Аналіз математичного моделювання біомеханічної моделі гало-гравітаційної тракції при деформаціях хребта в дітей

• Published in: Hìrurgìâ ditâčogo vìku no. 4(73); pp. 66 - 71
• Main Authors: V.O. Rogozinskyi, A.F. Levytskyi, M.M. Dolianytskyi, O.V. Yaresko
• Format: Journal Article
• Language: English; Ukrainian
• Published: Group of Companies Med Expert, LLC, Kyev, Ukraine 01.12.2021
• Subjects: гало-гравітаційна тракція; деформація хребта; метод кінцевих елементів
• ISSN: 2304-0041; 2521-1358
• DOI: 10.15574/PS.2021.73.66

Система гало-гравітаційної тракції (ГГТ) широко застосовується в провідних клініках світу як етапний метод корекції складних (>100°) сколіотичних деформацій хребта в дітей. На сьогодні не існує єдиного підходу використання цієї методики, і кожний лікар приймає рішення щодо схеми лікування імпірично, спираючись на власний клінічний досвід. Мета – дослідити за допомогою методу кінцевих елементів напружено-деформований стан хребта різного ступеня деформації при застосуванні ГГТ. Матеріали та методи. Під час побудови розрахункової моделі за основу взято геометричні моделі різних ділянок хребта, розроблені в лабораторії біомеханіки ДУ «Інститут патології хребта та суглобів імені професора М.І. Ситенка НАМН України». У модель внесено певні зміни відповідно до мети дослідження: деформація хребта 70° та 100°; додано модель черепа; додано модель ГГТ та її фіксацію до черепа. Результати. У разі застосування системи ГГТ із фіксацією найбільш навантаженою частиною хребта є ділянка хребців T2-T5. Слід зазначити, що зі збільшенням ступеня деформації стають навантаженими хребці T4 і T5. Система ГГТ із фіксацією та навантаженням, що дорівнює половині маси тіла, не призводить до критичних значень напруження кісткової тканини з точки зору міцності. Висновки. Під час лікування ригідних деформацій хребта в дітей з кутом деформації >100° за допомогою системи ГГТ першим етапом математично доведено ефективність цієї методики, однак максимальне рекомендоване навантаження не має перевищувати 50% маси тіла пацієнта. Моделювання корекції деформацій хребта на математичних моделях дає змогу без хірургічного втручання проаналізувати ефективність різних методів лікування в кількох варіантах. Максимальне значення напруження за Мізесом 40,1 МПа не є критичним для кісткової тканини з точки зору міцності (межа міцності для кортикальної кістки – 70 МПа). Проте зі збільшенням навантаження удвічі, тобто при ГГТ-навантаженні, що дорівнює масі тіла, рівень напруженого стану зростає також удвічі і перевищує межу міцності кісткової тканини. Дослідження виконано відповідно до принципів Гельсінської декларації. Протокол дослідження ухвалено Локальним етичним комітетом всіх зазначених у роботі установ. На проведення досліджень отримано інформовану згоду пацієнтів. Автори заявляють про відсутність конфлікту інтересів.