Биомеханическое моделирование позвоночно-двигательного сегмента поясничного отдела человека современное состояние проблемы

Д.В. Хорошев, О.Р. Ильялов, Н.Е. Устюжанцев, Ю.И. Няшин

Резюме: Боль в пояснице или другой части позвоночника – это важная причина снижения качества жизни и работоспособности населения, что напрямую влияет на экономику стран. Ежегодно в здравоохранении расходуется огромное количество денежных средств на борьбу с этим недугом. Причины появления этой боли очень различны: спазмы мышц, остеопороз позвонков, грыжи межпозвоночных дисков, заболевания желчного пузыря и т.д. Так как межпозвоночный диск L4–L5 является самой уязвимой частью поясничного отдела позвоночника, то задача биомеханического моделирования позвоночно-двигательного сегмента поясничного отдела считается важной и актуальной в современном мире. Проведен комплексный анализ литературы за период с 2005 по 2020 годы. Цель работы – рассмотреть разнообразные подходы к моделированию позвоночно-двигательного сегмента, сильные и слабые стороны моделей и способы получения геометрической формы сегмента. В статье рассматриваются параметры: выбор определяющих соотношений, использование набора снимков компьютерной или магнитно-резонансной томографии, геометрическая форма любой составной части модели, тип конечных элементов, программные пакеты (при выборе расчета напряженно-деформированного состояния и при получении геометрической формы из набора снимков компьютерной или магнитно–резонансной томографии), способы валидации моделей, вид прикладываемой нагрузки, влияние возраста и пола на модель в целом. Подробно разобрана каждая составляющая часть позвоночно-двигательного сегмента: позвонки (тело (кортикальная и губчатая ткани) и отростки), межпозвоночный диск (пульпозное ядро, фиброзное кольцо (матрикс и эластические волокна), хрящевая замыкательная пластинка и костная пластинка), фасеточный сустав (синовиальная связка, отростки позвонков, хрящи на концах этих отростков и синовиальная жидкость) и связки (передняя и задняя продольные, желтая, межостистая, надостистая, межпоперечная и суставная капсула фасеточного сустава).

Series on Biomechanics, Vol.35 No.1 (2021),31-44

Ключови думи: биомеханическое моделирование; конечно-элементная модель; поясничный отдел позвоночника; теории моделирования; позвоночно-двигательный сегмент

Дата на публикуване: 2021-04-04