcone and Taylor (2007), Halloran et al (2005aHalloran et al ( , 2010 and Godest et al (2002) do not include any soft-tissue representation -constraint is provided purely by component geometry.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Dynamic finite element knee simulation for evaluation of knee replacement mechanics

Baldwin

Clary

Fitzpatrick

et al. 2012

Journal of Biomechanics

Self Cite

142

104

View full text Add to dashboard Cite

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Dynamic finite element knee simulation for evaluation of knee replacement mechanics

Baldwin

Clary

Fitzpatrick

et al. 2012

Journal of Biomechanics

Self Cite

142

104

View full text Add to dashboard Cite

“…Bíró, valamint Andrónyi számszerűen bemutatja ezen felületen kijelölt pontok bizonytalanságának hatását a kinematikai jellemzőkre. 12,13 Általában a szerzők 1,9,16-25 a mai kutatásoknál többségében a Grood és Suntay-féle anatómiai koordináta-rendszert, 16 A továbbiakban röviden összefoglaljuk Renner és Andrónyi cikkében részletezett mérési folyamat 27 lépéseit. Az anatómiai koordiná-ta-rendszer létrehozásához, annak transzformálásához, valamint a kinematikai jellemzők meghatározásához a következők a mért adatok: -az anatómiai pontok helyzete: malleolus medialis és lateralis, tuberositas tibiae, caput fibulae, epicondylus medialis és lateralis, -markerek helyzete, -a femorális jeladó helyzetének változása a gömbi mozgás sorána caput femoris kö-zéppontjának meghatározásához, -a femorális és a tibiális jeladóhoz rögzített koordináta-rendszer helyzetének változá-sa a folytonos mérés során a kinematikai jellemzők meghatározásához.…”

Section: Alapján Az Egészséges Emberi Térdízület Rotatiosflexios Mozunclassified

Creating an "objective function" to describe the kinematics of the healthy human knee joint

Katona¹,

Csizmadia²,

Balassa³

2017

biomech hung

View full text Add to dashboard Cite

AbsztraktA térdprotézisek fejlesztése folyamatos napjainkban. Ennek célja elsősorban az, hogy a beültetett protézis az eredeti ízületi mozgást hozza létre. De milyen az emberi ízület által vezérelt mozgás? Ismert, hogy a térd behajlítása során rotáció és abductió is létrejön. Ezek közül a mozgás stabilitása szempontjából a flexio-rotácio függvénykapcsolat ismerete a leglényegesebb. Az irodalomban bemutatott vizsgálati eredmények sokasága rendkívüli különbözőségeket mutat. Jelen cikk az át-lagos emberi térdízület által létrehozott ezen függvénykapcsolat, az ún. célfüggvény létrehozását mutatja be. Ez azért fontos, mert ez teszi lehetővé a különböző protézisek jóságának megítélését és a protézisgeometria javítását is. Kulcsszavak: térdprotézis, cadaver mérések, vég-rotáció, anatómiai koordináta-rendszerCreating an "objective function" to describe the kinematics of the healthy human knee joint Abstract The development of knee prostheses is ongoing today. The original joint movement has to be created by the implanted prosthesis. This is the primary intent. But what is human-joint-driven motion? It is known that rotation and abduction are created during knee bending. From these, the knowledge of the flexio-rotation function is the most important for the stability of motion. The multitude of test results are presented in the literature shows extreme differences. This article describes the creation of the so-called objective function created by the normal human knee joint. This is important because it makes it possible to evaluate the goodness of different prostheses and improve the prosthesis geometry.Keywords: knee prosthesis, cadaver measurements, screw-home motion, anatomical coordinate system BevezetésA protézis elhasználódásának és kilazulásának megakadályozásában alapvető fontosságú a megfelelő protézis kialakítása úgy, hogy az az eredetihez közel hasonló mozgást biztosítson. Ennek leírása érdekében a jelen cikkben bemutatott kutatás az egészséges emberi térdízü-let kinematikai jellemzőinek és azok közötti összefüggéseket leíró matematikai modell meghatározásáról számol be in vitro kísérletek alapján. Az egészséges emberi térdízület rotatiosflexios mozgását leíró matematikai modellt a továbbiakban "célfüggvény"-nek neveztük. A térdízület működése közben a tibia, mint merev test, a femurhoz képest hat szabadság-fokú mozgást végez. 1,2 A térdízület az ízületi felületek között fennálló kényszerkapcsolat révén azonban egy egyszabadságfokú nyitott kinematikai láncot alkot 3 a mozgás bizonyos szakaszában. A térdízület esetében ez azt jelenti, hogy a járás stabilitása szempontjából

