WWW.MASH.DOBROTA.BIZ
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - онлайн публикации
 

«ID: 2015-11-6-A-5519 Краткое сообщение Сусликов А.А., Суздальцев С.Е., Полиенко А.В. Компьютерное моделирование большой берцовой кости ГБОУ ВПО Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Минздрава ...»

Бюллетень медицинских Интернет-конференций (ISSN 2224-6150)

2015. Том 5. № 11

ID: 2015-11-6-A-5519 Краткое сообщение

Сусликов А.А., Суздальцев С.Е., Полиенко А.В .

Компьютерное моделирование большой берцовой кости

ГБОУ ВПО Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Минздрава России, кафедра оперативной хирургии и топографической анатомии

ФГОУ ВПО СГУ им. Н.Г. Чернышевского, Образовательно-научный институт наноструктур и биосистем, отдел компьютерного моделирования в биомедицине и материаловедении Научный руководитель: к.м.н. Челнокова Н.О .

Резюме Целью данного исследования является изучение биомеханических свойств большеберцовой кости и определение их роли при формировании переломов. Материал исследования: мацерированные препараты большеберцовой кости от 20 трупов взрослых мужчин в возрасте от 30-60 лет. Исследование упруго-деформативно-прочностных свойств костной ткани проводилось на разрывной машине Instron 5944. Компьютерная 3D модель большеберцовой кости построена в программном комплексе SolidWorks. Численный анализ произведен с помощью программной платформы ANSYS Workbench. Результаты. Минимальное значение эквивалентных по Мизесу напряжений установлено в верхнем эпифизе большеберцовой кости оно составило 1,0979*10 Па, в нижнем эпифизе – 3,2783*10 Па, увеличение данного показателя наблюдается в области наименьшей окружности эпифиза, где он достигает 8,7291*10 Па. Максимальное значение эквивалентных по Мизесу напряжений большеберцовой кости – 4,3646*10 Па установлено в области наименьшей окружности ее диафиза. Заключение. Компьютерное моделирование позволяет определить наиболее уязвимые участки большой берцовой кости .



Ключевые слова: большая берцовая кость, морфология, биомеханика, моделирование Введение Несмотря на то, что большеберцовая кость способна выдерживать значительные статические и динамические нагрузки на долю диафизарных переломов костей голени приходится от 54,4 до 87,9%, что обусловлено действием высокой сверхнагрузки *3+ .

Математическое моделирование биологических объектов представляет собой аналитическое описание идеализированных процессов и систем, адекватных реальным. Построение 3D моделей широко используется в современной медицине, в частности травматологии. Компьютерное моделирование дает возможность для описания различных возможных механизмов развития повреждений и осложнений. Для выбора оптимального метода оперативного вмешательства требуется детальное моделирование с последующим анализом полученных результатов, который и определяет выбор конкретного алгоритма лечения с учетом развития возможных осложнений *1, 2+. Биомеханическую модель органа невозможно создать без знания егоморфологических и биомеханических параметров .

Цель исследования: изучить биомеханические свойства большеберцовой кости и определить их роль при формировании переломов .

Материал и методы С целью построения биомеханической модели большеберцовой кости изучены ее морфологические и биомеханические характеристики на различных уровнях .

Материалом послужили мацерированные препараты 40 большеберцовых костей от 20 трупов взрослых мужчин в возрасте от 30-60 лет. Применялись методы антропометрии и остеометрии. Измеряли длину тела, длину голени, общую длину большой берцовой кости, ширину верхнего, нижнего эпифизов и ширину диафиза в верхней, средней и нижней трети, а также угол скрученности диафиза и угол ретроверсии верхнего эпифиза большеберцовой кости .

При проведении натурного эксперимента по исследованию биомеханических свойств данной кости изымались участки костной ткани толщиной 3мм и длиной 10 мм вдоль трех осей ортогональной системы координат со следующих отделов:



проксимального эпифиза, верхней трети диафиза, средней трети диафиза, нижней трети диафиза, дистального эпифиза большеберцовой кости .

Исследование биомеханических свойств проводилось на одноосной разрывной машине Instron 5944. Было наложено ограничение по степеням свободы на поверхности большой и малой берцовой кости со стороны нижних эпифизов. Нагрузка была приложена на латеральный и медиальный мыщелок большой берцовой кости. Рассмотрены три значения нагрузки .

Анализировалось распределение нагрузки при относительной норме (без патологии опорно-двительного аппарата). Были проанализированы две ситуации: нагрузка на одну ногу и нагрузка на две ноги .

Результаты Средняя длина тела составила 169,7±2 см. Длина голени в среднем равна 37,0±1,5 см. Общая длина большеберцовой кости в среднем равна 36,3±0,5 см. Выявлена связь с типом телосложения. Угол скрученности диафиза большеберцовой кости составляет 46,6±1,0. Угол ретроверсии верхнего эпифиза большеберцовой кости равен 71,4±0,9 .

На основе полученных морфометрических и биомеханических параметров, томограмм большеберцовой кости построена компьютерная 3D модель программном комплексе SolidWorks. Разбили модель на конечно-элементную сетку. Использовали нерегулярную тетраэдрическую сетку с размером грани равным 0.002 м. Для осуществления нагрузок, был создан материал, приближенный к действительности .

