WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

Проведен анализ влияния внешних воздействий и механических свойств тканей на напряжения и перемещения в структурах передней брюшной стенки человеческого организма в норме, при развитии патологических образований в белой линии живота, при изменении формы патологического образования в белой линии, при ущемлении грыжевых ворот, после проведения различных видов герниопластики белой линии (рис. 4, в, г), в структурах паховой области при развитии косых и прямых грыж различной степени.

На рис. 4, а, б (1 – круглая форма, 2 – эллиптическая форма вдоль белой линии с соотношением осей 1:2, 3 – эллиптическая форма поперек белой линии с соотношением осей 1:2) приведены результаты исследования влияния формы патологического отверстия на напряженно-деформированное состояние в белой линии живота. Наибольшая предрасположенность к возникновению грыжи возникает при патологическом отверстии эллиптической формы, вытянутом по форме вдоль белой линии живота. При ущемлении грыжи разрушаются ткани в зоне грыжевых ворот. С увеличением жесткости срединного шва при герниопластике белой линии напряжения и перемещения в структурах уменьшаются.

Проведен сравнительный биомеханический анализ целесообразности применения герниопластики белой линии живота с использованием сетчатых имплантатов и герниопластики белой линии живота с применением собственных тканей: применение имплантата позволяет значительно снизить напряженно-деформированное состояние в области шва грыжевых ворот, и, следовательно, снизить вероятность возникновения рецидива.

На рис. 4, в, г приведены результаты исследования герниопластики с различным расположением сетчатого имплантата по отношению к апоневротическим футлярам мышц: 1 – под апоневротическими футлярами, 2 – внутри апоневротических футляров, 3 – над апоневротическими футлярами мышц. Исследования напряжений и перемещений проведены в зависимости от модуля упругости шва (рубца) грыжевого дефекта. Наиболее оптимальным при равных прочих параметрах является надапоневротическое расположение имплантата.

Проведен анализ влияния внешних воздействий и механических свойств тканей на напряжения и перемещения в структурах паховой области в норме, при развитии патологического расширения пахового канала, при косой и прямой паховых грыжах различной степени выраженности. При герниопластике пахового канала необходимо восстановление задней стенки пахового канала и нормальных размеров глубокого пахового кольца.

а

б

в

г

Рис. 4. Зависимости напряжений (а, в) и перемещений (б, г) от:

а, б – от формы патологического отверстия в белой линии живота;

в, г – модуля упругости шва грыжевого дефекта при герниопластике с различным расположением сетчатого имплантата

При анализе поведения модели варьирование значениями параметров дало возможность определить роль каждого из них на проявление синдрома, и, следовательно, рассмотреть множество его вариантов и сочетаний с другими симптомами.

Проведенные исследования влияния геометрических параметров и механических свойств мышечно-апоневротических структур на результат коррекции грыжевого дефекта предопределяют необходимость, а вводимые при этом погрешности вычислений – возможность создания метода предоперационного прогнозирования результатов реконструктивных герниопластик.

В четвертой главе рассмотрены вопросы создания и практического применения системы предоперационного прогнозирования состояния структур в герниологии. Предложена блок-схема структуры аппаратно-программ-ного комплекса (рис. 5) системы.

Рис. 5. Схема взаимодействия основных компонентов системы

предоперационного прогнозирования состояния структур

Составной биомеханической частью нового информационного обеспечения являются таблицы, содержащие сведения о механических свойствах биологических структур в норме и патологии, компьютерные модели реконструированных передней брюшной стенки и паха, геометрическая программа Solid Works, программа для расчета напряженно-деформированного состояния методом конечных элементов COSMOSWorks, алгоритмы проведения исследований и предоперационного прогнозирования результатов операций при использовании системы предоперационного прогнозирования состояния структур.

Определение необходимых для исследования геометрических размеров выполняется по компьютерным томограммам в вычислительном комплексе томографа. Информация о геометрических размерах структур, представленных к коррекции, передается в систему предоперационной диагностики результатов реконструктивных герниопластик. По базе данных механических свойств подбираются свойства в соответствии с введенными клиническими данными пациента по разработанному в работе алгоритму. Подбор осуществляется по следующим основным критериям: 1) пол пациента; 2) возраст пациента; 3) телосложение; 4) срок заболевания. По соответствующим комбинациям этих критериев определяются механические свойства исследуемой ткани. Выбирается модель герниопластики и проводится анализ. Если напряжения в структурах превышают допустимые, то производится повторный выбор модели в соответствии с разработанным алгоритмом, до тех пор, пока не будет найдена технология хирургического вмешательства, обеспечивающая оптимальный результат операции для данного пациента. Результаты прогноза выводятся на печатающее устройство или на накопитель информации. Для расчета рассматриваемых моделей необходим компьютер класса не ниже, чем Pentium IV 3000 МГц, с объемом оперативной памяти не менее 1 Гб и объемом жесткого диска не менее 20 Гб. Расчет каждой из моделей на компьютерах подобного класса, при разбиении на 100-150 тысяч конечных элементов, занимает порядка 10 минут, а при разбиении на 200-250 тысяч – порядка 20 минут. По результатам проведенного прогноза составляются рекомендации по выбору технологии хирургического вмешательства. Полученный прогноз не является окончательным и требует заключения врача-хирурга.

Проведено сопоставление результатов предоперационного прогнозирования результатов герниопластики с результатами операций, проведенных в медицинской академии им. И.И. Мечникова.

Основные результаты работы

1. Построены компьютерные модели, учитывающие реальную геометрию и механические характеристики структур брюшной стенки и паховой области, позволяющие проводить исследования напряженно-деформирован-ного состояния, возникающего в структурах при развитии патологии и при назначении дозированных нагрузок после реконструкции.

2. Получены экспериментальные данные механических свойств апоневротических структур брюшной стенки, позволяющие вводить в компьютерные модели их биомеханические характеристики.

3. Проведены исследования напряженно-деформированного состояния, возникающего в структурах брюшной стенки и паховой области при развитии патологии и при назначении дозированных нагрузок после реконструкции.

4. Разработан метод предоперационного прогнозирования результатов реконструктивных операций в герниологии на основе компьютерного биомеханического моделирования и клинических исследований.

5. Предложен алгоритм проведения исследований при выборе типа хирургического вмешательства для каждого конкретного случая.

6. На основе разработанного биомеханического метода создано новое информационное обеспечение системы предоперационного прогнозирования состояния структур в герниологии.

7. Разработаны предложения по составу, функциям основных компонентов, и построена обобщенная схема системы предоперационного прогнозирования состояния структур в герниологии.

Заключение

Актуальность работы определяется отсутствием объективных методов и существующими потребностями в предоперационном прогнозировании состояния структур в герниологии; а также возможностями современных компьютерных технологий. Поэтому целью работы являлось повышение эффективности предоперационного прогнозирования результатов реконструктивных операций путем совершенствования информационного обеспечения системы предоперационного прогнозирования состояния мышечно-апоневро-тических структур в герниологии. Для достижения поставленной цели были построены компьютерные модели, учитывающие реальную геометрию и механические характеристики структур брюшной стенки и паховой области; проведены экспериментальные исследования механических свойств структур передней брюшной стенки и паховой области; проведены исследования напряженно-деформированного состояния, возникающего в структурах брюшной стенки и паховой области при развитии патологии и после реконструкции; разработан биомеханический метод предоперационного прогнозирования результатов реконструктивных операций в герниологии на основе компьютерного моделирования и клинических исследований. На основе этого метода разработано новое информационное обеспечение и предложена обобщенная схема системы предоперационного прогнозирования состояния структур в герниологии.

Создание нового информационного обеспечения системы прогнозирования состояния структур позволило учесть индивидуальные особенности геометрических размеров структур брюшной стенки и патологии конкретного пациента, определить величину механического воздействия и технологию оперативного вмешательства, необходимого для восстановления брюшной стенки или паха при сохранении их функциональных свойств, и тем самым осуществить предоперационное прогнозирование результатов реконструктивных операции и состояния структур в герниологии. Достоверность исследований подтверждена соответствием полученных результатов с результатами расчета аналитическими методами.

Публикации по теме диссертации

  1. Лебедева, Е.А. Моделирование структур человеческого организма в герниологии/ Е.А.Лебедева // Изв. СПбГЭТУ «ЛЭТИ» (Известия государственного электротехнического университета). Сер. Биотехнические системы в медицине и экологии. – 2005. - №1. – С. 53 – 55
  2. Бегун, П.И. Компьютерное моделирование и исследование состояния биологических структур в герниологии/ П.И.Бегун, Е.А. Лебедева // Математическое моделирование и биомеханика в современном университете: материалы Междунар. школы-семинара, г. Ростов-на-Дону. – 2005. – С. 22 – 23
  3. Лебедева, Е.А. Блок «Биомеханика» в биотехнических системах медицинского назначения «Герниология»/ Е.А. Лебедева // материалы юбилейной 60-й науч.-техн. конф., посвященной 110-летию изобретения радио. С-Пб, апрель 2005. – С. 211 – 213
  4. Лебедева, Е.А. Моделирование патологических образований в белой линии живота / Е.А.Лебедева // Наука – Производство – Технологии - Экология: сборник матер. Всеросс. науч.-техн. конф. ВятГУ. – Киров. – 2005. – С.164-166.
  5. Бегун, П.И. Информационное обеспечение исследований и коррекции в герниологии / П.И.Бегун, С.М.Лазарев, Е.А.Лебедева // Информационно-управляющие системы. Сер. Управление в медицине и биологии. – 2006. - №2 (21). – С. 47 – 52
  6. Лебедева, Е.А. Биомеханические исследования состояния биологических структур в герниологии /Е.А. Лебедева// Биомеханика-2006: материалы VIII Всеросс. конф. по биомеханике. Н.Новгорд, июнь 2006. - Н.Новгород. - 2006. - С. 174-175
  7. Лебедева, Е.А. Компьютерное моделирование в герниологии / Е.А. Лебедева // Изв. СПбГЭТУ «ЛЭТИ» (Известия государственного электротехнического университета). Сер. Биотехнические системы в медицине и экологии. – 2006. - №1. – С. 45 – 47
  8. Лебедева, Е.А. Компьютерное моделирование и исследование в герниологии / Е.А.Лебедева // Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии – ФРЭМЭ-2006: матер. VII Международной науч.-техн. конф. г. Владимир, август 2006. - Владимир. – 2006. – С. 292 – 294
  9. Лебедева, Е.А. Компьютерное моделирование биологических структур в герниологии/ Е.А. Лебедева // Изв. ТРТУ. Сер. Медицинские информационные системы. – 2006. - № 11. – С. 90 – 94
  10. Лебедева, Е.А. Прогнозирование результатов реконструктивных операций в герниологии / Е.А.Лебедева // Молодые ученые – промышленности Северо-Западного региона: материалы Политехнического симпозиума, г. С-Пб, сентябрь 2006. – С-Пб, 2006. – С. 196 – 197

Подписано в печать 01.10.07. Формат 60*84 1/16.

Бумага офсетная. Печать офсетная. Печ. л. 1,0.

Тираж 100 экз. Заказ 102.

Отпечатано с готового оригинал-макета

в типографии Издательства СПбГЭТУ «ЛЭТИ»

Издательство СПбГЭТУ «ЛЭТИ»

197376, С.-Петербург, ул. Проф. Попова, 5

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»