Статьи журнала - Российский журнал биомеханики

Все статьи: 846

Разработка комплекса математических моделей биомеханических параметров роговицы с диагностированным кератоконусом до и после лечения кросслинкингом роговичного коллагена

Разработка комплекса математических моделей биомеханических параметров роговицы с диагностированным кератоконусом до и после лечения кросслинкингом роговичного коллагена

Солодкова Е.Г., Малюгин Б.Э., Захаров И.Н., Багмутов В.П., Фокин В.П., Балалин С.В., Лобанов Е.В., Лэ В.Х.

Статья научная

Целью работы является построение трехмерной геометрической и механической конечно-элементной модели роговицы и численного анализа ее напряженно-деформированного состояния и механического поведения в условиях действия внутриглазного давления и внешнего давления воздушной струи при диагностике пациентов на разных стадиях кератоконуса, а также после лечения с помощью кросслинкинга роговичного коллагена. Выстраивается геометрическая модель роговицы в виде пространственного сегмента выпуклой тонкостенной оболочки с переменной толщиной стенки и произвольной формой передней и задней поверхностей, задаваемых путем интерполяции экспериментальных данных томографического исследования роговицы конкретного пациента с помощью кератотопографа Pentacam AXL . Материал оболочки, моделирующей роговицу, считается неоднородным, изотропным и нелинейно-упругим. Его коэффициенты жесткости устанавливаются на основе известных экспериментальных данных и уточняются из сопоставления результатов численного моделирования параметров деформации роговицы при воздействии воздушного им пульса и их натурного определения на бесконтактном тонометре Corvis ST . Для описания действия воздушного потока при тонометрии на части внешней поверхности модельной оболочки задается распределенная импульсная нагрузка, параметры которой соответствуют параметрам воздушного импульса используемого прибора. При наличии эктатического процесса в окрестности соответствующей зоны роговицы в модели вводятся локальные области со снижающимися (от периферии к центру) коэффициентами жесткости материала. Размеры, форма, положение, количество таких областей и характер снижения жесткости внутри них устанавливаются из решения серии обратных задач по минимизации разницы между результатами моделирования и экспериментального измерения кератотопометрических и деформационных параметров в характерных точках роговицы. Для моделирования процедуры кросслинкинга роговичного коллагена в стенке оболочки вводится дополнительная круговая зона с повышенными коэффициентами жесткости. Изменение характеристик жесткости материала по глубине и радиусу данной зоны задается в соответствии с экспериментальными данными о распределении фотосенсибилизирующего вещества при его диффузии в роговице и плотности потока ультрафиолетового излучения заданной мощности.

Бесплатно

Разработка неинвазивного метода определения вязкости крови

Разработка неинвазивного метода определения вязкости крови

Рзаев А.Г., Расулов С.Р., Рзаев Э.А.

Статья научная

Целью исследования является разработка нового метода неинвазивного определения динамической вязкости крови. При разработке метода использованы методы математического моделирования и законы реологии, механики, биомеханики и физиологии человека. Показано, что повышение вязкости крови приводит к функциональной недостаточности различных органов и тканей, нарушениям коронарного и мозгового кровообращения. В результате анализа было выявлено, что кровь можно рассматривать как коллоидную взвесь, в которой взвешены частицы эритроцитов и тромбоцитов, а вязкость такой коллоидной системы в микроциркуляции не подчиняется закону Ньютона. При этом к числу основных факторов, существенно влияющих на вязкость крови, можно отнести: артериальное давление гематокрита, число тромбоцитов, абсолютное количество белков фибриногена и микроглобулинов и концентрацию липопротеинов. Получена математическая модель определения вязкости коллоидной дисперсной системы крови с учетом концентрации дисперсной фазы (клеток крови) и структурообразования крови; предложена модель определения толщины граничного слоя адсорбированных на внутренней поверхности сосудов форменных элементов крови и показан механизм структурообразования крови, связанный с поверхностными зарядами эритроцитов и тромбоцитов.

Бесплатно

Разработка нового артроскопа височно-нижнечелюстного сустава с четырехкратным углом и многостороними полями обзора. Часть 1: артроскоп с полем обзора 195 градусов

Разработка нового артроскопа височно-нижнечелюстного сустава с четырехкратным углом и многостороними полями обзора. Часть 1: артроскоп с полем обзора 195 градусов

Шимода Т., Цуцуми С., Хонда Т.

Статья научная

Для удачного артроскопического оперирования височно- нижнечелюстного сустава является существенным большое свободное и ясно обозримое хирургическое поле [1-9]. Успех подобной операции заключается в ее безопасности, точном расположении индикатора и многочисленных катетеров, а также в решении проблем, связанных со «слепыми местами». Однако в артроскопии изначально присутствуют ограничения области обзора и фоновой информации, обусловленные малой площадью рабочей области сустава. Авторами разработана артроскопия с четырехкратным углом и многосторонними полями обзора для преодоления недостатков артроскопической хирургии. Артроскопия позволяет хирургу увеличить обзорность операционного поля до 196 градусов (так видит свободный человеческий глаз) и обеспечивает работу в операционном канале диаметром 1,2 мм. Клиническое применение этого инновационного артроскопа позволяет хирургу получить широкое поле обзора. Каждое из четырех изображений отражается на телевизионном мониторе и может быть просто преобразовано для получения пространственной информации. В данной работе представлен детальный отчет о механизме артроскопа с четырехкратным углом и многосторонними полями обзора, включая его блок управления камерами.

Бесплатно

Разработка подсистемы биомеханического моделирования для системы поддержки принятия врачебных решений в травматологии-ортопедии

Разработка подсистемы биомеханического моделирования для системы поддержки принятия врачебных решений в травматологии-ортопедии

Бессонов Л.В.

Статья научная

Одобренные Минздравом России клинические рекомендации по лечению заболеваний и повреждений опорно-двигательного аппарата указывают на необходимость предоперационного планирования. Современные подходы подразумевают использование в предоперационном планировании средств цифровизации: начиная от цифровых программно-аппарат-ных комплексов лучевой диагностики и заканчивая медицинскими программами-планировщиками, позволяющими проводить рентгенометрические измерения, подбор фиксирующих конструкций и имплантатов, виртуальные репозицию и установку шаблонов имплантатов. Планирование на рентгенограмме или компьютерной томограмме осуществляется на основе опыта врача-хирурга и в плане количественных методик оценки привлекает в основном методики, основывающиеся на известных анатомических соотношениях нормальной анатомии и физиологии. В ряде работ был предложен подход к предоперационному планированию, включающий биомеханическую поддержку принятия врачебного решения. Этот подход основан прежде всего на оценке напряженно-деформированного состояния, которое будет возникать в системе «кость – имплантат» в результате планируемого лечения. В исследовании приведены результаты разработки подсистемы биомеханического моделирования системы поддержки принятия врачебных решений в травматологии-ортопедии. В качестве исходных данных взяты данные компьютерной томографии. Компьютерные томограммы обрабатываются посредством технологий искусственного интеллекта для построения твердо-тельных моделей биологических объектов. Применяются методы построения расчётных се-ток посредством систем Ansys и NetGen и решение задачи биомеханики посредством метода конечных элементов пакетов Ansys и NGSolve. Разработанная подсистема автоматизирует частично процедуру построения твердотельной модели системы «кость – имплантат» на основе компьютерной томограммы, позволяет выполнять постановку задачи биомеханики, построение вычислительной сетки, численное решение задачи биомеханики методом конечных элементов, а также визуализацию и интерпретацию результатов расчётов. В работе описана поэтапно типовая процедура биомеханического моделирования, представлена структура системы, типовой поток движения данных и описание каждого из модулей подсистемы, отвечающих за соответствующие этапы процесса. Помимо основных модулей описаны инфраструктурные модули, отвечающие за хранение данных и организацию взаимодействия между программными компонентами. Представлена программная реализация подсистемы. Проведена апробация на расчётных задачах в хирургии позвоночнотазового комплекса.

Бесплатно

Разработка программного модуля системы поддержки принятия решений для врача-травматолога

Разработка программного модуля системы поддержки принятия решений для врача-травматолога

Бушманов А.В., Пчелинова Ю.С.

Статья научная

В статье представлен способ разработки программного модуля системы поддержки принятия решения для врача-травматолога, который основывается на использовании функций предпочтения и вероятностно- статистических методов. Разработанный программный модуль объективно отражает процесс принятия решения, позволяет оценивать возможность использования наиболее эффективного способа лечения переломов.

Бесплатно

Разработка программы полуавтоматической сегментации изображений для создания трехмерных моделей сосудов головного мозга

Разработка программы полуавтоматической сегментации изображений для создания трехмерных моделей сосудов головного мозга

Доль А.В., Иванов Д.В.

Статья научная

Биомеханическое моделирование является одним из этапов предоперационного планирования реконструктивных хирургических вмешательств и позволяет выбрать тот или иной вариант операции его и обосновать. Для выполнения биомеханического моделирования требуется создание пациент-ориентированной трехмерной твердотельной геометрической модели исследуемого объекта. Эта задача может быть решена при помощи компьютерной обработки данных компьютерной (КТ) или магнитно-резонансной (МРТ) томографии. Однако ручная процедура обработки КТ- или МРТ-исследований довольно длительна и трудоемка. Поэтому встает задача автоматизации этапа обработки этих данных с целью ускорения процесса построения моделей и повышения их точности и качества. Данная проблема на сегодняшний день остается нерешенной. При полуавтоматической обработке данных КТ или МРТ используются различные методы сегментации изображений. Среди них наиболее популярными и эффективными являются метод моделей с активным контуром и метод фронтального роста. При помощи данных методов удается сегментировать интересующие объекты из DICOM файлов и передать их для дальнейшей обработки. В данной работе приводятся результаты программной реализации трех методов сегментации изображений: автоматический метод, метод кривой по базовому цвету и рекурсивный метод фронтального роста. Работа методов проиллюстрирована на данных МРТ-исследования сосудов головного мозга с контрастным веществом. Приводятся результаты сравнительного анализа реализованных методов сегментации изображений. Разработанное программное обеспечение позволяет в полуавтоматическом режиме загружать DICOM изображения и получать на их основе плоские и трехмерные модели сосудов, а также передавать их для дальнейшей обработки в системы автоматизированного проектирования.

Бесплатно

Разработка системы поддержки принятия врачебных решений в травматологии и ортопедии. Биомеханика как инструмент предоперационного планирования

Разработка системы поддержки принятия врачебных решений в травматологии и ортопедии. Биомеханика как инструмент предоперационного планирования

Бескровный А.С., Бессонов Л.В., Голядкина А.А., Доль А.В., Иванов Д.В., Кириллова И.В., Коссович Л.Ю., Сидоренко Д.А.

Статья научная

Основная задача планирования хирургического лечения пациентов с патологиями опорно-двигательного аппарата - получение качественных анатомо-функциональных результатов. Решение этой задачи достигается за счет подбора имплантатов, режимов и техники их установки, обеспечивающих стабильность конструкции и репозиции костных отломков, а также за счет воссоздания оптимальной биомеханики оперируемого сегмента. Во всем мире современные цифровые технологии широко внедряются в клиническую практику. В травматологии, ортопедии и нейрохирургии системы предоперационного планирования, реализующие виртуальное планирование лечения, позволяют выполнить рентгеноморфометрические измерения на цифровых рентгенограммах или компьютерной томограмме, а также разместить шаблоны имплантатов и подобрать их оптимальные типоразмеры. Как правило, для конкретного пациента может быть запланировано несколько вариантов лечения, успешных с точки зрения геометрического предоперационного планирования. Но не каждый из запланированных вариантов может быть оптимален с точки зрения оценки напряженно-деформированного состояния исследуемого сегмента позвоночно-тазового комплекса. Биомеханическое моделирование обеспечивает возможность виртуального моделирования ортопедических операций, в том числе оценку стабильности сегмента и «выживаемость» имплантата. Поэтому предлагается использовать биомеханическое моделирование как инструмент предоперационного планирования. В связи с этим по заказу и при финансовой поддержке Фонда перспективных исследований в Саратовском университете впервые ведется разработка отечественной системы поддержки принятия врачебных решений в хирургии позвоночно-тазового комплекса, обеспечивающей не только этап геометрического планирования операции, но и его биомеханическую поддержку, а также прогнозирование результатов лечения. Цель данной работы - показать, что биомеханическое моделирование позволяет выбирать оптимальный вариант хирургического лечения заболеваний и повреждений позвоночно-тазового комплекса, а также может быть успешно внедрено в процесс предоперационного планирования и успешно функционировать в рамках системы поддержки принятия врачебных решений. В работе представлены результаты демонстрационных экспериментов, в которых при помощи системы выбраны оптимальные варианты лечения дегенеративных заболеваний позвоночника и тазобедренного сустава. Результаты выполнения экспериментов согласованы со сложившейся клинической практикой и литературными данными, а группа экспертов подтвердила их клиническую состоятельность. Показано, что вместе с геометрическим планированием биомеханическое моделирование образует новую методику (алгоритм) предоперационного планирования.

Бесплатно

Расположение зубов в пространстве окклюзионной сферы у пациентов с различными типами строения гнатической части лица

Расположение зубов в пространстве окклюзионной сферы у пациентов с различными типами строения гнатической части лица

Иванова О.П.

Статья научная

Функциональные движения нижней челюсти возникают во время жевания, глотания, разговора. Эти движения рассматривают в трех плоскостях в определенных пределах. Расположению зубов в межчелюстном пространстве посвящено множество работ отечественных и зарубежных исследователей. Основные теории артикуляции были предложены W.G Bonvil (1858), F.Spee (1896), D. Monson (1917) и другими учеными. Зубочелюстная система - замкнутая кинематическая система, в которой все элементы взаимосвязаны и представляют собой концентрические окружности и сферы с единым функциональным центром. В данной статье рассмотрено расположение зубов в пространстве окклюзионной сферы на томограммах головы пациентов в боковой и аксиальной проекциях. Установлено, что у пациентов с брахигнатическим типом строения гнатической части лица, характеризующимся широкими и короткими зубными дугами, зубы в большом окклюзионном пространстве располагались под меньшим углом к центру окружности, чем у пациентов с мезогнатическим типом строения. У пациентов с долихогнатическим типом строения, для которого характерны узкие и длинные зубные дуги, в малом окклюзионном пространстве зубы располагались под большим углом к центру окружности по сравнению с двумя другими типами строения. Расположение зубов под углом, характерным для каждого из типов строения гнатической формы лица, обусловило выраженность компенсационной сагиттальной и трансверсальной кривой. Данное обстоятельство обусловливает оптимальную функциональную динамику нижней челюсти в пространстве окклюзионной сферы челюстно-лицевого отдела черепа. Это позволяет исключить острую и хроническую окклюзионную травму, нормализовать функцию жевательных мышц и суставов.

Бесплатно

Распределение давления в суставном зазоре человека при наличии упругого хряща и зависимого от времени магнитного поля

Распределение давления в суставном зазоре человека при наличии упругого хряща и зависимого от времени магнитного поля

Вежхольский К.

Статья научная

Представлен анализ распределения давления синовиальной жидкости с микроструктурой для неньютоновской жидкости, описываемой моделью Даусона, при несимметричном течении в деформируемом зазоре тазобедренного сустава человека. Сделаны следующие предположения: течение синовиальной жидкости стационарное, несимметричное, изотермическое, при постоянной плотности. Учитываются следующие факторы: зависящее от времени магнитное поле, вращательное движение головки кости, сдавливание синовиальной жидкости в зазоре сустава человека, переменная вязкость неньютоновской синовиальной жидкости, изменение и деформация толщины зазора сустава. Используются упрощенные уравнения механики жидкости и теории упругости для давления. В статье анализируются распределение скорости синовиальной жидкости и деформация хряща. Новыми элементами в статье являются численные и аналитические выражения для распределения давления, учитываются сопряженные поля напряжений и деформаций, возникающие в суставном хряще и в синовиальной жидкости, полученные с помощью теории упругости и механики жидкости. Полученные в работе аналитические решения для значений распределения давления позволяют легко делать численные вычисления, которые могут быть полезны при медицинской диагностике.

Бесплатно

Распределение жевательной нагрузки по зубному ряду при центральной окклюзии

Распределение жевательной нагрузки по зубному ряду при центральной окклюзии

Дударь О.И., Костерина И.П., Майорова Л.В., Фатеева Н.А.

Статья научная

Получено аналитическое решение задачи о распределении жевательной нагрузки по зубному ряду при центральной окклюзии. Приводится пример расчета для конкретных параметров зубочелюстной системы. Решение может быть использовано в расчетах на прочность зубных коронок и зубных протезов и для определения жевательной эффективности зубочелюстной системы.

Бесплатно

Распределение компонентов крови в потоке Пуазейля

Распределение компонентов крови в потоке Пуазейля

Федосеев В.Б.

Статья научная

Термодинамический подход использован для описания стационарных распределений компонентов крови в цилиндрическом потоке Пуазейля. На его основе описан метод численного моделирования распределения компонентов крови по сечению кровеносных сосудов. Дисперсные фазы представлены совокупностью клеточных компонентов (эритроцитов, лейкоцитов и др.), плазма крови рассматривается как низкомолекулярная дисперсионная среда. Распределения получены на основе условия инвариантности механохимических потенциалов (сумма химического потенциала и механической энергии) компонентов, выполняющегося при стационарных равновесиях в стационарных внешних полях разной природы. Расчёт сводится к численному поиску решения системы трансцендентных уравнений, соответствующих условию неразрывности среды. Эта система имеет единственное решение, описывающее согласованные распределения всех компонентов многофазного потока по сечению. Показано, что в течении Пуазейля распределения отдельных дисперсных фаз могут иметь до трёх симметричных экстремумов, положение которых определяется условиями течения (скорость сдвига, диаметр сосуда, состав крови). В качестве демонстрации возможностей модели приведены распределения компонентов крови (эритроцитов, тромбоцитов, лимфоцитов) для сосудов диаметром от 0,1 до 5 мм при скоростях сдвига от 1 до 100 с-1. Показано, что существует весьма сложная взаимосвязь между параметрами потока (скорость сдвига, диаметр кровеносного сосуда) и составом крови. В отличие от большинства гидродинамических моделей двухфазных течений термодинамический подход позволяет рассматривать распределения произвольного множества дисперсных и низкомолекулярных компонентов крови, включая чужеродные.

Бесплатно

Расчет и визуализация матриц упругих параметров эмали и дентина

Расчет и визуализация матриц упругих параметров эмали и дентина

Муслов С.А., Зайцева Н.В., Асташина Н.Б., Арутюнов С.Д., Никитин В.Н.

Статья научная

Исследованы возможности пакетов ELATE и MATLAB для визуализации упругих свойств твердых тканей зуба. Получено визуальное подтверждение факта упругой анизотропии твердых тканей зуба, обусловленной кристаллической структурой их минеральной составляющей. Оценка показателей анизотропии эмали и дентина как неоднородной анизотропной среды имеет практическое значение при изучении проблем прочности тканей зуба и качества реставраций.

Бесплатно

Расчет и контроль биомеханической оси нижней конечности во фронтальной плоскости при ее коррекции по Илизарову

Расчет и контроль биомеханической оси нижней конечности во фронтальной плоскости при ее коррекции по Илизарову

Климов О.В.

Статья научная

Целью данного исследования являлась разработка прикладной методики предоперационного планирования и контроля достигнутого результата лечения при коррекции формы нижних конечностей в условиях чрескостного остеосинтеза с учетом возможного удлинения сегментов нижних конечностей. Работа основана на результатах лечения 80 пациентов ортопедического профиля различных нозологических групп, которым была произведена хирургическая коррекция формы ног по медицинским или эстетическим показаниям, в ряде случаев сопровождавшаяся удлинением сегментов нижних конечностей. Моделирование оси нижних конечностей осуществлялось путем коррекции бедренно-большеберцового угла. Проведенное в рамках данной работы исследование ортопедического статуса пациентов показало зависимость нормальных значений бедренно-большеберцового угла от индивидуальных антропометрических показателей, обусловленных шириной таза и длиной сегментов нижних конечностей больного. Исходя из полученных зависимостей предложена схема тригонометрических построений и расчетов параметров коррекции с учетом величины возможного удлинения бедер и (или) голеней в ходе проводимого лечения. В данной работе также предложены эстетически и биомеханически обоснованные клинические критерии определения допустимых величин коррекции формы нижних конечностей. В целом проведенное исследование показало многофакторность и взаимозависимость антропометрических показателей при оперативной коррекции формы ног в сочетании с удлинением сегментов нижних конечностей, что диктует необходимость предоперационного планирования. Практическое использование изложенных в данной работе методических приемов оценки, расчета и контроля результатов лечения показало их адекватность и простоту. Анализ результатов лечения показал, что в 88,75% случаев (71 пациент) было достигнуто соответствие расчетного и клинического результатов лечения, при этом практически в 100% достигнутые показатели находились в рамках обусловленных максимальным и минимальным значениями параметров коррекции.

Бесплатно

Расчет напряженно-деформированного состояния среднего уха при его тотальной реконструкции с учетом влияния остатков тимпанальной мембраны

Расчет напряженно-деформированного состояния среднего уха при его тотальной реконструкции с учетом влияния остатков тимпанальной мембраны

Ермоченко С.А., Михасев Г.И., Петрова Л.Г.

Статья научная

Предлагается модель среднего уха человека при его тотальной реконструкции, позволяющая рассчитывать начальные напряжения, вызванные вводом протеза, замещающего звено «молоточек-наковальня». Целью исследований является выяснение влияния места установки протеза на восстановленной тимпанальной мембране на усилие в сочленении «протез- стремя», а также на смещение и поворот основания стременной косточки. При построении модели было учтено наличие остатков тимпанальной мембраны; реконструированная барабанная перепонка при этом моделировалась как упругая двухслойная кольцевая пластинка. В качестве метода решения уравнений анизотропной слоистой пластинки был выбран асимптотический метод с малым параметром, характеризующим близость центров основания протеза и реконструированной мембраны при их склеивании.

Бесплатно

Расчет фрикционно-механических характеристик тканых и шовных материалов

Расчет фрикционно-механических характеристик тканых и шовных материалов

Шилько С.В., Петроковец Е.М., Анфиногенов С.Б.

Статья научная

С привлечением методов контактной механики анализируются тканые и шовные материалы, применяемые в медицине. Фиксирующие свойства переплетений ткани и узлов хирургических нитей оцениваются на основе решения соответствующих контактных задач с использованием в качестве исходных данных коэффициента трения и упругих характеристик, получаемых из стандартных фрикционно-механических испытаний отдельных нитей. Моделирование фрагмента узлового соединения нитей показывает, что применение ауксетичных материалов с отрицательным коэффициентом Пуассона и низкомодульных полимерных покрытий позволяет оптимизировать фиксирующие и манипуляционные свойства тканых и шовных материалов медицинского назначения.

Бесплатно

Расчетное исследование прочности эндопротеза из материала с градиентной ячеистой структурой

Расчетное исследование прочности эндопротеза из материала с градиентной ячеистой структурой

Суфияров В.Ш., Орлов А.В., Попович А.А., Чуковенкова М.О., Соклаков А.В., Михалюк Д.С.

Статья научная

Наиболее частыми причинами ревизионной хирургии после операции по замене тазобедренного сустава являются асептическое расшатывание (асептическая нестабильность) эндопротеза, разрушение кости в результате взаимодействия с эндопротезом, а также перипротезный перелом. Причины подобных явлений вызваны перераспределением нагрузки на костную ткань при эндопротезировании, которое возникает из-за различия жесткости эндопротеза и кости. При производстве эндопротезов широко применяется титановый сплав, который имеет хорошую биосовместимость, обладает высокой износостойкостью и коррозионной стойкостью, но такие эндопротезы являются более жесткими по сравнению с бедренной костью. Эти проблемы стимулировали рост интереса к поиску оптимальных материалов и топологии бедренного имплантата. В настоящее время большую популярность набирают аддитивные технологии, позволяющие создавать материалы с градиентной плотностью. Подобные материалы представляют собой множество ячеистых структур, имеющих различные параметры и топологию, управляя которыми можно создавать конструкции с заданными механическими характеристиками. Такие материалы находят свое применение в производстве эндопротезов бедренного сустава, позволяя создавать эндопротезы, механические свойства которых приближены к механическим свойствам бедренной кости, а их пористая структура, в свою очередь, способствует врастанию живой ткани в глубь эндопротеза. Авторами выполнено проектирование и моделирование эндопротеза из градиентного материала, механические свойства которого соответствуют механическим свойствам бедренной кости человека. С помощью инструмента численного моделирования ANSYS Mechanical определено влияние топологии эндопротеза на напряженно-деформированное состояние кости и их совместную работу при различных видах активности человека.

Бесплатно

Рациональная конструкция магнитного фиксатора в съёмном зубочелюстном протезе

Рациональная конструкция магнитного фиксатора в съёмном зубочелюстном протезе

Анциферов В.Н., Рогожников Г.И., Вотинов Г.Н., Асташина Н.Б.

Статья научная

Предложена рациональная конструкция магнитного фиксатора в съёмном зубочелюстном протезе, использующая замкнутый магнитный контур. Решены прямая и обратная задачи оптимизации количества магнитных контуров на единицу длины. Получена универсальная аналитическая зависимость силы взаимодействия самарий-кобальтового магнита с ферромагнетиком. Уникальность данного соотношения состоит в том, что оно справедливо для самарий- кобальтового магнита цилиндрической формы произвольного объёма, причём сечение магнита может быть как круглым, так и овальным, квадратным и др., что немаловажно при выборе ортопедической конструкции в различных клинических ситуациях.

Бесплатно

Реакция височно-нижнечелюстного сустава и усилия жевательных мышц

Реакция височно-нижнечелюстного сустава и усилия жевательных мышц

Никитин В.Н., Тверье В.М., Няшин Ю.И., Оборин Л.Ф.

Статья научная

Исследовано влияние точки приложения (точка на поверхности суставного мыщелка, определяемая как кратчайшее расстояние между суставными поверхностями височно-нижнечелюстного сустава) реакции в височно-нижнечелюстном суставе на ее величину, а также на величины усилий жевательных мышц. Одни и те же координаты точки приложения реакции могут получиться при различных положениях диска относительно суставных поверхностей. В данной работе получены следующие зависимости усилий мышц и реакции в височно-нижнечелюстном суставе: а) усилия в мышцах-поднимателях уменьшаются практически линейно по мере приближения точки приложения реакции к точке приложения силы кусания; б) усилия в мышцах-опускателях практически равны нулю; в) при симметричном нагружении проекции векторов реакций на ось, соединяющую центры мыщелков, равны нулю; г) величина реакции по мере приближения к нормальному положению точки приложения реакции (в норме находится в переднем отделе суставной щели) и точке приложения силы кусания (сила кусания приложена в плоскости симметрии нижней челюсти в области первых моляров) уменьшается, а затем вновь увеличивается, т.е. график зависимости имеет точку минимума; д) усилия в мышцах-выдвигателях (верхняя и нижняя наружные латерально-крыловидные мышцы) ведут себя более сложно: 1) усилие в верхней приблизительно равно константе по мере приближения к суставной ямке от слухового прохода, затем резко уменьшается почти до нуля, а потом вновь резко увеличивается после прохождения нормального положения диска; 2) усилие в нижней по мере приближения точки приложения реакции к точке приложения силы кусания начинает увеличиваться стремительно после прохождения нормального положения точки приложения реакции. Данные зависимости показывают, что верхняя и нижняя наружные латерально-крыловидные мышцы работают таким образом, чтобы височно-нижнечелюстной сустав мог выполнять свои функции, и предотвращают перегрузку диска, особенно при заднем и переднем положениях. Одним из выводов является то, что авторам удалось подтвердить утверждение о том, что величина реакции при правильном положении диска минимальна.

Бесплатно

Реализация методики коррекции прикуса человека

Реализация методики коррекции прикуса человека

Никитин В.Н.

Статья научная

В работе анализируется методика коррекции прикуса с учетом количественных показателей состояния зубочелюстной системы человека. На основании алгоритма коррекции прикуса с учетом физиологических диапазонов нормальных значений стоматологических параметров, определяющих положение прикуса, проведен анализ влияния этих параметров на усилия жевательных мышц и реакцию височно-нижнечелюстного сустава. При увеличении угла ANB, отвечающего за передне-заднее положение нижней челюсти относительно черепа, величины усилий жевательных мышц и реакции височно-нижнечелюстного сустава практически линейно возрастают. Почти аналогичная картина зависимостей величин усилий жевательных мышц и реакции височно-нижнечелюстного сустава характерна для угла жевательной эффективности DoA за исключением правой границы нормальных физиологических значений, при которых величина усилия в передней медиальной крыловидной мышце и величина реакции височно-нижнечелюстного сустава начинает уменьшаться. Установлено также, что при увеличении угла наклона нижней челюсти FH-ML величины усилий жевательных мышц и реакция височно-нижнечелюстного сустава практически линейно убывают. В ходе анализа влияния точки приложения реакции височно-нижнечелюстного сустава, отвечающей за положение диска относительно суставных поверхностей мыщелка и височной кости, было получено, что при нахождении диска в физиологическом положении усилия жевательных мышц меняются незначительно, а при выходе из этого положения в переднее положение величины усилий в поверхностной и передней медиальной крыловидной мышцах, а также величина реакции височно-нижнечелюстного сустава резко начинают возрастать. Совместный учет влияния точки приложения реакции и стоматологических параметров в физиологических диапазонах их нормальных значений позволит, по мнению автора, уточнить прикус, выбранный стоматологом в рамках физиологических нормальных значений стоматологических параметров, чтобы при окончательной постановке прикуса ни одна из жевательных мышц не была перегружена по сравнению с другими, а также чтобы диск височно-нижнечелюстного сустава не был перегружен.

Бесплатно

Регуляция транскапиллярного обмена пульсовым давлением крови звена микрогемоциркуляции

Регуляция транскапиллярного обмена пульсовым давлением крови звена микрогемоциркуляции

Багаев С.Н., Захаров В.Н., Орлов В.А., Панов С.В., Ратушняк А.С., Запара Т.А.

Статья научная

Исследуются физические механизмы транскапиллярного обмена живого организма. Объектом исследования являются лабораторные животные, а в качестве экспериментальных средств используются оригинальные лазерный и электрофизиологический методы.

Бесплатно

Журнал