show abstract

“…The main focus of this review will be hip and knee replacement, as these have been studied the most, but the issues raised are applicable to the simulation of all orthopaedic devices. FE models have grown in both size and sophistication and techniques exist to assess the initial post-op mechanical environment Zivkovic et al, 2010;Chong et al, 2010;Pettersen et al, 2009;Reggiani et al, 2008;Udofia et al, 2007;Spears et al, 2001;Baldwin et al, 2008;Godest et al, 2002;Taylor and Barrett 2003;Perillo-Marcone and Taylor 2007;Chang et al, 2001) through to the simulation of time dependent processes including bone remodelling induced stress shielding (Huiskes et al, 1987;Perez et al, 2010;Behrens et al, 2009;Gillies et al, 2007;Taylor et al, 2004;McNamara et al, 1997;Weinans et al, 1994;Rietbergen et al, 1993;Gupta et al, 2006), tissue adaptation Andreykiv et al, 2005;Simmons et al, 2001), wear (Strickland et al, 2011;Strickland and Taylor 2009;Knight et al, 2007;Fregly et al, 2005;Bevill et al, 2005;Teoh et al, 2002;Brown et al, 2002;Maxian et al, 1996;Pal et al, 2008), damage accumulation of the cement mantle (Coultrup et al, 2010;Janssen et al, 2009;Lennon et al, 2007;Jeffers et al, 2007;Janssen et al, 2006;…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Four decades of finite element analysis of orthopaedic devices: Where are we now and what are the opportunities?

Taylor

Prendergast

2015

Journal of Biomechanics

139

106

View full text Add to dashboard Cite

a b s t r a c tFinite element has been used for more than four decades to study and evaluate the mechanical behaviour total joint replacements. In Huiskes seminal paper "Failed innovation in total hip replacement: diagnosis and proposals for a cure", finite element modelling was one of the potential cures to avoid poorly performing designs reaching the market place. The size and sophistication of models has increased significantly since that paper and a range of techniques are available from predicting the initial mechanical environment through to advanced adaptive simulations including bone adaptation, tissue differentiation, damage accumulation and wear. However, are we any closer to FE becoming an effective screening tool for new devices? This review contains a critical analysis of currently available finite element modelling techniques including (i) development of the basic model, the application of appropriate material properties, loading and boundary conditions, (ii) describing the initial mechanical environment of the bone-implant system, (iii) capturing the time dependent behaviour in adaptive simulations, (iv) the design and implementation of computer based experiments and (v) determining suitable performance metrics.The development of the underlying tools and techniques appears to have plateaued and further advances appear to be limited either by a lack of data to populate the models or the need to better understand the fundamentals of the mechanical and biological processes. There has been progress in the design of computer based experiments. Historically, FE has been used in a similar way to in vitro tests, by running only a limited set of analyses, typically of a single bone segment or joint under idealised conditions. The power of finite element is the ability to run multiple simulations and explore the performance of a device under a variety of conditions. There has been increasing usage of design of experiments, probabilistic techniques and more recently population based modelling to account for patient and surgical variability. In order to have effective screening methods, we need to continue to develop these approaches to examine the behaviour and performance of total joint replacements and benchmark them for devices with known clinical performance.Finite element will increasingly be used in the design, development and pre-clinical testing of total joint replacements. However, simulations must include holistic, closely corroborated, multi-domain analyses which account for real world variability.

show abstract

Verification of predicted specimen-specific natural and implanted patellofemoral kinematics during simulated deep knee bend

Cited by 85 publications

References 38 publications

Dynamic finite element knee simulation for evaluation of knee replacement mechanics

Dynamic finite element knee simulation for evaluation of knee replacement mechanics

Creating an "objective function" to describe the kinematics of the healthy human knee joint

Four decades of finite element analysis of orthopaedic devices: Where are we now and what are the opportunities?

Contact Info

Product

Resources

About