Кінцево-елементна модель поперекового відділу хребта

1. Кінцево-елементна модель поперекового відділу хребта у вигляді тривимірного векторного 3 Поставлене завдання вирішується тим, що в кінцево-елементну модель поперекового відділу хребта у вигляді тривимірного векторного комп'ютерного зображення розташованих вертикально двох хребців, нижнього і верхнього, і ендопротеза, що їх з'єднує, додатково введені дві пари пластин, встановлених попарно на кожному із хребців одна на одну таким чином, що пластини, що контактують з тілами хребців, виконані із податливого матеріалу, а інші - із жорсткого. Податливі пластини виконані із матеріалу з модулем пружності, що складає 0,1 - 0,2 МПа і коефіцієнтом Пуассона 0,3, а жорсткі пластини - із матеріалу з модулем пружності 2,1´105 МПа і коефіцієнтом Пуассона 0,3. Розміщення на моделі пластин, податливої і жорсткої, з обох кінців хребців таким чином, що податливі пластини контактують з тілами хребців, а жорсткі пластини встановлені на податливі, створює умови для рівномірного розподілу навантаження на хребці по всій їх площині і наближує, таким чином, умови експерименту на моделі до реальних навантажень поперекового відділу хребта людини. Точність дослідження на такій моделі значно підвищується. Виконання податливих пластин із матеріалу з модулем пружності 0,1 - 0,2 МПа і коефіцієнтом Пуассона 0,3, а жорстких пластин із матеріалу з модулем пружності 2,1´105 МПа і коефіцієнтом Пуассона 0,3 забезпечує умови для рівномірного розподілу навантаження по всій площині хребців, включаючи верхні і нижні їх грані, що позитивно позначається на точності дослідження. Аналогічних технічних рішень зі схожими ознаками при проведенні патентно-інформаційного пошуку не виявлено. Це свідчить про те, що технічне рішення, що пропонується є новим і клінічне придатним. Корисна модель пояснюється кресленнями, де на Фіг.1 зображена кінцево-елементна модель поперекового відділу хребта у вигляді з'єднаних 43430 4 між собою двох хребців і ендопротеза; на Фіг.2 верхній хребець; на Фіг.3 - нижній хребець. Кінцево-елементна модель поперекового відділу хребта складається із з'єднаних між собою розташованих вертикально у вигляді тривимірного векторного комп'ютерного зображення нижнього і верхнього хребців 1 і 2, відповідно і ендопротеза 3. Модель також має дві пари пластин, встановлених попарно на кожному із хребців одна на одну таким чином, що пластини 4, що контактують з тілами хребців, виконані із податливого матеріалу, а інші пластини 5 - із жорсткого матеріалу. Податливі пластини 4 виконані із матеріалу з модулем пружності, що складає 0,1 - 0,2 МПа і коефіцієнтом Пуассона 0,3, а жорсткі пластини 5 - із матеріалу з модулем пружності 2,1´105 МПа і коефіцієнтом Пуассона 0,3. Для дослідження здійснювали навантаження у 500 Н, яке прикладали на верхню грань верхньої пластини 5. З урахуванням геометричної симетрії величина стискуючої сили складала 125 Н. В процесі експериментальних робіт встановлено, що похибка в рівні розподілу навантаження по всій площині верхнього і нижнього хребців 2 і 1 не перевищує 2%, що гарантує високу точність дослідження на даній моделі різних анатомічних ситуацій. Виконання нижніх пластин 4, що контактують з тілами хребців із податливого матеріалу з модулем пружності 0,1 - 0,2 МПа і коефіцієнтом Пуассона 0,3, а нижніх пластин 5 із матеріалу з модулем пружності 2,1´105 МПа і коефіцієнтом Пуассона 0,3 забезпечує рівномірне навантаження по всій площині хребців, включаючи верхні і нижні їх грані, і підвищує точність дослідження. Порівняння даних експериментальних досліджень на моделі, що пропонується, при різних анатомічних ситуаціях вказує на те, що точність дослідження може підвищуватись до 92% - 95%. 5 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 43430 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601