[

–  –  –

Численный анализ с помощью программной платформы ANSYS Workbench. Для расчета напряженно-деформированного состояния тел и конечно-элементного анализа заданы параметры, наиболее приближенные к исследуемому материалу: плотность 2400кг/м, модуль Юнга 1E+0,8 Па и коэффициент Пуассона 0,49 .

Нагрузка была приложена на латеральный и медиальный мыщелок большой берцовой кости. Для случая нормы были проанализированы две ситуации: нагрузка на одну ногу и нагрузка на две ноги у субъектов с массой тела 60 кг, 80 кг и 100 кг .

Картина максимальных перемещений представлена в таблице .

При нагрузке 300H и 600H у субъектов с массой тела 60 кг при условии стояния на 2-х ногах минимальное значение эквивалентных по Мизесу напряжений установлено в верхнем эпифизе большеберцовой кости оно составило 1,0979*10 Па, в нижнем эпифизе – 3,2783*10 Па, в области наименьшей окружности нижнего эпифиза – 8,7291*10 Па. Максимальное значение эквивалентных по Мизесу напряжений большеберцовой кости отмечено в области наименьшей окружности диафиза большеберцовой кости (4,3646*10 Па) .

Заключение Конечно-элементное моделирование с учетом биомеханических параметров костной ткани позволяет определить наиболее уязвимые участки большой берцовой кости .

Литература

1. Бейдик О.В., Левченко К.К., Ткачева А.В., Бутовский К.Г. Конечно-элементное моделирование жесткости фиксации костных отломков в аппаратах чрескостного остеосинтеза при лечении диафизарных переломов голени // Гений ортопедии. – 2009. – № 1. – С. 21-27 .





2. Слободской А.Б., Норкин И.А., Попов А.Ю. Трехмерное моделирование репозиции отломков при переломах длинных трубчатых костей. – Саратов: ИЦ «Наука», 2012. – 142 с .

3. Слободской А.Б., Островский Н.В. Оптимизация чрескостного остеосинтеза при переломах костей конечностей с помощью современных компьютерных технологий // Анналы хирургии. 2002. № 4. С. 53-57 .

–  –  –






Похожие работы:

«№1 СЕНТЯБРЬ 2016 АЙБ ЛИТ газета студенческого актива факультета ветеринарной медицины Рисунок: Вероника Форостенко, студентка 3 курса СЕРЬЕЗНОЕ С ДНЕМ РОЖДЕНИЯ, МЫ ЖДЕМ ВАС, МЕРОПРИЯТИЕ ГАЗЕТА! АКТИВИСТЫ! СТР.4 СТР. 3 СТР.2 ПОЗДРАВЛЯЕМ!...»

«Bulletin of Medical Internet Conferences (ISSN 2224-6150) 168 2015. Volume 5. Issue 3 ID: 2015-03-23-R-5257 Обзор Лукина Е.В., Лукина О.А. Гетерогенность мигрени (клинический семейный случай) ГБОУ ВПО Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Минздрава России Ключевые слова: мигре...»

«Некоронарогенные поражения миокарда НЕКОРОНАРОГЕННЫЕ ПОРАЖЕНИЯ МИОКАРДА © Е.З. ГОЛУХОВА, Р.А. ШОМАХОВ, 2013 УДК 616.124.2:616.127-007 Некомпактный миокард левого желудочка Е.З. Голухова, Р.А. Шомахов ФГБУ "Научный центр сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева" (директор – академик РАН...»

«Stomatology: reset Фазы заживления лунки после удаления зуба Авторы: Р.М. Бениашвили, А.А. Кулаков, А.Н. Гурин, Л.А. Григорьянц, В.С. Комлев, В.А . Семкин С развитием возможностей и расширением показаний имплантологического лечения операция удаления зуба приобрела особое значение...»

«51.204.9 Б95 РЕЦЕНЗЕНТЫ: директор Института клинической и экспериментальной медицины Сибирского отделения Академии медицинских наук СССР академик АМН СССР В. П. Казначеев, зав. отделением Института геронтологии АМН СССР профессор О. В. Коркушко Бычихин Н. П., Пащенко В. П. Север и дол...»

«ИНСТРУКЦИЯ ПО МЕДИЦИНСКОМУ ПРИМЕНЕНИЮ ЛЕКАРСТВЕННОГО ПРЕПАРАТА Азаран Торговое наименование препарата: Азаран Международное непатентованное наименование: цефтриаксон Лекарственная форма: порошок для приготовления раствора для внутривенного и внутримышечного введения. Состав Один флакон содержит: Действующее вещество: цефтриаксона натри...»

«Ю. В. Б р о м л е й, А. А. В о р о н о в НАРОДНАЯ МЕДИЦИНА КАК ПРЕДМЕТ ЭТНОГРАФИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИИ Народная медицина в последнее время привлекает к себе все более пристальное внимание. Традиционный...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОДУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФАКУЛЬТЕТ СОЦИАЛЬНОЙ РАБОТЫ И ВЫСШЕГО СЕСТРИНСКОГО ОБРАЗ...»




 
2019 www.mash.dobrota.biz - «Бесплатная электронная библиотека - онлайн публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.