Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Rola współpracy elektroradiologa i ortopedy w planowaniu przedoperacyjnym endoprotezoplastyki stawu kolanowego i biodrowego

Jabłoński Jarosław, Filip Damian, Jarmuziewicz Paweł, Jabłońska Karolina, Truszkiewicz Adrian, Snela Sławomir

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2023

|

Vol. 12, nr 2

165--171

PL

Praca zespołowa jest bardzo ważna – szczególnie w medycynie. Planowanie zabiegu na podstawie profesjonalnie wykonanych radiogramów jest początkowym etapem leczenia, jednakże niezwykle istotnym dla dalszego postępowania chirurgicznego w ortopedii. Sukces końcowego wyniku leczenia jest dziełem całego zespołu. Dzięki właściwej współpracy ortopedów i elektroradiologów w naszym ośrodku na bieżąco monitorujemy wykonanie właściwych projekcji radiologicznych, niezbędnych do indywidualnego planowania operacyjnej metody leczenia pacjenta szczególnie z zaawansowanym zwyrodnieniem stawu biodrowego i kolanowego.

EN

The teamwork is very important – especially in medicine. Planning the procedure based on professionally made radiographs is the initial stage of treatment, however, it is extremely important for further surgical procedures in orthopedics. Thus, the success of the outcome of the treatment is therefore the work of the entire team. Thanks to the proper cooperation of orthopedists and radiology technologists in our center, we monitor the performance of appropriate radiological projections on an ongoing basis, necessary for individual planning of the surgical method of treatment of a patient, especially with advanced degeneration of the hip and knee joints.

2

On the Important Meaning of Bio-Liquid Dynamic Viscosity Variations in the Lubrication Flows

Wierzcholski Krzysztof, Gospodarczyk Jacek

Tribologia

|

2022

|

nr 1

83--95

EN

The main topic of this paper refers to the numerous relations between the decrements of the dynamic viscosity of non-Newtonian bio-liquid lubricated human joints on the one hand and, on the other hand, with consequences resulting from various diseases such as low fitness and low skills of human limbs, joint unfitness, large wear of cooperating cartilage bio-surfaces. Additionally, this paper indicates the pharmacology methods performed in vivo to enhance the bio-liquid lubricant dynamic viscosity. After numerous experimental measurements, it directly follows that the collagen fibre, hyaluronate acid particle, power hydrogen ion concentration pH in lubricating bio-liquid and absorbability features of lubricated bio-surface have a direct and indirect significant influence on the bio-liquid dynamic viscosity values variations with interfacial energy distribution across the film thickness. The results presented in this paper are confirmed based on experimental measurements and analytical, numerical solutions of the load-carrying capacity, friction coefficient and bio-liquid dynamic variations performed for various human joints. These effects were simply disregarded in previous studies. The aforementioned problem has not been considered in contemporary research literature in the medical tribology domain to the Author's best knowledge. The results obtained should enable one to introduce more effective and accurate therapeutic protocols into the human joint treatment regimen. The results obtained have applications on a wide scale in spatiotemporal models in bio-tribology, biology and health science.

PL

Główny temat pracy dotyczy licznych związków pomiędzy spadkiem lepkości dynamicznej nienewtonowskiej biocieczy smarującej stawy człowieka z jednej strony a konsekwencjami powodowanymi przez różne choroby z drugiej strony, takimi jak: mała sprawność oraz zręczność kończyn, brak sprawności stawów, znaczne zużycie powierzchni chrząstki. Niniejsza praca przedstawia dodatkowo farmakologiczne metody powiększania in vivo lepkości dynamicznej smarującej cieczy biologicznej. Z licznych eksperymentalnych pomiarów wynika, że włókna kolagenowe, cząsteczki kwasu hialuronowego, potęgowa koncentracja jonów wodorowych pH w biologicznej cieczy smarującej oraz właściwości absorbcji smarowanej powierzchni chrząstki, mają istotny pośredni i bezpośredni wpływ na zmiany lepkości dynamicznej oraz rozkład energii wewnętrznej w poprzek grubości warstwy cieczy biologicznej. Przedstawione w pracy rezultaty potwierdzone zostały na podstawie eksperymentalnych pomiarów oraz analityczno-numerycznych obliczeń siły nośnej, współczynnika tarcia, zmian lepkości dynamicznej smarującej cieczy biologicznej, przeprowadzonych dla różnych stawów człowieka. We wcześniejszych badaniach takie efekty były pomijane. Według informacji autorów, rozpatrywany problem nie był rozpatrywany we współczesnych badaniach literaturowych tribologii medycznej. Przedstawione rezultaty umożliwią wykonywanie bardziej dokładnych leczniczych protokołów w trakcie wykonywania zabiegów dla stawów człowieka. Wyniki uzyskane w pracy znajdują zastosowanie na szeroką skalę w czasowo-przestrzennych modelach biotribologii oraz nauki o zdrowiu.

