Компьютерная модель ученых Пермского Политеха поможет в диагностике и лечении неврологического заболевания кисти руки
Синдром запястного канала, который сопровождается болью и онемением кисти руки, является наиболее распространенной патологией среди расстройств периферической нервной системы. Обследование, который проходит пациент с туннельной нейропатией с помощью клинической диагностики, МРТ, КТ и ультразвука, не позволяют получить полную информацию об основной причине компрессии (сжатия) нерва. Ученые Пермского Политеха совместно с коллегами из Пермского медицинского университета создали биомеханическую модель запястного канала, которая способна рассчитать давление на срединный нерв во время движения пальцев и кисти. Такое моделирование является одним из этапов персонализированной методики определения компрессии срединного нерва.
Исследование опубликовано в журнале Applied Sciences и выполнено за счет гранта Российского научного фонда и Пермского края.
Биомеханическая трехмерная модель запястного канала в соответствии с физиологическими и анатомическими особенностями была построена на основе снимков МРТ кисти здорового человека. Магнитно-резонансные изображения были сегментированы и обработаны в специальной программе для компьютерного моделирования. Для имитации движения запястья были выбраны четыре действия: сгибание пальцев, сгибание/разгибание кисти и разгибание запястья с последующим сгибанием пальцев. После анализа движений руки было получено распределение напряжений по всем тканям кисти.
«Результаты показывают, что сдавливание срединного нерва происходит быстрее при сгибании запястья, чем при разгибании запястья или пальцев. Нерв подвергается напряжению из-за механического контакта с окружающими тканями, а не из-за жидкости в клетках соединительной ткани, которая заполняет свободные полости. Таким образом, давление является одним из косвенных показателей, приводящих к синдрому запястного канала», — рассказал доктор физико-математических наук, доцент, ведущий научный сотрудник кафедры вычислительной математики, механики и биомеханики Пермского Политеха Алексей Кучумов.
Такое давление снижает подвижность нерва, в связи с чем во время движений в лучезапястном суставе он подвергается микротравматизации. Вместе с этим из-за повышения давления в этой области страдает циркуляция венозной и артериальной крови, что в итоге вызывает запуск биомеханических и структурных изменений в области запястного канала.
«Созданная модель учитывает влияние различных движений кисти и пальцев на сдавливание срединного нерва. Наши результаты могут быть полезны при диагностике и лечении синдрома запястного канала», — сообщил аспирант кафедры вычислительной математики, механики и биомеханики Пермского Политеха Савелий Пешин.
Разработчики из Пермского Политеха с коллегами впервые создали единый численный алгоритм диагностики синдрома запястного канала. Он основан на обработке медицинских изображений, анамнезе пациента и дополнительных персональных данных.
«Наше исследование включает анализ клинических, лабораторных, инструментальных и анамнестических данных пациентов с синдромом запястного канала. С помощью биомеханического моделирования мы получили новые сведения о факторах, которые влияют на развитие компрессии нерва. Это поможет практикующим врачам вовремя предпринять необходимые меры для профилактики и лечения туннельных синдромов», – поясняет заведующая кафедрой неврологии и медицинской генетики, доктор медицинских наук ПГМУ имени академика Е. А. Вагнера Юлия Каракулова.
Разработка пермских ученых вписывается в основную тенденцию последних лет – моделирование физиологии человека и развитие персонализированных подходов. Это позволяет учитывать индивидуальные параметры пациента для качественных рекомендаций по лечению и профилактике заболеваний.
Telegram 
Дзен 
VK Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
Физики экспериментально подтвердили эффективность ионно-плазменного метода удаления радиоактивных загрязнений с поверхностей металлоконструкций ядерных реакторов. Новая технология позволяет очищать внутриконтурное оборудование от отложений сложного химического состава без образования опасных жидких радиоактивных отходов. Благодаря этому она даст возможность повторно использовать реакторные сплавы и снизит затраты на их переработку.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно