Моделирование поведения оси вертлужной впадины и оси седалищных бугров при переходе из положения стоя в положение сидя

Введение. Успех лечения пациентов с дегенеративно-дистрофическими заболеваниями позвоночника, а также с сопутствующим поражением тазобедренного сустава зависит от понимания биомеханики движений в позвоночно-тазовом сегменте. При тщательном анализе биомеханических процессов, происходящих в системе позвоночник-таз при переходе из положения стоя в положение сидя, становится ясно, что ацетабулярная ось вращения таза в пространстве не является единственной.Цель. Отработать и апробировать виртуальную модель таза для изучения кинематики движения позвоночно-тазового комплекса с описанием возникновения седалищной оси вращения при изменении исходного положения стоя на положение сидя.Материалы и методы. Задача решалась с помощью метода конечных элементов. Кости моделировались абсолютно жесткими телами. Основные связки и мышцы моделировались с помощью конечно-элементных пружин: упругих фрагментов с заданными реологическими характеристиками. Исследование контактного взаимодействия реализовывалось для пар «головка бедренной кости - вертлужная впадина» и «седалищные бугры - поверхность стула».Результаты. Выявлена новая ось вращения - седалищная ось, которая соответствовала точкам начального контакта седалищных бугров с поверхностью стула. Ось вертлужной впадины повернулась на 7,1° относительно седалищной оси и в конечный момент времени сместилась в горизонтальном направлении относительно ацетабулярной оси на 8,83 мм. Величина зазора между поверхностями головки бедренной кости и вертлужной впадины составила порядка 8 мм.Обсуждение. В исследовании показано, что таз вращается в зависимости от положения вокруг двух осей: ацетабулярной и седалищной, отсюда следует, что ацетабулярная ось совершает колебательные движения взад и вперед при анте- и ретроверсии, то есть является нестатичной. Недостатки модели: 1) мышцы и связки моделировались с помощью КЭ-пружин, конец и начало которых задавались двумя точками, а мышцы и связки в реальном теле прикреплены вдоль всей поверхности костей; 2) не моделируются мягкие ткани в реальном объёме. Преимуществом исследования является учёт контактного взаимодействия таза со стулом и описание его поворота относительно седалищной оси, в то время как в других исследованиях рассматривается поворот таза только относительно ацетабулярной оси.Заключение. В результате контактного взаимодействия тазовой кости с поверхностью стула при переходе скелета из положения стоя в положение сидя возникает новая ось вращения - седалищная ось. В дальнейшем целесообразно проведение клинического исследования.