2011
DOI: 10.1007/s10439-011-0361-y
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Development and Validation of a Computational Model for Investigation of Wrist Biomechanics

Abstract: In this study, a computational model of the wrist joint complex was developed and validated for investigating the biomechanical function of the joint in clinically representative scenarios. Joint behavior and kinematics were dictated only by osteoarticular contact, ligamentous constraints, and muscle loading. Three-dimensional articular surfaces of each bone were generated from CT images, while ligaments and muscles were modeled as linear springs and constant-magnitude force vectors, respectively. Commercially… Show more

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“…Daher spiegelt die bisherige modelltechnische Approximation der zahlreichen Handwurzelgelenke als lediglich simplifizierte Gelenke nicht die Komplexität wider, die sie physiologisch eigentlich beinhalten. Gerade wegen dieser komplexen Handgelenksverbindung ist das Verständnis der physiologischen und pathologischen Biomechanik wichtig, um die Ursache und die Auswirkungen von Verletzungen und deren chirurgischer Therapie zu verstehen [34]. In dieser Arbeit wurden daher die bestehenden biomechanischen Modellansätze systematisch hinsichtlich ihrer Eignung zur Beantwortung klinischer Fragestellungen in Bezug auf pathologische Veränderungen und Therapie der Handwurzel analysiert.…”
Section: Diskussion !unclassified
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“…Daher spiegelt die bisherige modelltechnische Approximation der zahlreichen Handwurzelgelenke als lediglich simplifizierte Gelenke nicht die Komplexität wider, die sie physiologisch eigentlich beinhalten. Gerade wegen dieser komplexen Handgelenksverbindung ist das Verständnis der physiologischen und pathologischen Biomechanik wichtig, um die Ursache und die Auswirkungen von Verletzungen und deren chirurgischer Therapie zu verstehen [34]. In dieser Arbeit wurden daher die bestehenden biomechanischen Modellansätze systematisch hinsichtlich ihrer Eignung zur Beantwortung klinischer Fragestellungen in Bezug auf pathologische Veränderungen und Therapie der Handwurzel analysiert.…”
Section: Diskussion !unclassified
“…Die bisherige Arbeiten haben zwar zum Verständnis der karpalen Interaktionen beigetragen, jedoch existiert bis zum jetzigen Zeitpunkt keine einheitliche und für die Bewegung der gesunden oder kranken Handwurzel validierte Modellansicht respektive Theorie [7,9,18,[35][36][37][38][39]. Es existieren lediglich simplifizierte Beschreibungen und Funktionsmodelle der Handwurzel [18,31,34,35,39]. Unterschiedliche Modalitäten und Versuchsansätze zur Untersuchung der Biomechanik der Handwurzel sowie die Limitierungen, die mit Humanpräparatuntersuchungen einhergehen, und der angewandten Bildgebungsverfahren, können eventuell die Diskrepanzen und Unterschiede in den Modellansichten und Theorien erklären.…”
Section: Schlussfolgerung Und Ausblickunclassified
“…Finite element (FE) representations, representative of patient-specific anatomy, have been utilized to investigate mechanics of different tissues (Martin et al, 2015; Sun et al, 2015). Specific to the wrist, FE analysis has been used to investigate the load transmission through the carpal bones (Carrigan et al, 2003; Gislason et al, 2009), the effects of pathological conditions on wrist joint (Bajuri et al, 2012), wrist mechanics in response to tendon loading (Majors and Wayne, 2011), and changes in carpal load transmission associated with carpal tunnel release (Guo et al, 2009). FE modeling was also used to analyze stress of the carpal tunnel contents and showed that median nerve compression is attributable to structural contact force rather than fluid pressure (Ko and Brown, 2007; Mouzakis et al, 2014).…”
Section: Introductionmentioning
confidence: 99%
“…For example, the structural mechanics enables wrist motion (Fischli et al, 2009; Majors and Wayne, 2011), provides stability to the carpal tunnel (Garcia-Elias et al, 1989a), and allows for force transmission between the hand and forearm during hand use, e.g. grasping (Horii et al, 1990; Marquez-Florez et al, 2015; Matsuki et al, 2009; Schuind et al, 1995).…”
Section: Introductionmentioning
confidence: 99%
“…The two-dimensional mechanics of the wrist have also been investigated with respect to the compliance of the carpal tunnel (Tung et al, 2010), force transmission across wrist (Garcia-Elias et al, 1989b; Schuind et al, 1995), and manipulation of the carpal tunnel's cross-sectional area (Li et al, 2013; Li et al, 2011; Li et al, 2009). Three-dimensional studies of the wrist structure have been mainly studied with computational modeling with a particular focus on force transmission across the carpus (Fischli et al, 2009; Guo et al, 2009; Majima et al, 2008; Majors and Wayne, 2011; Marquez-Florez et al, 2015; Matsuki et al, 2009). However, there is a lack of experimental studies investigating the three-dimensional biomechanics of the wrist structure.…”
Section: Introductionmentioning
confidence: 99%