3

The influence of three different test positions and thigh asymmetry on measurements of isometric hip flexion strength in men and women

Mańka Jacek, Bobowik Patrycja, Jaskulski Karol, Wiszomirska Ida, Kaczmarczyk Katarzyna

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2022

|

Vol. 24, no. 4

49--56

EN

The aim of this study was to compare muscle strength at 90° hip and knee flexion as measured in three different positions and to investigate whether an internal or external deficit in the range of rotation in the hip joint affects flexor muscle strength. Methods: We measured the peak muscle torque of rotation in the hip joint, using isometric torquemeter, and hip ROM in healthy participants N = 40, aged 21.6 ± 1.9, in three different measurement positions. We tested for differences between the positions, and for the potential influence of participant’s sex and ROM asymmetry. Results: The measured peak muscle torque was affected not only by sex and the value of hip flexion affect, but also by the position in which it is measured. Subjects with restricted external rotation of the hip joint (CERD) had significantly higher flexor peak muscle torque compared to subjects with restricted internal rotation (CIRD), in all but the supine position. For CERD, the results were: Supine (SuP) 1.02 ± 0.26; Sitting (StP) 1.32 ± 0.58; Standing (SP) 1.53 ± 0.47; and for CIRD, the results were: Supine (SuP) 1.05 ± 0.17; Sitting (StP) 1.05 ± 0.40; Standing (SP) 1.47 ± 0.53. Conclusions: Overall, measurement position and passive ROM significantly influence the peak muscle torque in isometric conditions. Moreover, an imbalance in thigh rotation movement significantly determines the magnitude of muscle torque of the hip flexion movement. Individuals with increased internal-toexternal rotation achieved significantly higher values for flexor muscle torque force moments. Overall, these findings are of importance for interpreting or comparing any reported values for muscle torque force moments.

4

Hip joint mobility in relation to measurement position, gender and limb dominance

Bobowik Patrycja Żaneta, Mańka Jacek, Jaskulski Karol, Kaczmarczyk Katarzyna

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2022

|

Vol. 24, no. 2

65--73

EN

The purpose of this study was to determine whether three different measurement position yield divergent results in ROM using a goniometer, and how is it affected by anthropometrical factors. Methods: We measured the range of rotation in the hip joint in healthy participants aged 21.6 ± 1.88, seeking to determine how the distribution of internal vs. external rotation (RI) within the total range of mobility (TR) was influenced by the measurement position used, the gender of the participant, and the dominant lower limb. Results: We found that not only gender and limb dominance, but also the body position in which hip joint’s range of motion is measured significantly affects the values of TR and RI. We found that TR achieves the highest values in the prone position – PrP (males: 95.35 ± 12.44 and 93.15 ± 12.49; females: 103.75 ± 14.87 and 106.25 ± 15.56) and the lowest values in supine position – SuP (male: 62.65 ± 8.51 and 57.85 ± 9.60; female: 59.5 ± 12.27 and 55.85 ± 8.54). The analysis shows that CERD occurs <0.42 RI in females (PrP) and <0.88 RI in men (PrP and sitting position – StP), and CIRD >1.72 RI in women (StP), and >2.08 RI in men (PrP). Conclusions: Due to the similarities between asymmetry of internal/external rotation in the hip joint and asymmetry in the rotation of the shoulder found in Glenohumeral Internal Rotation Deficit (GIRD), we propose the concepts of Coxal Internal Rotation Deficit (CIRD) and Coxal External Rotation Deficit (CERD) as tools to indicate the possibility for injury to the hip joint, and propose threshold rotation index values serving as indicators of these deficits.

