Analiza numeryczna segmentu ruchowego odcinka lędźwiowego kręgosłupa człowieka w przypadku wystąpienia kręgozmyku

• Autorzy: Joszko Kamil , Machnia Karolina

Warianty tytułu

EN

Numerical analisis of the motor segment of the lumbar spine with the spondylolisthesis

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem przeprowadzonych badań była ocena obciążeń występujących w odcinku lędźwiowym kręgosłupa człowieka na poziomie L4-L5 dla schorzenia kręgozmyku. Modele numeryczne poszczególnych części segmentu ruchowego zostały wysegmentowane w oparciu o zdjęcia tomografii komputerowej. Następnie w oprogramowaniu MES przeprowadzono analizę numeryczną modelu kręgosłupa fizjologicznie prawidłowego oraz modeli z różnymi stopniami kręgozmyku w następującej skali: 4 mm, 6 mm, 8 mm, 10 mm oraz 12 mm.

EN

The research carried out a numerical analysis of the loads occurring in the lumbar spine at the L4-L5 level. The project started with modeling the spine diseases in the Inventor 2018 software for different values of spondylolisthesis. In ANSYS Workbench 2013, numerical simulations were performed: analysis of a physiologically correct model, analysis of the mathematical model of the spine with various degrees of spondylolisthesis (4 mm, 6 mm, 8 mm, 10 mm and 12 mm). Models were verified on the basis of literature data.

Słowa kluczowe

PL

symulacja numeryczna; analiza wytrzymałościowa; odcinek lędźwiowy; kręgozmyk; MES

EN

numerical simulation; strength analysis; lumbar spine; vertebroplasty; FEM

• Wydawca: Katedra Biomechatroniki, Wydział Inżynierii Biomedycznej Politechniki Śląskiej
• Czasopismo: Aktualne Problemy Biomechaniki
• Rocznik: 2020
• Tom: z. 20
• Strony: 45--53
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz.

Twórcy

autor

Joszko Kamil

• Katedra Biomechatroniki, Politechnika Śląska, Zabrze

autor

Machnia Karolina

• SKN Biomechatroniki ”Biokreatywni”, Katedra Biomechatroniki, Politechnika Śląska, Zabrze

Bibliografia

• [1] Adams M., Dolan P.: Spine biomechanics – Perspective, Journal of Biomechanics 38, p. 1972-1983, 2005.
• [2] Azian M., Tanaka M.: Biomechanical investigation on the influence of the regional material degeneration of an intervertebral disc in a lower lumbar spinal unit: a finite element study, Computers in Biology and Medicine 98, 2018, p. 26-38.
• [3] Cunningham B.W., Mueller K.B., Hawkeen J.B., Rolle N.P.: Biomechanical considerations and mechanisms of injury in spondylolisthesis, Semin Spine Surg 32, 2020.
• [4] Danso E.K., Honkanen J.T., Saarakkala S., Korhonen R.K.: Comparison of Nonlinear Mechanical Properties of Bovine Articular Cartilage and Meniscus, Journal of Biomechanics, 2014, s. 200-206.
• [5] Gzik M.: Biomechanika kręgosłupa człowieka. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2007.
• [6] Quan Y. L., Ho-Joong K., Juhyun S., Kyoung-Tak K., Bong-Soon C., Choon-Ki L., Hyun S. S., Jin S. Y. : “Biomechanical analysis of lumbar decompression surgery in relation to degenerative changes in the lumbar spine – Validated finite element analysis” Computers in Biology and Medicine 89, 2007, 512-519.
• [7] Rivollier M., Marlier B., Kleiber J.C., Eap C., Litre C.F.: Surgical treatment of high-grade spondylolisthesis: Technique and result, Journal of Orthopeadics 22, 2020, p. 383-389.
• [8] Ślimak P., Wolański W., Gzik M.: Wpływ stabilizacji przedniej na biomechanikę odcinka szyjnego kręgosłupa człowieka, Aktualne Problemy Biomechaniki, nr 5, 2011, s. 165-170.
• [9] Tejszerska D., Świtoński E., Gzik M.: Biomechanika narządu ruchu człowieka. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2011.
• [10] Wagnac E., Arnoux P., Garo A., Aubin C., Finite element analysis of the influence of loading rate on a model of the full lumbar spine under dynamic loading conditions, International Federation for Medical and Biological Engineering, vol. 50, 2012, p. 903-915.
• [11] Yoganandan N., Kumaresan S., Voo L., Pintar F.A., Larson S.J.: Finite element modeling of the C4-C6 cervical spine unit, Medical Engineering & Physics, vol. 18, no 7, 1996, s.569-571.
• [12] Zander T., Rohlmann A., Calisse J., Bergmann G.: Estimation of muscle forces in the lumbar spine during upper-body inclination, Clinical Biomechanics, vol. l6, 2001, s. 73-80.