Российский журнал биомеханики

Исследуется связь между причиной возникновения увеита и результатами комплексного обследования пациентов. Приведена методика определения причины возникновения увеита у обследуемого пациента, которая основывается на использовании элементов теории нечетких множеств и заключается в построении нечеткого отношения между результатами обследования некоторой выборки пациентов и причинами возникновения у них увеита. Преимуществом применения методики, основаной на использовании элементов теории нечетких множеств, является возможность построения связи, которую достаточно сложно описать аналитически с приемлемой точностью. Данная методика отличается от известных тем, что рассматривает достаточно широкий спектр причин возникновения увеита, а также дает возможность определить его причину с достаточной точностью при относительно небольшом количестве исследуемых пациентов. Методика была применена на выборке из 70 пациентов с односторонним увеитом, для каждого из которых известны результаты комплексного клинико-лабораторного обследования и определены 117 наиболее значимых показателей. Для определения связи между результатами комплексного обследования пациента и причиной возникновения увеита были использованы данные 65 из 70 больных, а остальные 5 пациентов отобраны для проверки получаемой точности определения причин возникновения увеита. Дополнительная верификация приведенной методики проводилась на основании данных шести пациентов с двухсторонним процессом. Для реализации разработанной методики был создан программный комплекс.

Целью работы было исследование агрегации эритроцитов как основного реологического параметра крови при экспериментальной кровопотере различной степени тяжести. Авторами был рассчитан коэффициент критерия Крускала-Уоллиса. Опыты проводили на белых беспородных крысах обоих полов. Животных распределяли по подгруппам в зависимости от степени тяжести кровопотери, в подгруппах исследовали индекс агрегации эритроцитов валидным методом текстурного анализа. В результате статистической обработки данных установили, что во всех подгруппах агрегация эритроцитов увеличивалась по сравнению с контролем, и это увеличение было более заметным при больших кровопотерях. Определение критерия Крускала - Уоллиса поможет обобщить и адаптировать экспериментальные данные для медицины критических состояний, сделать прогноз перехода одной стадии шока в последующую. Это повысит эффективность лечения больных с геморрагическим шоком.

Цель исследования - численная оценка влияния наклона первого премоляра и первого моляра нижней челюсти на напряженно-деформированное состояние мостовидного протеза и периодонта. Задача решена в плоско-деформированной постановке с применением метода конечных элементов. Исследовано влияние слоя стоматологического цемента на результаты расчета. Эквивалентные напряжения в мостовидном протезе и периодонте определены по теории Мизеса и наибольших главных напряжений, в цементе - по теории Мора. Показано, что учет в модели цемента не оказывает влияние на напряженно-деформированное состояние мостовидного протеза. Установлено, что имплантация мостовидного протеза при наклоне зубов в сторону дефекта способствует перераспределению жевательной силы и уменьшению нагрузки, действующей на периодонт, по сравнению с витальными наклоненными зубами.

Приведены результаты биомеханического моделирования конструкции капы из полиамида, армированного наноструктурированным диоксидом титана (5 и 10 мас. %), применяемой для лечения повышенной стираемости твердых тканей зубов у пациентов с бруксизмом. Потеря твердых тканей зубов приводит к изменению состояния прикуса с развитием миофункциональных и эстетических нарушений челюстно-лицевой области, что требует выбора упрочненного эстетичного конструкционного материала для изготовления капы. В литературных данных подчеркивается увеличение прочностных свойств полиамидного материала при введении в его состав наноструктурированного диоксида титана. Модуль упругости полиамида практически линейно увеличивается по отношению к введенному в его состав количеству диоксида титана от 0 до 5 мас. %. При большем увеличении количества введенного диоксида титана (10 мас. %) дальнейшего роста величины модуля упругости не происходит. Данный факт авторы связывают с необходимостью усовершенствования методики равномерного введения наноразмерного порошка диоксида титана в полиамидный материал. Наличие неравномерного распределения диоксида титана (10 мас. %) в виде гранул приводило к неоднородности материала и появлению концентраторов напряжений, повлиявших на снижение величины предела прочности и модуля упругости. Тем не менее полученные данные о напряжениях полиамида, армированного наноразмерным диоксидом титана (5 и 10 мас. %), свидетельствуют о целесообразности его применения при изготовлении конструкции капы для лечения последствий бруксизма в случаях, когда необходимо выдерживать повышенные нагрузки, возникающие в процессе патологического сжатия челюстей.

В работе рассматривается один из возможных численных подходов к описанию процессов деформирования гетерогенных сред под действием внешних нагрузок, основанный на моделировании структуры расчетной области с учетом данных ее компьютерной томографии. Предлагаемый подход позволяет моделировать поведение пористой среды с учетом ее структурных свойств на основе методов неразрушающего контроля. На первом этапе исследования методом компьютерной томографии проводится сканирование расчетного образца, далее полученные данные оцифровываются, после чего цифровой прототип структуры образца с соответствующими весами вносится в конечно-элементный алгоритм расчета на этапе формирования локальных матриц жесткости расчетной области, интегрирование которых проводится методом центральных прямоугольников. В работе проведена оценка влияния данных томографического исследования на сходимость предложенной численной методики, решены тестовые задачи. Приведены результаты решения модельной задачи для участка диафиза бедренной кости. Полученные численные результаты отображают влияние точности аппроксимации геометрии образца, а также иллюстрируют зависимость поля перемещений от структуры материала.

Хирургическое лечение переломов проксимального отдела бедренной кости представляет собой проблему, обусловленную отсутствием единой тактики лечения. Особую важность приобретает анализ процессов, происходящих в костной ткани в ходе заживления переломов в динамических условиях, особенно анализ механических напряжений. Метод конечных элементов - эффективный метод математического моделирования сложных объектов и описания напряженно-деформированных состояний этих объектов. С целью улучшения результатов лечения переломов проксимального отдела бедренной кости и костей таза было проведено математическое моделировани с применением метода конечных элементов чрезвертельного перелома бедренной кости в условиях фиксации динамическим штифтом и перелома таза в различных условиях его погружной фиксации. Параметры расчетов основаны на данных литературы и оптимальном соотношении заданной точности результата и времени расчета системы «кость -имплантат» пакетом программ. Модели были построены с учетом различных свойств кортикальной и губчатой костей, а также металлофиксатора. К моделям прикладывалась виртуальная нагрузка веса тела человека 80 кг. Произведена оценка смещений системы «кость - имплантат» и напряжений по Мизесу. Таким образом, результаты математического моделирования с использованием метода конечных элементов позволяют прогнозировать перемещение костных фрагментов сломанного сегмента скелета, правильно выбрать метод остеосинтеза отломков и оценить последствия этого остеосинтеза. Применение методов математического моделирования расширяет возможности научно обоснованного и персонифицированного подхода к хирургическому лечению заболеваний опорно-двигательного аппарата.