5

Application of digital image processing methods for obtaining contours of objects on ultrasound images of the hip joint

Ratushnyi Pavlo, Bilynsky Yosyp, Zhyvotivskyi Stepan

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2021

|

T. 11, nr 2

22--25

EN

In this work, the problems of research of ultrasonic images of joints are formulated. It is that for early diagnosis of developmental disorders of the hip joints needs to take frequent pictures, and the least harmful to health is ultrasound. But the quality of such images is not sufficient for highquality automated measurement of geometric parameters and diagnosis of deviations. The ultrasound image of the hip joint is evaluated by quantifying the exact values of the acetabular angle, the angle of inclination of the cartilaginous lip, and the location of the center of the femoral head. To get these geometric parameters, you need to have clear images of objects. And for the operation of automated computer measurement systems, it is necessary to use such methods of pre-digital image processing, which would give clear contours of objects. Known and available image processing algorithms, in particular contour selection, face problems in processing specific medical images. It is proposed to use the developed method of sharpening to further obtain high-quality contour lines of objects. A mathematical model of the method is presented, which is a formula for converting the intensity values of each pixel of a digital image. As a result of this method, the noise component of the image is reduced, and the intensity differences between the background and the objects are increased, and the width of these differences is one pixel. The algorithm of a sequence of processing of ultrasonic images and features of its application have resulted. The results of the developed set of methods are given. The paper presents the results of processing the real image of the hip joint, which visually confirms the quality of the selection of objects on view.

PL

W pracy sformułowano problematykę badań ultradźwiękowych obrazów stawów. Polega ona na tym, że do wczesnej diagnostyki zaburzeń rozwojowych stawów biodrowych konieczne jest częste wykonywanie zdjęć, a najmniej szkodliwe dla zdrowia są badania USG. Jednak jakość uzyskanych obrazów nie jest wystarczająca do tego, by z wysoką jakością przeprowadzić automatyczne pomiary parametrów geometrycznych i diagnostykę odchyleń. Obraz ultrasonograficzny stawu biodrowego ocenia się poprzez ilościowe określenie dokładnych wartości kąta panewki, kąta nachylenia warstwy chrzęstnej i położenia środka głowy kości udowej. Aby uzyskać te parametry geometryczne, musisz konieczne są wyraźne obrazy obiektów. Do obsługi zautomatyzowanych komputerowych systemów pomiarowych konieczne jest stosowanie takich metod przedcyfrowego przetwarzania obrazu, które dawałyby wyraźne kontury obiektów. Znane i dostępne algorytmy przetwarzania obrazu, w szczególności wybór konturu, napotykają problemy w przetwarzaniu określonych obrazów medycznych. Proponuje się wykorzystanie opracowanej metody wyostrzenia w celu dalszego uzyskania wysokiej jakości konturów obiektów. Przedstawiono model matematyczny metody będący formułą do przeliczania wartości natężenia każdego piksela obrazu cyfrowego. W wyniku tej metody zmniejsza się składowa szumu obrazu, a różnice intensywności między tłem a obiektami są zwiększane, a szerokość tych różnic wynosi jeden piksel. Opracowano algorytm kolejności przetwarzania obrazów ultradźwiękowych i cechy jego zastosowania. Podano wyniki opracowanego zestawu metod. W pracy przedstawiono wyniki przetwarzania rzeczywistego obrazu stawu biodrowego, co wizualnie potwierdza jakość doboru obiektów widzenia.

6

The electromyographic activity characteristics of the gluteus medius muscle before and after total hip arthroplasty

Kopeć Konrad, Bereza Przemysław, Sobota Grzegorz, Hajduk Grzegorz, Kusz Damian

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2021

|

Vol. 23, no. 1

187--195

EN

Purpose: The clinical outcomes of total hip arthroplasty are influenced by the correct muscle function that determines good, longterm and proper function of the artificial joint. The aim of the study was to analyze the electromyographic activity of the gluteus medius muscle in patients with hip osteoarthritis and after arthroplasty in various static weight bearing conditions, both on the affected and contralateral side. Methods: The prospective study involved 70 patients qualified for hip replacement. Patients underwent a surface electromyography of the gluteus medius muscle which involved the Trendelenburg test. The normalized results were obtained for both hips, preoperatively and 6 months after arthroplasty. Results: The only muscle activity differences were found at a full load condition of lower limb. In the preoperative assessment, the activity of the gluteus medius muscle was greater on the side qualified for surgery. After arthroplasty and the rehabilitation period, the muscle activity on the operated side decreased and significantly increased on the contralateral side. Detailed analysis of the contralateral side revealed relationship with osteoarthritis. Previous hip arthroplasty of that side resulted in lower muscle activity, similar to fully functional joints. Conclusion: The activity characteristics of the gluteus medius muscle vary depending on the condition of the joint, and the characteristics change as a result of the surgical procedure performed on both the operated and contralateral sides. These dependencies should be taken into account in the rehabilitation process, especially at the side opposite to the operated one.

