Исследование пермских ученых позволит точнее определять источник боли в спине
Около 80 процентов мирового населения страдают болями в спине. Наибольшая часть всей нагрузки в позвоночнике приходится на сегмент L4-L5 – диск, расположенный между четвертым и пятым поясничными позвонками. Не каждый специалист способен определить причину боли на этом уровне, отличить грыжу диска от подвывиха фасеточных суставов. Ученые ПНИПУ провели персонализированное биомеханическое моделирование поясничной части и показали важность исследования позвоночника с учетом фасеточных суставов. Результаты позволят в дальнейшем эффективнее диагностировать причину болей в пояснице.
Статья с результатами опубликована в «Российском журнале биомеханики». Исследование выполнено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Боль в пояснице — распространенный симптом, который встречается во всех возрастных группах и практически у каждого человека в течение жизни в виде острого эпизода или хронического состояния. Межпозвоночный диск L4-L5 – это слабое звено поясницы, на него приходится наибольшая часть осевой нагрузки позвоночника и его разрушение необратимо. В половине случаев боли в пояснице связаны именно с грыжей межпозвоночного диска L4-L5.
Определить ее причину на этом уровне в клинической практике сложно, так как грыжу легко спутать с подвывихом фасеточных суставов из-за достаточно близкого расположения объектов. Фасеточные суставы позволяют сгибать и разгибать позвоночник, они ограничивают вращение и предотвращают скольжение позвонков друг о друга. При подвывихе изменяется соответствие формы суставных отростков и растягиваются капсулы сустава. У людей с таким заболеванием при длительном воздействии присутствует спазм глубинных мышц спины (скован сегмент спины) и появляется воспаление хряща, что приводит к сильным болям. Недостаток данных об этом процессе может быть одной из причин постановки неправильного диагноза.
Сейчас при исследовании позвоночника не акцентируется внимание на сплошном моделировании фасеточных суставов. Не учитываются хрящевые слои и наличие синовиальной жидкости, которая уменьшает трение и поддерживает длительное функционирование сустава.
Ученые Пермского Политеха смоделировали осевое травматичное нагружение позвоночно-двигательного сегмента L4-L5, при котором появляется подвывих фасеточных суставов. В исследовании учитывали все анатомические составляющие процесса. К ним относятся отростки позвонков, хрящи, синовиальная жидкость и суставные капсулы.
«Наше исследование показывает, что необходимо учитывать фасеточные суставы на уровне поясницы при моделировании позвоночно-двигательного сегмента. Межпозвоночный симфиз (соединение между костями) и фасеточный сустав – это важные составляющие элементы, которые обеспечивают подвижность всего позвоночника. Поэтому для определения подвывиха фасеточных суставов необходимо биомеханическое моделирование всего сегмента в целом», – рассказывает кандидат технических наук, доцент кафедры вычислительная математика, механика и биомеханика ПНИПУ Олег Ильялов.
В качестве материала для исследования политехники использовали наборы снимков компьютерной томографии поясницы. Геометрическая модель сегмента L4-L5 содержит детальное анатомическое строение межпозвоночного диска и фасеточных суставов, чтобы наиболее точно соответствовать реальности.
«На верхнюю поверхность тела позвонка L4 оказывали давление в 100 кг и под нагрузкой отмечали изменения положения суставных отростков. Моделирование показало, что правый фасеточный сустав подвижнее, чем левый. Внутридисковое давление составило 0,7 МПа, а давление жидкости в правой и левой капсулах – 69,2 и 84,7 кПа соответственно. Такое различие между значениями в 18 процентов говорит о несимметричном распределении нагрузки между ними», – объясняет научный сотрудник лаборатории биожидкостей ПНИПУ Денис Хорошев.
«Полученные результаты позволяют по-новому подойти к биомеханическому моделированию позвоночно-двигательного сегмента L4-L5. Наше исследование подтвердило наличие анатомической функции фасеточных суставов – роли соединителя при распределении осевой нагрузки. Результат подтверждают, что осевая сжимающая нагрузка перераспределяется между межпозвоночным диском и фасеточными суставами в пределах 80 и 20 процентов соответственно. В совокупности это говорит о необходимости их учета при моделировании поясничного отдела», – объясняет доктор медицинских наук, врач-нейрохирург, доцент кафедры нормальной, топографической и клинической анатомии, оперативной хирургии ПГМУ имени академика Е.А. Вагнера Николай Устюжанцев.
Персонализированное моделирование ученых ПНИПУ наглядно доказало важность полноценного исследования позвоночно-двигательного сегмента L4-L5 с учетом фасеточных суставов. В клинической практике это позволит проводить тщательную диагностику пациента с болями в спине и ставить более точные диагнозы.
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.
Мы много знаем о том, как цивилизации до нас строили дома и дороги, но с объектами материальной культуры дела обстоят сложнее. Ремесленные техники часто хранились в строгом секрете и могли быть случайно утрачены при неудачном стечении обстоятельств. Так случилось с ювелирной техникой цзинь чжэ сы.
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?
Ученые Южного федерального университета исследовали новую светочувствительную молекулу и обнаружили, что она ведет себя совсем не так, как ожидалось. Благодаря необычным свойствам она может стать основой для создания умных материалов, сенсоров и лекарств, которые будут активироваться светом именно там, где нужно, например, для борьбы с опасными бактериями.
Авторы нового исследования провели сравнительный анализ видов паукообразных и выяснили, какие эволюционные и биомеханические факторы делают одних пауков быстрыми, а других — медленными. Параллельно ученые выделили из этой группы рекордсмена по скорости перемещения.
Сотрудники факультета экономических наук НИУ ВШЭ показали, что точность прогноза рождаемости в России можно улучшить почти в полтора раза, если добавить в модель динамику поисковых запросов по темам, связанным с беременностью и родами. В наиболее эффективных моделях ошибка прогноза снижается с 4,6 до 3,2%.
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