A multimedia package for patient understanding and rehabilitation of non-contact anterior cruciate ligament injuries

Non-contact anterior cruciate ligament (ACL) injury is one of the most common ligament injuries in the body. Many patients’ receive graft surgery to repair the damage, but have to undertake an extensive period of rehabilitation. However, non-compliance and lack of understanding of the injury, healing process and rehabilitation means patient’s return to activities before effective structural integrity of the graft has been reached. When clinicians educate the patient, to encourage compliance with treatment and rehabilitation, the only tools that are currently widely in use are static plastic models, line diagrams and pamphlets. As modern technology grows in use in anatomical education, we have developed a unique educational and training package for patient’s to use in gaining a better understanding of their injury and treatment plan. We have combined cadaveric dissections of the knee (and captured with high resolution digital images) with reconstructed 3D modules from the Visible Human dataset, computer generated animations, and images to produce a multimedia package, which can be used to educate the patient in their knee anatomy, the injury, the healing process and their rehabilitation, and how this links into key stages of improving graft integrity. It is hoped that this will improve patient compliance with their rehabilitation programme, and better long-term prognosis in returning to normal or near-normal activities. Feedback from healthcare professionals about this package has been positive and encouraging for its long-term use

Biomechanics of the distal radio-ulnar joint: A finite element study (biomeccanica dell'articolazione radio-ulnare distale: Studio agli elementi finiti)

Il metodo agli elementi finiti è stato utilizzato per valutare la distribuzione dei carichi e delle deformazioni in numerose componenti del corpo umano. L'applicazione di questo metodo ha avuto particolare successo nelle articolazioni con geometria semplice e condizioni di carico ben definite, mentre ha avuto un impatto minore sulla conoscenza della biomeccanica delle articolazioni multi-osso come il polso. Lo scopo di questo lavoro è quello di valutare gli aspetti clinici e biomeccanici dell’articolazione distale radio-ulnare, attraverso l’utilizzo di metodi di modellazione e di analisi agli elementi finiti. Sono stati progettati due modelli 3D a partire da immagini CT, in formato DICOM. Le immagini appartenevano ad un paziente con articolazione sana e ad un paziente con articolazione patologica, in particolare si trattava di una dislocazione ulnare traumatica. Le componenti principali dei modelli presi in considerazione sono stati: radio, ulna, cartilagine, legamento interosso, palmare e distale. Per la realizzazione del radio e dell’ulna sono stati utilizzati i metodi di segmentazione “Thresholding” e “RegionGrowing” sulle immagini e grazie ad operatori morfologici, è stato possibile distinguere l’osso corticale dall’osso spongioso. Successivamente è stata creata la cartilagine presente tra le due ossa, attraverso operazioni di tipo booleano. Invece, i legamenti sono stati realizzati prendendo i punti-nodo del radio e dell’ulna e formando le superfici tra di essi. Per ciascuna di queste componenti, sono state assegnate le corrispondenti proprietà dei materiali. Per migliorare la qualità dei modelli, sono state necessarie operazioni di “Smoothing” e “Autoremesh”. In seguito, è stata eseguita un’analisi agli elementi finiti attraverso l’uso di vincoli e forze, così da simulare il comportamento delle articolazioni. In particolare, sono stati simulati lo stress e la deformazione. Infine, grazie ai risultati ottenuti dalle simulazioni, è stato possibile verificare l’eventuale rischio di frattura in differenti punti anatomici del radio e dell’ulna nell’articolazione sana e patologica