Данная информация предназначена для специалистов в области здравоохранения и фармацевтики. Пациенты не должны использовать эту информацию в качестве медицинских советов или рекомендаций.
Пермские ученые впервые создали геометрическую объемную модель межпозвоночного диска в пояснице
Боль в пояснице – своеобразная «расплата» человечества за прямохождение, считают ученые. 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 % жителей мира.
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 % 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. 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. 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.
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 кг. 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.
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.
Эту методику можно использовать для любого отдела или сегмента позвоночника
для конкретного пациента, чтобы более точно воссоздать структуру и поведение
этой зоны, считают биомеханики.