Напружено-деформований стан системи «поперековий відділ хребта – крижі – таз» за умов фронтального нахилу таза

Autor: Mykhaylo Karpinsky, Mykola Korzh, Volodymyr Staude, Andrey Kondratyev
Rok vydání: 2016
Předmět:
Zdroj: ORTHOPAEDICS, TRAUMATOLOGY and PROSTHETICS; № 1 (2016); 54-61
Ортопедия, травматология и протезирование; № 1 (2016); 54-61
ISSN: 0030-5987
2518-1882
DOI: 10.15674/0030-59872016154-61
Popis: Мета: проаналізувати напружено-деформований стан крижово-клубового суглоба з вентральними, міжкістковими, дорсальними крижово-клубовими зв’язками в нормальному стані та під час нахилу таза у фронтальній площині. Методи: для дослідження обрано віртуальну модель, синтезовану на основі сканів комп’ютерної томографії поперекового відділу хребта, крижово-клубових суглобів (ККС) і таза 20 пацієнтів та магнітно-резонансної томографії ККС 10 пацієнтів. Синтезовані кінцево-елементні моделі попереково-крижового відділу та ККС навантажували по верхньому хребцю LІ уздовж осі хребта стискальною силою, яка дорівнювала 400 та 2000 Н. Результати: отримані якісні картини розподілу напруження і деформацій у моделі попереково-крижового відділу під час нахилу таза свідчать про зміни характеру роботи всіх суглобів. Нахил таза призводить до додаткового стискання розташованого нижче ККС (лівого). Під час навантаження крижі здійснюють додаткове обертання відносно розташованого нижче ККС (лівого). Це призводить до зміщення умовної осі ротаційної рухомості таза вперед і донизу з одного боку, назад і доверху — з другого, що супроводжується значним збільшенням відносних стискальних деформацій м’якотканинних структур ККС з одного боку (зліва). Під час навантаження в 400 Н за умов нахилу таза порівняно з його нормальним станом зафіксовано зростання значень напруження у всіх зв’язках ККС зліва, особливо в дорсальних, міжкісткових, клубово-поперечних та клубово-поперекових. Зліва значно збільшуються відносні деформації гіалінового хряща та міжкісткових зв’язок у напрямку стискання. У разі підвищення навантаження до 2000 Н збільшується роль крижово-горбових, крижово-остистих, клубово-поперекових зв’язок, в яких величини напружень збільшуються в 5–10 разів. У цій ситуації також зростають величини відносних розтягувальних деформацій у вентральних, міжкісткових, дорсальних, клубово-поперечних та клубово-поперекових зв’язках справа.
The goal: to analyze the stress-strain state of the sacroiliac joints with central, interosseous, dorsal sacroiliac ligaments in normal condition and in the conditions of pelvis tilt in the frontal plane.The methods: for this study virtual model was elected, it was synthesized on the base of CT scan of the lumbar spine, sacroiliac joints (SIJ) and pelvis of 20 patients and MRI of SIJ of 10 patients. Synthesized finite element models of lumbosacral spine and SIJ were loaded on the upper vertebrae LI along the axis of spine with compressive force that was equal to 400 and 2000 N.The results: obtained qualitative picture of the stress-strain distribution in the lumbosacral spine model during pelvic tilt suggest changes in the nature of work in all joints. Pelvis tilt causes additional compression on SIJ that located below (left). Being loaded sacrum provokes additional rotation around SIJ that located below (left). This leads to a shift of conventional axis of rotary pelvis motion forward and down on one side, back and top to bottom — on the other, that was accompanied by a significant increase in the relative compressive deformation of soft tissue structures of SIJ on one side (left). Under the conditions of loading (400 N) combined with pelvis tilt compared to its normal state an increase in tension values in all SIJ ligaments on left side was recorded especially in dorsal, interosseous, cross-iliac and iliac-lumbar ligaments. Relative deformity of hyaline cartilage increased significantly on the left side in interosseous ligaments towards compression direction. An increasing of loading up to 2000 N provided an increased role of sacro-tuber, sacro-spinous, iliac-lumbar ligaments where stresses value increased by 5–10 times. In this situation the values of relative tensile deformations also increases in ventral, interosseous, dorsal, iliac-transverse and iliac-lumbar ligaments on the right side.
Цель: проанализировать напряженно-деформированное состояние крестцово-подвздошного сустава с вентральными, межкостными, дорсальными крестцово-подвздошными связками в нормальном состоянии и при наклоне таза во фронтальной плоскости. Методы: для исследования выбрана виртуальная модель, синтезированная на основе сканов компьютерной томографии поясничного отдела позвоночника, крестцово-подвздошных суставов (КПС) и таза 20 пациентов и магнитно-резонансной томографии КПС 10 пациентов. Синтезированные конечно-элементные модели пояснично-крестцового отдела и КПС нагружали по верхнему позвонку LІ вдоль оси позвоночника сжимающей силой, равной 400 и 2000 Н. Результаты: полученные качественные картины распределения напряжений и деформаций в модели пояснично-крестцового отдела при наклоне таза свидетельствуют об изменениях характера работы всех суставов. Наклон таза приводит к дополнительному сжатию расположенного ниже КПС (левого). Во время нагрузки крестца осуществляется дополнительное вращение относительно расположенного ниже КПС (левого). Это приводит к смещению условной оси ротационной подвижности таза кпереди и книзу с одной стороны, кзади и кверху — с другой, что сопровождается значительным увеличением относительных сжимающих деформаций мягкотканных структур КПС с одной стороны (слева). При нагрузке в 400 Н в условиях наклона таза по сравнению с его нормальным состоянием зафиксирован рост значений напряжения во всех связках КПС слева, особенно в дорсальных, межкостных, подвздошно-поперечных и подвздошно-поясничных. Слева значительно увеличиваются относительные деформации гиалинового хряща и межкостных связок в направлении сжатия. В случае повышения нагрузки до 2000 Н увеличивается роль крестцово-бугорных, крестцово-остистых, подвздошно-поясничных связок, в которых величины напряжений увеличиваются в 5–10 раз. В этой ситуации также возрастают величины относительных растягивающих деформаций в вентральных, межкостных, дорсальных, подвздошно-поперечных и подвздошно-поясничных связках справа.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: