Биомеханика перестройки трабекулярной костной ткани
Автор: Татьяна Николаевна Чикова
Соавторы: В.М. Тверье, А.А. Киченко
Организация: Пермский национальный исследовательский политехнический университет
Из-за значительной лучевой нагрузки, создаваемой аппаратами для проведения томографии структуры костей, наблюдение динамики изменения ориентации костных трабекул представляется невозможным. Следовательно, для исследования таковых изменений, объединённых общим названием «перестройка кости», широко применяются методы компьютерного анализа. В данной работе проведено сравнение результатов двух моделей перестройки, реализованных авторами в программных продуктах ANSYS и MATLAB. Преимущество такого анализа состоит в том, что полученные результаты расчета можно оценить не только качественно, сравнивая со внутренней структурой, реализуемой в кости человека, но и количественно, сравнивая значения параметров, характерных для выбранной модели, таких как тензор структуры и доля твердого объема. В данной работе считается, что материал кости описывается в рамках линейной теории упругости анизотропного тела, деформационное поведение которого зависит от параметров, описывающих структуру кости в каждый дискретный момент времени. Сравнение моделей проводится для различных случаев нагружения.
Практическая значимость работы заключается в создании модели перестройки кости, способной воспроизвести процесс изменения внутренней структуры под влиянием нагрузки, создаваемой врачом при различных медицинских вмешательствах. В работе описан пример такого вмешательства, заключающегося в перемещении зуба нижней челюсти.