Впервые создана геометрическая объемная модель межпозвоночного диска в пояснице — Naked Science
6 минут
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.
Вчера, 16:23
5 минут
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, строительству российской орбитальной станции дали зеленый свет. Практическая реализация программы должна начаться вскоре.

Вчера, 14:32
5 минут
Мария Кривоченко

Результаты недавней работы показали, что люди, которые переживают значительные перепады уровня сахара в крови через несколько часов после еды, чувствуют себя более голодными. Из-за этого они потребляют в течение дня на сотни килокалорий больше, чем другие.

3 часа назад
43 минуты
Александр Березин

Сорок лет назад, в апреле 1981 года, «Шаттлы» начали свои полеты в космос, а десять лет назад — прекратили. Обычно о них пишут: выполнили задачи, просто оказались слишком дорогими. Мы покажем обратное: исходно задачей этих многоразовых кораблей была дешевизна, поэтому с самого начала проект был катастрофой. Беда в следующем: общая идея, стоящая за «Шаттлами», похожа на ту, что стоит за принципиально новым средством полетов в космос — Starship. Повторит ли детище Илона Маска незавидную судьбу космических челноков?

Вчера, 10:28
5 минут
Ольга Иванова

Ученые из Австралии узнали, на протяжении какого периода времени сохраняется эффект эйфории после употребления марихуаны. Это необходимо, например, для более эффективного применения лекарств на основе каннабиса или понимания того, сколько времени необходимо, чтобы сесть за руль.

8 апреля
13 минут
Мария Азарова

Когда знаменитый епископ Лунда Педер Винструп умер, его похоронили в семейном склепе в Лундском соборе вместе с женой. После реставрации собора в XIX веке гробы перенесли в общее хранилище, а в 2012 году ученые решили исследовать мумифицированные останки. Неожиданно в ногах Винструпа обнаружили небольшой кулек — завернутое в ткань тело недоношенного ребенка. Это открытие вызвало резонный вопрос: как эмбрион попал в гроб к епископу и имели ли они родственную связь?

Вчера, 15:06
5 минут
Ольга Иванова

Хронический риносинусит, который связан с постоянной заложенностью носа и головными болями, как выяснили ученые, может вызывать и изменения в головном мозге.

17 марта
12 минут
Василий Парфенов

Продолжавшееся более пяти лет уголовное дело подошло к завершению: серийного сетевого сексуального маньяка осудили на 75 лет тюремного заключения. Чтобы поймать человека, растлившего 375 несовершеннолетних девушек, потребовалось пойти на беспрецедентные и этически спорные меры: создать вредоносное ПО и подсунуть злоумышленнику видеоловушку со встроенным вирусом.

25 марта
36 минут
Александр Березин

Улыбающийся мультимиллиардер планирует понять, насколько эффективно мел в стратосфере защищает планету от солнечного света, и если результат хорош, распылить его там в гигантских количествах. Потенциально это результативная задумка: ученые давно показали, что так можно добиться полного покрытия Земли устойчивыми льдами — вплоть до экватора. Увы, идея Гейтса — плагиат, причем не лучший. Советский исследователь предложил похожее полвека назад с более эффективной серой. Интереснее другое: подобные мероприятия один раз едва не уничтожили человечество. Разбираемся в деталях, а также в том, грозит ли нам повторение.

31 марта
51 минута
Александр Березин

Самый зловещий оружейный проект всех времен и народов — термоядерная торпеда, предназначенная для радиационного поражения огромных площадей и создания искусственного цунами. Никогда до этого ни одна страна даже не заявляла о намерении сделать нечто настолько опасное для живых существ. Поэтому российский проект «Посейдон», обещающий именно это, вызывает бурю эмоций. Однако тщательный технический анализ показывает: в реальности он будет совсем не таким, как об этом пишут в СМИ. Даже если он предназначен для радиационного поражения обширных площадей, оно не будет долгим. А уже через год «омытые» им районы будут абсолютно безопасны. Тем не менее новая система действительно изменит стратегический баланс на планете — но не так, как все думают. Попробуем разобраться в ситуации подробнее.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: