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- 저자 : 최문권(WonQuan Cui) (검색결과 1 건)
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경골 골절제의 정도가 절제면의 골 강도에 미치는 영향 : 유한 요소 해석을 이용한 연구
김광균(Kwang Kyoun Kim),원예연(Ye Yeon Won),백명현(Myong-Hyun Baek),최문권(WonQuan Cui),권순행(Soon Haeng Kwon),이주홍(Joo-Hong Lee),김용범(Yong-Beum Kim) 대한정형외과학회 2009 대한정형외과학회지 Vol.44 No.5
목적: 유한요소 해석을 이용하여 슬관절의 경골 관절면에서 절단 거리에 따른 절단면의 기계적 강도 차이를 분석하고자 한다. 대상 및 방법: 슬관절 치환술을 위해 내원한 퇴행성 관절염 환자에서 시행한 20예의 슬관절 전산화 단층 촬영 영상을 이용하였고 각 컴퓨터 단층 촬영 이미지를 자동 메쉬 형성(automatic mesh generation) 소프트웨어 BIONIX™ (CANTIBio. Co, Suwon, Korea) 프로그램을 이용하여 8절점 정육방형 요소(8-node hexahedron element)로 모델을 생성하였다. 유한요소 모델은 근위 경골 외과측 관절면에서 6 ㎜, 8 ㎜, 10 ㎜, 12 ㎜, 15 ㎜, 18 ㎜씩 절단하여 20개의 모델당 각 6개의 유한요소 모델을 만들었다. BIONIX™ 소프트웨어에서 생성된 8절점 정육방형 요소는 HyperMesh™ (Altair Engineering. Inc, Seattle, USA) 소프트웨어를 사용하여 1%의 변형률(strain rate)을 가하여 경계 조건을 적용했다. 유한요소 해석은 상용 소프트웨어인 ANSYS 9.0 (ANSYS. Inc, Orlando, USA)을 이용하여 최대 응력(σu, Ultimate stress)을 구하였다. 결과: 평균 최대 응력은 6 ㎜에서 906.84 ㎫, 8 ㎜에서 877.22 ㎫, 10 ㎜에서 895.93 ㎫, 12 ㎜에서 852.70 ㎫, 15 ㎜에서 742.90 ㎫, 18 ㎜에서 585.51 ㎫로 관절면으로부터 절제 거리가 증가할수록 절단면의 최대 응력이 감소하는 경향을 보였고 15 ㎜와 18 ㎜에서는 통계적으로 의미있는 감소를 보였다(15 ㎜: p=0.005, 18 ㎜: p=0.000) 결론: 경골 외과측 관절면에서 절제 거리에 따른 절단면의 강도는 전반적인 감소를 보이나 12 ㎜ 이내에서는 절제면의 골강도를 유의하게 감소시키지 않았다. Purpose: We wanted to evaluate the mechanical strength of proximal tibia as resection distance increased from the joint surface. Materials and Methods: We obtained the CT images of twenty knee osteoarthritis patients undergoing total knee arthroplasty. The finite element models were created based on the computed tomography images. The 8-node hexahedron element was made from BIONIX™ (CANTIBio. Co, Suwon, Korea), which is automatic mesh generation software program. The finite element model of the proximal tibia was resected at 6 ㎜, 8 ㎜, 10 ㎜, 12 ㎜, 15 ㎜ and 18 ㎜ from the lateral joint surface. A 1 % strain rate was applied to a model by using HyperMesh™ software (Altair Engineering. Inc, Seattle, USA). The ultimate stress was calculated from the finite element analysis with using ANSYS 9.0 (ANSYS. Inc, Orlando, USA). Results: The mean ultimate stress was 906.84 ㎫, 877.22 ㎫, 895.93 ㎫, 852.70 ㎫, 742.90 ㎫ and 585.51 ㎫ at the 6 ㎜, 8 ㎜, 10 ㎜, 12 ㎜, 15 ㎜ and 18 ㎜ resection levels. As co㎫re to the 6 ㎜ resection level, the bone strengths at 15 ㎜ and 18 ㎜ were decreased with statistical significance (15 ㎜: p=0.005, 18 ㎜: p=0.000). Conclusion: The ultimate stress was decreased as the resection distance increased from the joint surface. But within a 12 ㎜ resection distance from the lateral condyle articular surface of the tibia, the ultimate stress was not significantly decreased (p>0.05).
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