Дослідження напружено-деформованого стану моделі стопи в разі плоско-вальгусної деформації (повідомлення 1)
Вантажиться...
Дата
ORCID
Науковий ступінь
Рівень дисертації
Шифр та назва спеціальності
Рада захисту
Установа захисту
Науковий керівник/консультант
Члени комітету
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Редакція журналу «Ортопедія, травматологія та протезування»
Анотація
In the last decade, there has been an increase in the number of patients of different ages with the pathology of the foot. Thus, the flatfoot, according to different authors, is from 35 to 50 % of the entire pathology of the feet in children and up to 75 % in adults. One of the modern methods of surgical treatment of flatfoot is subtalar arthroesis. However, the researchers did not agree on its effectiveness.Objective: to study the stress-strain state of the bone elements of the foot in the normal and with flatfoot deformity.Methods: to solve this problem, a finite-element foot model was constructed, consisting of heel, talus, n avicular a nd s phenoid b ones, a s w ell a s t ibial a nd peroneal fragments. The joint surfaces were modeled by elements with mechanical properties of the cartilaginous tissue.Results: it is established that for the foot model, the stress intensity in all bone elements is uniformly distributed and has values in the range from 0.1 to 1.7 MPa. The zone of increased stress level is located on the supporting surface of the heel bone, where their maximum value reaches 4.9 MPa. As a result of the study of the model, a stress level was revealed in all bone elements of the foot, especially on the supporting surface of the calcaneus (from 4.9 MPa in the norm to 7.2 MPa) and on the surfaces of the joint, on the scaphoid bone (from 0.6 MPa in the norm to 6.9 MPa with the FFD). The highest concentration of stresses is determined on the posterolateral part of the joint surface of the talus bone — from 1.0 MPa in the norm to 13.5 MPa.Conclusion: the increase and redistribution of stresses in the osteochondrium elements of the foot in case flatfoot deformity can be a trigger mechanism for the development of an unstable ankle joint and arthrosis phenomena in the joints of the foot.
В последнее десятилетие наблюдается увеличение количества больных разного возраста с патологией стопы. Так, плоско-вальгусная деформация стоп (ПВДС), по данным разных авторов, составляет от 35 до 50 % всей патологии стоп у детей и до 75 % у взрослых. Одним из современных методов хирургического лечения ПВДС является подтаранный артроэрез. Однако исследователи не пришли к единому мнению относительно его эффективности.Цель: изучить напряженно-деформированное состояние костных элементов стопы в норме и при ее плоско-вальгусной деформации.Методы: для решения поставленной задачи была построена конечно-элементная модель стопы, состоящая из пяточной, таранной, ладьевидной и клиновидной костей, а также фрагментов большеберцовой и малоберцовой. Суставные поверхности моделировали элементами с механическими свойствами хрящевой ткани.Результаты: установлено, что для модели стопы в норме интенсивность напряжений во всех костных элементах распределяется равномерно и имеет значения в пределах от 0,1 до 1,7 МПа. Зона повышенного уровня напряжений находится на опорной поверхности пяточной кости, где их максимальная величина достигает 4,9 МПа. В результате исследования модели при ПВДС выявлено повышение уровня напряжений во всех костных элементах стопы, особенно на опорной поверхности пяточной кости (от 4,9 МПа в норме до 7,2 МПа) и на поверхностях таранно-пяточного сустава, а именно, на ладьевидной кости (с 0,6 МПа в норме до 6,9 МПа при ПВДС). На заднелатеральной части суставной поверхности таранной кости определяется наивысшая концентрация напряжений — 13,5 МПа против 1,0 МПа в норме.Вывод: повышение и перераспределение напряжений в костно-хрящевых элементах стопы в случае ее плоско-вальгусной деформации могут быть пусковым механизмом развития нестабильности голеностопного сустава и артрозных явлений в суставах стопы.
В останнє десятиліття спостерігають збільшення кількості хворих різного віку з патологією стопи. Зокрема, плоско-вальгусна деформація стоп (ПВДС), за даними різних авторів, становить від 35 до 50 % усієї патології стоп у дітей і до 75 % у дорослих. Одним із сучасних методів хірургічного лікування ПВДС є піднадп’ятковий артроерез. Проте дослідники не мають єдиної думки щодо його ефективності.Мета: вивчити напружено-деформований стан кісткових елементів стопи в нормі та за умов її плоско-вальгусної деформації.Методи: для вирішення поставленого завдання була побудована кінцево-елементна модель стопи, яка складалася з п’яткової, надп’яткової, човноподібної та клиноподібної кісток, а також фрагментів великогомілкової та малогомілкової. Суглобові поверхні моделювали елементами з механічними властивостями хрящової тканини.Результати: установлено, що для моделі стопи в нормі інтенсивність напружень у всіх кісткових елементах розподіляється рівномірно і має значення в межах від 0,1 до 1,7 МПа. Зона підвищеного рівня напружень розташована на опорній поверхні п’яткової кістки, де їхня максимальна величина досягає 4,9 МПа. У результаті дослідження моделі за умов ПВДС виявлено підвищення рівня напруження в усіх кісткових елементах стопи, особливо на опорній поверхні п’яткової кістки (від 4,9 МПа в нормі до 7,2 МПа) і на поверхнях надп’ятково-п’яткового суглоба, а саме, на човноподібній кістці (від 0,6 МПа в нормі до 6,9 МПа за умов ПВДС). На задньолатеральній частині суглобової поверхні надп’яткової кістки визначено найвищу концентрацію напружень — 13,5 МПа проти 1,0 МПа в нормі.Висновок: підвищення і перерозподіл напружень у кістково-хрящових елементах стопи в разі її плоско-вальгусної деформації можуть бути пусковим механізмом розвитку нестабільності надп’ятково-гомілкового суглоба й артрозних явищ в суглобах стопи.
В последнее десятилетие наблюдается увеличение количества больных разного возраста с патологией стопы. Так, плоско-вальгусная деформация стоп (ПВДС), по данным разных авторов, составляет от 35 до 50 % всей патологии стоп у детей и до 75 % у взрослых. Одним из современных методов хирургического лечения ПВДС является подтаранный артроэрез. Однако исследователи не пришли к единому мнению относительно его эффективности.Цель: изучить напряженно-деформированное состояние костных элементов стопы в норме и при ее плоско-вальгусной деформации.Методы: для решения поставленной задачи была построена конечно-элементная модель стопы, состоящая из пяточной, таранной, ладьевидной и клиновидной костей, а также фрагментов большеберцовой и малоберцовой. Суставные поверхности моделировали элементами с механическими свойствами хрящевой ткани.Результаты: установлено, что для модели стопы в норме интенсивность напряжений во всех костных элементах распределяется равномерно и имеет значения в пределах от 0,1 до 1,7 МПа. Зона повышенного уровня напряжений находится на опорной поверхности пяточной кости, где их максимальная величина достигает 4,9 МПа. В результате исследования модели при ПВДС выявлено повышение уровня напряжений во всех костных элементах стопы, особенно на опорной поверхности пяточной кости (от 4,9 МПа в норме до 7,2 МПа) и на поверхностях таранно-пяточного сустава, а именно, на ладьевидной кости (с 0,6 МПа в норме до 6,9 МПа при ПВДС). На заднелатеральной части суставной поверхности таранной кости определяется наивысшая концентрация напряжений — 13,5 МПа против 1,0 МПа в норме.Вывод: повышение и перераспределение напряжений в костно-хрящевых элементах стопы в случае ее плоско-вальгусной деформации могут быть пусковым механизмом развития нестабильности голеностопного сустава и артрозных явлений в суставах стопы.
В останнє десятиліття спостерігають збільшення кількості хворих різного віку з патологією стопи. Зокрема, плоско-вальгусна деформація стоп (ПВДС), за даними різних авторів, становить від 35 до 50 % усієї патології стоп у дітей і до 75 % у дорослих. Одним із сучасних методів хірургічного лікування ПВДС є піднадп’ятковий артроерез. Проте дослідники не мають єдиної думки щодо його ефективності.Мета: вивчити напружено-деформований стан кісткових елементів стопи в нормі та за умов її плоско-вальгусної деформації.Методи: для вирішення поставленого завдання була побудована кінцево-елементна модель стопи, яка складалася з п’яткової, надп’яткової, човноподібної та клиноподібної кісток, а також фрагментів великогомілкової та малогомілкової. Суглобові поверхні моделювали елементами з механічними властивостями хрящової тканини.Результати: установлено, що для моделі стопи в нормі інтенсивність напружень у всіх кісткових елементах розподіляється рівномірно і має значення в межах від 0,1 до 1,7 МПа. Зона підвищеного рівня напружень розташована на опорній поверхні п’яткової кістки, де їхня максимальна величина досягає 4,9 МПа. У результаті дослідження моделі за умов ПВДС виявлено підвищення рівня напруження в усіх кісткових елементах стопи, особливо на опорній поверхні п’яткової кістки (від 4,9 МПа в нормі до 7,2 МПа) і на поверхнях надп’ятково-п’яткового суглоба, а саме, на човноподібній кістці (від 0,6 МПа в нормі до 6,9 МПа за умов ПВДС). На задньолатеральній частині суглобової поверхні надп’яткової кістки визначено найвищу концентрацію напружень — 13,5 МПа проти 1,0 МПа в нормі.Висновок: підвищення і перерозподіл напружень у кістково-хрящових елементах стопи в разі її плоско-вальгусної деформації можуть бути пусковим механізмом розвитку нестабільності надп’ятково-гомілкового суглоба й артрозних явищ в суглобах стопи.
Опис
Бібліографічний опис
4, 80–84