摘要
由科学家开发的“内修复-骨骼”系统模型特别关注了髋骨的几何结构和内部结构。
由科学家开发的“内修复-骨骼”系统模型特别关注了髋骨的几何结构和内部结构。
先进制造技术中心的一个科学家团队的国家科技计划(NTI)彼得大帝圣彼得堡理工大学(SPbPU)(头——人工智能Borovkov教授,Vice-rector彼得大帝圣彼得堡理工大学先进项目)开发了一种“endoprosthesis-skeleton”系统的数学模型。
特别关注髋骨的几何结构和内部结构。利用先进的计算机建模技术，研究小组评估了一个典型病例(一个病人用两条腿站立)的生物力学结构的完整性。目前，该小组正在研究一种方法，将这种分析的时间减少到几天。研究结果发表在《振冲工程学报》上，并在第十二届全俄理论与应用力学基础问题大会上发表。
髋关节置换术是目前比较常见的手术。在关节置换术中，患者的髋骨上部被一个带有球形关节元件的金属杆和一个允许关节头部在盆骨内旋转的杯子所取代。医疗公司为普通的髋关节置换手术制造不同参数的标准元件。
然而，一段时间后，一定比例的患者会遇到植入物的问题，需要更换。通常情况下，这种情况是由于内修复体对髋骨的负荷不足(或过度)导致其组织发生变化。此外，骨质疏松症和其他疾病也会影响骨骼强度。在第二次手术时(移除最初的植入物并安装一个修正后的植入物)，部分髋骨因为无法承受重量而变得不合适。
因此，当一个病人在做第二次手术时，髋部骨骼受到了损伤，标准的植入物对他们来说毫无用处，而一个常规的罩杯(即使是更大的尺寸)可能也不起作用。
制造商生产特殊的元素组合，这些元素可以以不同的方式组合在一起，用于翻修手术，以及用于复合骨折或癌症患者。然而，这样的手术有很高的风险性:任何修复结构或额外骨组织丢失的问题都可能导致严重的健康问题。了解假体是否能够承受载荷，以及是否能够避免对患者骨骼的损伤是非常重要的。
安装前的虚拟测试可以帮助消除许多术后并发症。但是，目前还没有一种普遍的评估方法来这样做。根据骨CT结果建立模型耗时较长，患者的健康参数不断变化。因此，诊断和手术之间的窗口应该尽可能短。
一个工程师团队的先进制造技术中心国家科技计划(NTI)彼得大帝圣彼得堡理工大学(SPbPU)分析“endoprosthesis-skeleton”系统的完整性的髋关节置换和评估和骨盆骨植入结构的耐久性,以及当病人站在两英尺的载荷分布。
描述了仿真模型制备的特点。目前，这个过程需要很长时间，但团队正在研究一种方法，将整个计算减少到几天。
其他的组在他们的研究中倾向于完全忽略骨盆骨，或者只考虑他们的简化模型。然而，在这种情况下，研究人员特别注意盆腔骨的详细描述，包括其外部和多孔内层。这是由于骨盆整体经常处于危险中。“如果我们把我们所做的工作看作是一次虚拟测试，那么这篇文章描述了我们给病人的骨骼和植入物施加的负荷，就好像它们是在现实中测试过的一样。”
像这样的研究有助于降低患者使用单独设计的植入物的并发症的风险。希望他们能将预防置于治疗之上。”彼得圣彼得堡理工大学国家技术计划(NTI)先进制造技术中心的首席工程师Mikhail Zhmaylo评论道
来源：Medindia
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