AbstractsBiology & Animal Science

Door gebruik te maken van computermodellen van de knie kan het effect van chirurgische parameters onderzocht worden. Dit geeft de orthopedisch chirurg meer informatie om reconstructies van de voorste kruisband (VKB) beter af te kunnen stemmen op de individuele patiënt. Dergelijke modellen kunnen helpen om de juiste aanhechtingsplek op het femur en tibia aan te wijzen, maar ook om de optimale lengte en voorspanning van het transplantaat te bepalen. In dit proefschrift is als eerste gekeken naar de ontwikkeling van een geschikt 3D kniemodel op basis van CT en MRI data. Hierbij is het proces om de modellen te bouwen geëvalueerd, om de juiste balans te vinden tussen de geïnvesteerde tijd en de kwaliteit van de geometrische representatie. Daarnaast is de nauwkeurigheid waarmee de locatie van de aanhechtingsplekken van de verschillende ligamenten rondom de knie bepaald kunnen worden, onderzocht. Deze locaties hebben een grote invloed op het gedrag van het kniemodel. In deze studie zijn metingen op MRI scans, verricht door verschillende waarnemers, vergeleken met fysieke metingen. Vervolgens zijn de mechanische eigenschappen van het posterieure kniekapsel bepaald in experimentele testen. Het posterieure kniekapsel biedt stabiliteit aan het kniegewricht, met name in volledige extensie van de knie. Ten slotte zijn het mechanische gedrag en de laxiteit van de VKB onderzocht onder verschillende flexiehoeken. Deze informatie kan gebruikt worden om de voorspanning van de VKB af te stellen en om de resultaten van kniemodellen te valideren.; The hypothesis of this thesis is that the results of anterior cruciate ligament (ACL) reconstructions can be optimized by personalizing the surgical intervention. Using finite element (FE) modeling it is possible to analyze the optimal surgical parameters, thereby assisting the orthopaedic surgeon on individualizing the ACL reconstruction. This may help determining the optimal location of the graft insertion sites in the femur and tibia, as well as finding the optimal length and pre-stress of the graft. The development of an appropriate subject-specific 3D knee joint model from CT and MRI images was the first concern to create FE models. We evaluated the workflow to model the knee joint in order to investigate the balance between the invested time and the resulting quality of the geometrical representation. The accuracy of identifying the knee ligament attachment sites in the model, which is essential to achieve an accurate biomechanical knee joint model, was also studied by involving various observers to identify the insertion and origo sites of knee ligaments on MRI scan images. Subsequently, the mechanical properties of the knee joint capsule were studied in this research to achieve a reliable FE knee joint model. This structure, which provides stability to the joint by limiting joint movement, specifically in full extension, has not been studied extensively in previous studies. Finally, the mechanical behavior and slack length of the ACL were assessed at multiple flexion angles. This…