WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаРізне → Діагностика примежових станів організму людини методами обчислювального інтелекту (автореферат) - Реферат

Діагностика примежових станів організму людини методами обчислювального інтелекту (автореферат) - Реферат

Результати дослідження та їх обговорення. Розроблена пластина (деклараційний патент України № 39146 А), завдяки наявності в ній поперечних пелюстків, що лежать у площині смуги, здатна забезпечити підвищену просторову жорсткість фіксації відламків щелепи, що є дуже важливим для стабільного остеосинтезу (мал. 1).

Мал.1. Загальний вид запропонованої заготівки для моделювання різних видів пластин:

1. Смуга осередкової форми

2. Проміжна частина (ребро жорсткості)

3. Отвори з поглибленнями для кріпильних гвинтів і розміщення їх голівок.

4. Поперечні пелюстки

5. Просічки трикутної форми

При згинанні проміжної частини пластини поперечні її пелюстки займають положення, яке перпендикулярне до кожного з відламків, і під час операції легко й міцно, шляхом підгинання, охоплюють відламки та утримують їх, забезпечуючи додаткові точки фіксації, дозволяючи вводити мінімальну кількість гвинтів, що фіксують пластину до масиву кістки (мал. 2). Завдяки вигину пластини згідно кута нижньої щелепи, вона завжди розташована нижче нижньощелепного каналу і, таким чином, виключає можливість поранення судинно-нервового пучка гвинтами.

Мал. 2. Фіксація пластини в області тіла нижньої щелепи.

Універсальність пропонованої пластини полягає в тому, що завдяки достатній її довжини і при відтинанні її частини, одержуємо пластину, яку можемо використовувати для остеосинтезу практично будь-якого перелому щелепно-лицевої ділянки (мал. 3).

Мал. 3. Варіанти моделювання пластини із заготівки.

Для оцінки фіксуючих властивостей запропонованої пластини ми зупинили свій вибір на методиці комп'ютерного моделювання та іспиту різних конструкцій, що широко використовують для конструювання в машинобудуванні, будівництві та авіакосмічній промисловості. В останні роки ця методика впевнено проникає й у медицину, а особливо вона ефективна для наукових досліджень в ортопедії, травматології та у прикладній стоматології. Метод кінцевих елементів став одним з найбільш розповсюджених методів вирішення задач механіки твердо-деформованого тіла, і це пов'язано з розробкою і впровадженням комп'ютерного програмування та підвищення можливостей комп'ютерів.

Для створення моделі нижньої щелепи була використана технологія об'ємного комп'ютерного моделювання з використанням програми "Solid Works 2001" – могутнього 3D-CAD пакета для високотехнологічного інженерного конструювання в промисловості.

Комп'ютерна модель нижньої щелепи була створена з урахуванням усереднених, анатомічно обумовлених, розмірів – довжини, ширини і висоти, різних кутів вигину і зі збереженням співвідношень різних частин щелепи між собою, а також товщини губчатого і кортикального шарів у різних її ділянках.

На створену віртуальну модель нижньої щелепи накладали об'ємну тривимірну сітку кінцевих елементів (мал. 4) і наносили щілину перелому в найбільш типових місцях – в області кута нижньої щелепи, ментальному та фронтальному відділах.

Мал. 4. Комп'ютерна модель нижньої щелепи з сіткою кінцевих елементів.

Нами використані усереднені показники фізико-механічних характеристик кісткової тканини щелепи, а для використовуваного в операціях титану – дані стандартних комплектів (ISO 5832-2).

Оцінку напруги у випробовуваній моделі здійснювали за програмою "Cosmo Works v. 6.0" по кольоровій шкалі, що має 24 кольори – від темно-синього до яскраво-червоного, при цьому кожен колір відповідав певному рівню напруги в Н/м2.

За допомогою комп'ютерного аналізу моделі нижньої щелепи вишукували найбільш доцільну конструкцію мініпластини, яка спроможна забезпечити функціонально стабільний остеосинтез.

При комп'ютерному випробовуванні в результаті динамічних досліджень (наростання жувального навантаження від 0 до 100 Н) на моделях щелеп з імітованими переломами в області кута вдалося відтворити зсув відламків друг щодо друга до появи щілини і зафіксувати наступні показники:

- Поява щілини при використанні однієї стандартної пластини, накладеної перпендикулярно щілини перелому і зафіксованої двома гвинтами до кожного з відламків (всього чотири), виникала при дії жувального зусилля, рівного 70 Н.

- При використанні двох стандартних пластин, накладених вище і нижче проекції нижньощелепного каналу, і кожна з яких фіксована до кожного з відламків одним гвинтом (всього чотири), зсув виникав при впливі навантаження в 76 Н.

- Пластину власної конструкції розташовували по краю нижньої щелепи, її проміжна частина вигнута відповідно куту щелепи і фіксована до кожного з відламків одним гвинтом (всього два). Додатково відламки фіксували підігнутими під край щелепи поперечними пелюстками, по два під кожний відламок. При використанні такого методу фіксації зсув відбувався під впливом зусилля в 76 Н .

Аналізуючи динамічні дослідження комп'ютерної моделі з метою визначення стабільності фіксації відламків при використанні різних видів пластин і способу їхнього накладення і кріплення, ми прийшли до висновку, що:

- Стабільність фіксації відламків при використанні пластини власної конструкції дорівнює двом, накладеним паралельно, стандартним пластинам (табл. 1). При цьому стандартні пластини фіксували удвічі більшою кількістю внутрішньокісткових гвинтів (2 – при використанні пластини власної конструкції і 4 - при використанні стандартних пластин).

- Використання однієї стандартної пластини приводить до зниження жорсткості фіксації, і зсув відламків виникає при навантаженні, яке меньше на 6 Н, і це при досить великій кількості ендоосальних гвинтів – по два на кожнім із фрагментів (табл. 2). Поперечні пелюстки, підігнуті під край щелепи, беруть на себе значну частину навантаження, що веде до збільшення стабільності фіксації відламків і жорсткості усієї фіксуючої конструкції (табл. 3).

Таблиця 1

Розподіл напруг на елементах конструкції при застосуванні двох стандартних пластин

Локалізація пластини

Гвинт на великому відламку (Н/м2)

Тіло пластинки (Н/м2)

Гвинт на короткому відламку (Н/м2)

Сумарні максимальні напруги конструкції (Н/м2)

Верхня

9,714х107

3,191х108

1,249х108

Нижня

8,327х107

3,053х108

1,110х108

10,407х108

Таблиця 2

Розподіл напруг на елементах конструкції при застосуванні однієї стандартної пластини

Великий відламок

Латеральний гвинт (Н/м2)

Медіальний гвинт (Н/м2)

Тіло пластинки (Н/м2)

Короткий відламок

Медіальний гвинт (Н/м2)

Латеральний гвинт (Н/м2)

Сумарні максимальні напруги конструкції (Н/м2)

1,848х 107

3,696х107

1,294х108

1,294х108

3,696х107

3,512х108

Таблиця 3

Розподіл напруг на елементах конструкції при застосуванні запропонованої пластини

Великий відламок

Латераль-ний пелюсток (Н/м2)

Гвинт

(Н/м2)

Медіаль-ний пелюсток

(Н/м2)

Тіло пластин-ки

(Н/м2)

Короткий відламок

Медіаль-ний пелюсток

(Н/м2)

Гвинт

(Н/м2)

Латераль-ний пелюсток (Н/м2)

Сумарні максималь-ні напруги конструкції (Н/м2)

2,130х108

8,521х107

2,130х108

2,556х108

4,260х107

2,343х108

4,473х108

13,419х108

Вивчаючи максимальні напруги, що виникли в результаті жувального навантаження в 100 Н на фіксуючих елементах (гвинти і поперечні пелюстки) і проміжної частини пластини, одержали дані, аналізуючи які, ми прийшли до висновку, що поперечні пелюстки, підігнуті під край щелепи, відіграють важливу роль в опорі навантаженню і значно підвищують фіксуючу жорсткість усієї конструкції. При цьому конструкція розташована в безпечній зоні, використана мінімальна кількість внутрішньокісткових гвинтів, і вони відстоять значно далі від щілини перелому, що знижує ймовірність виникнення травматичних ускладнень, пов'язаних з операцією.

Loading...

 
 

Цікаве