7

Assessment of coxarthritis risk with dimensionless biomechanical parameters

Uršič Bojana, Kocjančič Boštjan, Romolo Anna, Iglič Aleš, Kralj-Iglič Veronika, Zupanc Oskar

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2021

|

Vol. 23, no. 1

25--34

EN

Purpose: Unfavourable distribution of contact stress over the load bearing area is considered a risk factor for early coxarthritis and it is of interest to outline respective biomechanical parameters for its prediction. The purpose of the work was to develop a transparent mathematical model which can be used to assess contact stress in the hip from imaged structures of pelvis and proximal femora, in large population studies and in clinical practice. Methods: We upgraded a previously validated three-dimensional mathematical model of the human hip in the one-legged stance HIPSTRESS by introducing parameters independent from the size of the structures in the images. We validated a new parameter – dimensionless peak stress normalized by the body weight and by the radius of the femoral head ( pmaxr2/WB) on the population of 172 hips that were in the childhood subjected to the Perthes disease and exhibited increased proportion of dysplastic hips. Results: The dimensionless parameter pmaxr2/WB exhibited smaller number of indecisive cases of hip dysplasia predicted by the model than the previously used parameter pmax/WB (6% vs. 81%, respectively). A threshold for an increased risk of early coxarthritis development by the HIPSTRESS parameter H = pmaxr2/WB was found to be 2. Conclusions: We proposed a dimensionless peak stress on the load bearing area with the border value of 2 as a decisive parameter over which hips are at risk for early development of degenerative processes and presented a method for determination of biomechanical parameters with the use of nomogram.

8

Application of statistical analysis and functional assessment tests in patients after trochanteric fractures treated surgically in an individual rehabilitation programme

Skowronek Robert, Zawora Józef, Kwiatkowski Krzysztof, Skalski Konstanty

Acta Mechanica et Automatica

|

2021

|

Vol. 15, no. 3

132--142

EN

Physiotherapeutic procedures after surgical treatment of trochanteric fractures of femurs are a very important element of a post-operative management because they have a significant influence on the final result of physiotherapy. This is due to the nature of the frac-ture and the frequency of its occurrence. The aim of the work is, in particular, to determine the relationship between functional assessment scales in patients after trochanteric fractures treated surgically using extended statistical analysis including regression equations. Statistical analysis included a group of patients, which participated in a specialized programme of a post-operative procedure, called the ‘Individual’ Group. The matrix of research results, calculations of basic statistical measures, such as position, variability, interdependence, asymmetry and concentration were presented for this group. Regression equations representing the relationships between the considered variables, in particular concerning the applied scales and post-operative tests, were presented. Their purpose, mathematical interpretation, results of calculations and statistical tests were discussed. Attention was paid to the high correlation between the Parker and Mobility tests. The extended statistical analysis makes it possible to create an own system for assessing the treatment results of patients after trochanter-ic fractures are treated surgically.

9

3D kinematic analysis of patients’ gait before and after unilateral total hip replacement

Kolářová Kateřina, Vodička Tomáš, Bozděch Michal, Repko Martin

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2020

|

Vol. 22, no. 2

165--171

EN

Purpose: The purpose of the study was to describe changes in the kinematic parameters in the patients’ gait after total hip replacement. Methods: Research group of men in the end stage of osteoarthritis indicated to the THR (n = 10; age 54.1 ± 7.5 years; weight 92.2 ± 9.6 kg; height 179.7 ± 5.9 cm). All participants underwent a total of three measurements: before surgery, 3 and 6 months after the surgery. Using the 3D kinematic analysis system, the patients’ gait was recorded during each measurement session and kinematic analysis was carried out. The parameters that were monitored included the sagittal range of motion while walking in the ankle, the knee and the hip joints of the operated and the unoperated limb, and the range in the hip joint’s frontal plane, the rotation of pelvis in the frontal and transverse planes, as well as the speed of walking and the walking step length. Results: Significant increases were found in sagittal range of motion in the operated hip joint, sagittal range of motion in the ankle joint on the unoperated side and in the walking step length of the unoperated limb. Conclusions: During walking after a THR, the sagittal range of motion in the ankle of the unoperated limb increases. Also, the range of motion in the sagittal plane on the operated joint increases, which is related to the lengthening of the step of the unoperated lower limb.

10

Assessment of Tribological Properties of Ti13Nb13Zr Titanium Alloy Used in Medicine

Piotrowska Katarzyna, Madej Monika, Ozimina Dariusz

Tribologia

|

2019

|

nr 3

97--106

PL

Celem niniejszej pracy była ocena zużycia biomateriałów tytanowych stosowanych na elementy endoprotezy stawu biodrowego. Materiałem do badań były próbki z tytanu i jego stopów: Ti grade 4, Ti6Al7Nb i Ti13Nb13Zr. Modelowe badania tribologiczne przeprowadzono w ruchu posuwisto-zwrotnym w warunkach tarcia technicznie suchego, tarcia ze smarowaniem roztworem sztucznej krwi oraz roztworem Ringera. Przeciwpróbką w badanych węzłach tarcia była kulka z Al2O3 o średnicy 6 mm. Za pomocą elektronowej mikroskopii skaningowej obserwowano ślady wytarcia po testach tribologicznych. Mikroskop konfokalny z trybem interferometrycznym posłużył do oceny zużycia powierzchni próbek i przeciwpróbek. Najmniejsze współczynniki tarcia spośród wszystkich badanych skojarzeń materiałowych uzyskano dla skojarzenia materiałowego– stop Ti13Nb13Zr-Al2O3. Analiza SEM wykazała, że w wyniku procesu zużywania generowane były liczne rysy i bruzdy. Powstały one na skutek przemieszczania się luźnych produktów zużycia w obszarze wytarcia. Dla wszystkich badanych materiałów zaobserwowano spiętrzenie obrzeży krawędzi śladów wytarcia świadczące o ściernym mechanizmie zużycia. Podczas testów tarciowych badanych skojarzeń materiałowych najbardziej zużywającym się materiałem była tytanowa tarcza. W przypadku stopów Ti6Al7Nb oraz Ti13Nb13Zr zarejestrowano porównywalne zużycie bez względu na warunki prowadzenia testów (TDF, AB, RS). Analiza otrzymanych wyników badań tribologicznych wykazała, że skojarzeniem, dla którego zarejestrowano najmniejsze zużycie pary trącej (próbki i przeciwpróbki), było skojarzenie materiałowe Ti6Al7Nb-Al2O3.

EN

The aim of this study was to evaluate the wear and tear of titanium biomaterials used for hip endoprosthesis. The test materials were samples of titanium and its alloys: Ti grade 4, Ti6Al7Nb and Ti13Nb13Zr. Model tribological tests were carried out in reciprocal motion under conditions of technically dry friction, friction with lubrication provided by an artificial blood solution and Ringer's solution. A 6 mm in diameter Al2O3 ball was used as a counter-sample in the friction pairs. After tribological tests, traces of wear were inspected using scanning electron microscopy. A confocal microscope with interferometric mode was used to evaluate the wear of the surface of samples and counter-samples. The lowest friction coefficients among all the material associations were obtained for the Ti13Nb13Zr-Al2O3 alloy. SEM analysis has shown that as a result of the wear process, numerous scratches and grooves were generated. They were created as a result of loose products of wear moving around in the friction area. For all tested materials, a pile-up of the wear edges was observed, which indicates an abrasive wear mechanism. During the friction tests of the tested material associations, the titanium disc proved to be the most wearing material. For Ti6Al7Nb and Ti13Nb13Zr alloys, comparable wear was recorded regardless of the test conditions (TDF, AB, RS). The analysis of the obtained tribological results showed that the material association for which the lowest wear of friction pair (sample and countersample) recorded was Ti6Al7Nb-Al2O3.

11

Strenghth analysis of hip joint replacement revision implant

Skowronek Paweł, Twardoch Krzysztof, Skawiński Piotr, Żołnierz Marcel

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2019

|

Vol. 57 nr 1

235--248

EN

The subject of the article is the evaluation of the strength of revision implants made of titanium or tantalum alloy, used during bone reconstruction of a hip joint while potentially using additional stabilizing screws, necessary due to significant bone loss. The article provides a preliminary strength analysis of implants, indispensable for further evaluation of strength limitations due to the risk of implant damage depending on the structure and number of additional screw holes. In the human locomotor system, the hip joint is the joint with the most load, hence the main problem is to establish an adequate load model which ought to be assumed for the needs of implant strength analysis. It is found necessary to perform a short, analytical review of the existing hip joint load models from the point of view of choosing the proper one, considering evaluation of implant strength by means of numerical studies using FEM. Differences in the implant load distribution depending on the used material are shown.

12

Zjawiska biomineralogiczne w endoprotezach stawu biodrowego

Pawlikowski M.

Auxiliary Sciences in Archaeology, Preservation of Relics and Environmental Engineering

|

2018

|

nr 25

71--88

PL

Wykonano badania elementów endoprotez stawu biodrowego pod kątem starzenia się materiałów, rozpoznania struktur stosowanych metali oraz cementów służących do fiksacji endoprotez. Badaniom poddano także „zużyte" elementy endoprotez po różnych okresach ich funkcjonowania. Stwierdzono, że starzenie się polimerów prowadzi to ich spękania przez co skraca się czas prawidłowego funkcjonowania panewek i całych sztucznych stawów. W „pracujących” elementach metalowych (głowy endoprotez) zaobserwowano w stali wtrącenia mikro żużelków, które po wykruszeniu się ze stali pod czas stawu biodrowego niszczą gładź powierzchni głowy endoptotezy oraz wewnętrzna powierzchnię panewki. Długotrwałe obciążenie panewek prowadzi do zmiany struktury atomowej polipropylenu z którego wykonane są panewki. To pociąga za sobą szybsze niszczenie obciążanej panewki. Badane, dwuskładnikowe cementy fiksujące endoprotezę zawierały banieczki powietrza, co jest efektem mieszania składników. Ich obecność osłabia stabilizacje endoprotezy przyspieszając konieczność jej wymiany.

EN

Tests were performed on elements of hip joint endoprostheses regarding aging of the materials, structures of the metals as well as the cements used to fix the implant to the bone.“Worn out” elements of endoprostheses after different periods of functioning were also studied It was determined that aging of the polymers leads to their cracking, which shortens the time of proper functioning of the acetabula and the whole artificial joints. In the “working” metal elements (femoral heads) creation of micro slag bits in the steel was observed. Those bits break out from the steel during the functioning of the hip joint, damaging the surface finishing of the head of the implant and the inner surface of the acetabulum. Long-term load on the acetabula leads to changes in the atomic structure of the polypropylene that they are built of. That causes the acetabula to wear out faster. Two-component fixing cements that were tested contained air bubbles as a result of mixing the components. Their presence weakens the endoprostheses stabilization, accelerating the necessity to replace it.

13

Ocena niepewności pomiarów parametrów stawów biodrowych u dzieci

Gilewska G.

Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej

|

2017

|

Nr 54

67--69

PL

W artykule przedstawiono aspekty oceny niepewności pomiarów parametrów anatomicznych na obrazach radiologicznych. Oceny dokonano na podstawie pomiarów realizowanych z wykorzystaniem obrazów radiologicznych wykonanych w standaryzowanych projekcjach. Pomiary przeprowadzono za pomocą programu opracowanego do wyznaczania wybranych parametrów i wskaźników radiologicznych umożliwiających ocenę budowy stawu biodrowego u dzieci. Wykonano kilka serii pomiarowych dla pacjentów w różnym wieku. Dokonano oceny niepewności wyników pomiarów parametrów anatomicznych, takich jak kąt Wiberga (WB), kąt nachylenia panewki Sharpa (NP), kąt centrowania szyjki kości udowej (CS).

EN

The paper presents aspects of the evaluation of measurement uncertainty of anatomical parameters on radiological images. Measurements carried out on the basis of radiological images taken in standardized projections were evaluated. Measurements were made in a specially designed measurement program for selected radiographic parameters and indicators to assess the hip joint structure in children. Several measurement series have been made for patients of different ages. Factors influencing the uncertainty of anatomical parameters such as patient age, bone marrow pathology, and operator skills have been evaluated.

14

Disturbances of selected parameters for medical imaging systems

Gilewska G.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2017

|

R. 93, nr 12

10--13

EN

The paper presents to aspects of measuring disturbances in the selected measurement systems based on digital radiographic images. Systems using X-ray images of the ankle or hip joint and dedicated programs and measurements algorithms were selected. The author performed an analysis of the standard uncertainty of measurement. Significant differences in uncertainty levels for the various indicators were observed, and must therefore be interpreted independently.

PL

W artykule zostaną przedstawione aspekty zakłóceń pomiarów w wybranych systemach pomiarowych dotyczących zdjęć rentgenowskich. Do badań wybrano systemy wykorzystujące zdjęcia rentgenowskie stawów skokowych i biodrowych oraz własne programy i algorytmy pomiarowe. Przeprowadzono analizę poziomu niepewności standardowej pomiarów. Zaobserwowano znaczne różnice w poziomie niepewności dla różnych wskaźników i dlatego należy je interpretować niezależnie.

15

Hip joint and hip endoprosthesis biomechanics

Gryka J.

Journal of Technology and Exploitation in Mechanical Engineering

|

2017

|

Vol. 3, nr 1

21--27

EN

This article contains a description of the basic issues related to anatomy, loading of hip joint and its endoprosthesis research methods. The methods of testing and simulating hip joint loads, factors that influence the selection of parameters during the design of prostheses, typical solutions to engineering problems related to this topic are presented. The article concludes with short summary of the finite element method for the design of hip replacements.

PL

Artykuł zawiera opis podstawowych zagadnień związanych z anatomią, obciążeniami i metodami badawczymi dotyczących stawu biodrowego oraz jego endoprotezy. Przedstawione są sposoby badania i symulowania obciążeń w stawie biodrowym, czynniki wpływające na dobieranie parametrów podczas projektowania endoprotezy oraz typowe rozwiązania problemów inżynierskich związanych z tym tematem. Artykuł zakończony jest krótkim streszczeniem zastosowań metody elementów skończonych podczas projektowania endoprotezy stawu biodrowego.

16

Analiza obliczeń statystycznych czynników decydujących o postępach fizjoterapii w złamaniach krętarzowych

Skowronek R., Zawora J., Kwiatkowski K., Skalski K.

Inżynieria Powierzchni

|

2017

|

nr 4

3--10

PL

Planowanie zabiegów fizjoterapeutycznych po operacyjnym leczeniu złamań krętarzowych kości udowej jest ważnym elementem postępowania pooperacyjnego. Wynika to z charakteru złamania oraz częstotliwości jego występowania. Analiza statystyczna, w której weryfikacji poddane są różne zmienne, skale i testy oceny pooperacyjnej, pozwala na opracowanie nowych, skorelowanych i innowacyjnych zabiegów rehabilitacji. W badaniach statystycznych analizie poddano trzy grupy chorych o znacznej liczebności. W przykładowej analizie wariancji zaprezentowano obliczenia dla chorych z demencją. Ważną czynnością było opracowanie macierzy pomiarów (doświadczeń) oraz określenie korelacji między zmiennymi tej macierzy. Analizę wariancji uzupełniono o interpretację wyników testów/skal, które wskazały na ich efektywność Przedyskutowano korelację między zmiennymi niezależnymi, skalami i testami, wskazując na wysokie współczynniki korelacji: dla skali Parkera oraz skali zależności od pomocy przy chodzeniu i poziomu mobilności (r = 0,92746) oraz skali HHS i testu Trendelenburga (r = 0,87094).

EN

Planning physiotherapeutic procedures after surgical treatment of trochanteric fractures of a femoral bone is an important part of a postoperative management. This is due to the nature of the fracture and the frequency of its occurrence. Statistical analysis, in which various variables, scales and post-operative assessment tests are verified, allows the development of new, correlated and innovative rehabilitation procedures. Three groups of a significant number of patients were analyzed in statistical studies. In the exemplary variance analysis, the calculations for patients with dementia were presented. An important task was to develop a matrix of measurements (experiments) and to determine the correlation among the variables of this matrix. The variance analysis was supplemented with the interpretation of the results of tests/scales that indicated their effectiveness. The correlation between independent variables, scales and tests was discussed, indicating high correlation coefficients: for Parker’s scale and for t he scale of dependence on a walking aid and a mobility level (r = 0.92746) and also for the HHS scale and Trendelenburg’s test (r = 0.87094).

17

Effect of patient-specific model scaling on hip joint reaction force in one-legged stance – study of 356 hips

Hornova J., Kralj-Iglič V., Pedersen D. R., Daniel M.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2017

|

Vol. 19, no. 4

103--108

EN

Estimation of hip joint loading is fundamental for understanding joint function, injury and disease. To predict patientspecific hip loading, a musculoskeletal model must be adapted to the patient’s unique geometry. By far the most common and cost effective clinical images are whole pelvis plain radiographs. This study compared the accuracy of anisotropic and isotropic scaling of musculoskeletal model to hip joint force prediction by taking patient-specific bone geometry from standard anteroposterior radiograms. Methods: 356 hips from 250 radiograms of adult human pelvis were analyzed. A musculoskeletal model was constructed from sequential images of the Visible Human Male. The common body position of one-legged stance was substituted for the midstance phase of walking. Three scaling methods were applied: a) anisotropic scaling by interhip separation, ilium height, ilium width, and lateral and inferior position of the greater trochanter, b) isotropic scaling by pelvic width and c) isotropic scaling by interhip separation. Hip joint force in one-legged stance was estimated by inverse static model. Results: Isotropic scaling affects all proportions equally, what results in small difference in hip joint reaction force among patients. Anisotropic hip scaling increases variation in hip joint force among patients considerably. The difference in hip joint force estimated by isotropic and anisotropic scaling may surpass patient’s body weight. Conclusions: Hip joint force estimated by isotropic scaling depends mostly on reference musculoskeletal geometry. Individual’s hip joint reaction force estimation could be improved by including additional bone geometrical parameters in the scaling method.

18

The structural analysis of socket inlays of the hip endoprosthesis

Karpiński R., Jaworski Ł.

Journal of Technology and Exploitation in Mechanical Engineering

|

2016

|

Vol. 2, nr 1

36--39

EN

The paper presents results of the preliminary structural analysis of socket inlays model of the endoprosthesis of the hip joint. Basics of anatomy and biomechanical analysis of the hip joint were introduced. The prototype of socket inlay of the hip endoprosthesis was modeled using Solid Edge ST8 software. After determining physical properties of structural materials for socket inlays, the Finite Elements Analysis of the model was conducted using SolidWorks software under various load conditions. Finally the results of analysis were presented.

PL

W pracy przedstawiono wyniki wstępnej analizy strukturalnej wkładki endoprotezy stawu biodrowego. Zaprezentowano podstawowe informacje z anatomii oraz biomechaniki stawu biodrowego. Model wkładki endoprotezy wykonano z wykorzystaniem oprogramowania Solid Edge ST8. Po określeniu właściwości fizycznych materiałów stosowanych na wkładki endoprotezy przeprowadzono analizę Metodą Elementów Skończonych w programie SolidWorks dla różnych warunków obciążenia. Zaprezentowano uzyskane wyniki.

19

Badania termowizyjne obciążonego stawu biodrowego

Rusowicz A., Piwnik J.

Aparatura Badawcza i Dydaktyczna

|

2016

|

T. 21, nr 1

49--53

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań obciążonego stawu biodrowego. Staw biodrowy obciążano cyklami ćwiczeń gimnastycznych. Temperaturę w okolicach stawu monitorowano przy użyciu kamery termowizyjnej. Określono zmiany temperatury powierzchni skóry w wybranych miejscach.

EN

The article presents the results of the load of the hip. The hip joint is loaded cycle exercise. The temperature in the vicinity of the joint were monitored using a thermal imaging camera. Changes of skin surface temperature at selected locations are analyzed.

20

Structural analysis of articular cartilage of the hip joint using finite element method

Karpiński R., Jaworski Ł., Zubrzycki J.

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2016

|

Vol. 10, nr 31

240--246

EN

The paper presents the results of a preliminary study on the structural analysis of the hip joint, taking into account changes in the mechanical properties of the articular cartilage of the joint. Studies have been made due to the need to determine the tension distribution occurring in the cartilage of the human hip. These distribution are the starting point for designing custom made human hip prosthesis. Basic anatomy, biomechanical analysis of the hip joint and articular cartilage are introduced. The mechanical analysis of the hip joint model is conducted. Final results of analysis are presented. Main conclusions of the study are: the capability of absorbing loads by articular cartilage of the hip joint is preliminary determined as decreasing with increasing degenerations of the cartilage and with age of a patient. Without further information on changes of cartilage’s mechanical parameters in time it is hard to determine the nature of relation between mentioned capability and these parameters.