05.06.2020
ПНИПУ

Впервые создана геометрическая объемная модель межпозвоночного диска в пояснице

4.9

Биомеханики Пермского Политеха с коллегами из ПГМУ впервые получили объемную геометрическую модель межпозвоночного диска в пояснице, которая по строению соответствует реальному диску. Разработка геометрической модели всего сегмента поясничного отдела поможет создать биомеханическую модель этой зоны. Она подтвердит существование подвывиха межпозвоночных суставов и снизит количество операций по удалению грыжи межпозвоночного диска для 40 процентов жителей мира.

Впервые создана геометрическая объемная модель межпозвоночного диска в пояснице /©ae01.alicdn.com

Результаты исследования ученые опубликовали в «Российском журнале биомеханики». Работа выполнена при финансовой поддержке правительства Пермского края. 

«Ноющая, резкая или колющая боль в спине беспокоит более 80 процентов жителей всего мира. Это своеобразная «расплата» человечества за прямохождение: максимальная нагрузка приходится на поясничный отдел позвоночника, который несет основное бремя массы тела. Боль в пояснице становится одной из первых причин утраты работоспособности человека.

Конечно-элементная модель позвоночно-двигательного сегмента L4–L5 in vivo / ©Пресс-служба ПНИПУ

Как показывает врачебная практика, почти в половине случаев она связана с грыжей межпозвоночного диска L4–L5. Но удаление грыжи диска не всегда приводит к выздоровлению», – рассказывает аспирант факультета прикладной математики и механики ПНИПУ Денис Хорошев.

Биомеханическое моделирование поможет исследователям Пермского Политеха показать, что причиной боли может быть чрезмерное воздействие на нерв Люшко. Это происходит, когда появляются изменения в позвоночно-двигательном сегменте: в случае грыжи диска или возрастные.

Возникновение межпозвонковой грыжи / ©med-explorer.ru

При уменьшении высоты позвонка происходит перераспределение нагрузки, из-за чего образуется подвывих межпозвоночных суставов. В результате деформация суставных сумок и уменьшение площади контакта между отростками повышает давление в суставной сумке, и рецепторы «подают сигнал» о проблеме в виде боли.

Разрез позвоночно-двигательного сегмента через середину тела позвонка, параллельный горизонтальной плоскости / ©Пресс-служба ПНИПУ

Для более точного понимания процессов необходима корректная биомеханическая модель поведения позвоночно-двигательного сегмента в норме и при патологии, считают ученые. С этой целью они впервые создали объемную геометрическую модель сегмента L4-L5, который состоит из межпозвоночных суставов, связок, диска и позвонков. На верхнюю часть тела позвонка L4 действует давление, которое соответствует нагрузке в 400 килограммов.

Построение геометрической формы модели происходило в программе Mimics Materialise. Создание биомеханической модели поможет врачам уменьшить количество операций по удалению грыжи межпозвоночного диска, что повысит эффективность лечения пациентов.

Разрез позвоночно-двигательного сегмента через середину тела позвонка, параллельный фронтальной плоскости / ©Пресс-служба ПНИПУ

Ученые разработали методику оцифровки данных компьютерной томографии поясничного отдела в конечно-элементную геометрическую модель позвоночно-двигательного сегмента L4–L5 in vivo – в естественных условиях. Для этого они оцифровали набор снимков компьютерной томографии без патологий у 34 человек: 20 мужчин и 14 женщин в возрасте от 19 до 41 года.

Разрез позвоночно-двигательного сегмента через середину тела позвонка, параллельный сагиттальной плоскости(вид справа) / ©Пресс-служба ПНИПУ

Эту методику можно использовать для любого отдела или сегмента позвоночника для конкретного пациента, чтобы более точно воссоздать структуру и поведение этой зоны, считают биомеханики.  

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.
15 октября
Илья Ведмеденко

Компания General Dynamics Land Systems представила макет наземного робота TRX, который выступит носителем беспилотников-камикадзе. Помимо них, он получил квадрокоптер.

Позавчера, 10:39
Александр Березин

Когда полвека назад гибель динозавров объяснили падением астероида, это вызвало массовое неприятие, длившееся десятилетия. Открытие кометы, взрыв которой принес тысячелетнее похолодание в начале голоцена, привело к спорам в научной среде, которые идут до сих пор. Теперь множеству атак подверглось и открытие астероида, уничтожившего Содом. Отчего многим исследователям так трудно поверить в астероидные взрывы и о каких узких местах в современной науке это может говорить?

8 часов назад
Илья Ведмеденко

Китайцы провели тесты гиперзвукового комплекса, который облетел земной шар. По информации СМИ, испытания стали неожиданностью для американской разведки.

13 октября
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

12 октября
Алиса Гаджиева

Две тысячи лет назад многие сооружения строили лучше, чем сегодня.

15 октября
Илья Ведмеденко

Компания General Dynamics Land Systems представила макет наземного робота TRX, который выступит носителем беспилотников-камикадзе. Помимо них, он получил квадрокоптер.

13 октября
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

27 сентября
Мария Азарова

Новое исследование генетиков из Германии и Италии, похоже, помогло найти ответ на вопрос, который занимал ученых свыше двух тысяч лет: откуда взялись этруски?

22 сентября
Илья Ведмеденко

Видео демонстрирует концепцию, известную как Rapid Dragon. Крылатые ракеты сбросили из самолетов C-17 и EC-130: предполагается, что это позволит повысить ударную мощь США.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: