Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Biomechanics of the human spine

Jaworski Ł., Karpiński R.

Journal of Technology and Exploitation in Mechanical Engineering

|

2017

|

Vol. 3, nr 1

8--12

EN

The paper presents biomechanics of the human spine. The vertebrae of the spine are described, including basic differentiation between vertebrae depending on theirs placement in the spine. The intervertebral discs are depicted. Curvatures of the spine are presented, followed by the basic biomechanics, including a movability of the spine and an influence of body posture on the spine.

PL

Artykuł przedstawia zarys biomechaniki kręgosłupa człowieka. Opisano kręgi, uwzględniając różnice w budowie między kręgami na różnych odcinkach kręgosłupa oraz krążki międzykręgowe. Przybliżono strukturę krzywizn oraz podstawy biomechaniki kręgosłupa, uwzględniając jego zakresy ruchów i wpływ postawy ciała na kręgosłup.

2

A finite element model of the L4-L5-S1 human spine segment including the heterogeneity and anisotropy of the discs

Jaramillo H., Gomez L., Garcia J. J.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2015

|

Vol. 17, no. 2

15--24

EN

With the aim to study disc degeneration and the risk of injury during occupational activities, a new finite element (FE) model of the L4-L5-S1 segment of the human spine was developed based on the anthropometry of a typical Colombian worker. Beginning with medical images, the programs CATIA and SOLIDWORKS were used to generate and assemble the vertebrae and create the soft structures of the segment. The software ABAQUS was used to run the analyses, which included a detailed model calibration using the experimental step-wise reduction data for the L4-L5 component, while the L5-S1 segment was calibrated in the intact condition. The range of motion curves, the intradiscal pressure and the lateral bulging under pure moments were considered for the calibration. As opposed to other FE models that include the L5-S1 disc, the model developed in this study considered the regional variations and anisotropy of the annulus as well as a realistic description of the nucleus geometry, which allowed an improved representation of experimental data during the validation process. Hence, the model can be used to analyze the stress and strain distributions in the L4-L5 and L5-S1 discs of workers performing activities such as lifting and carrying tasks.

3

The accuracy of the reproduction of the lumbar spine elements following CT and MRI projections

Kroczak P., Skalski K., Nowakowski A., Mróz A.

Archive of Mechanical Engineering

|

2014

|

Vol. LXI, nr 4

523--538

EN

The paper presents an analysis of factors influencing the accuracy of reproduction of geometry of the vertebrae and the intervertebral disc of the lumbar motion segment for the purpose of designing of an intervertebral disc endoprosthesis. In order to increase the functionality of the new type of endoprostheses by a better adjustment of their structure to the patient’s anatomical features, specialist software was used allowing the processing of the projections of the diagnosed structures. Recommended minimum values of projection features were determined in order to ensure an effective processing of the scanned structures as well as other factors affecting the quality of the reproduction of 3D model geometries. Also, there were generated 3D models of the L4-L5 section. For the final development of geometric models for disc and vertebrae L4 and L5 there has been used smoothing procedure by cubic free curves with the NURBS technique. This allows accurate reproduction of the geometry for the purposes of identification of a spatial shape of the surface of the vertebrae and the vertebral disc and use of the model for designing of a new endoprosthesis, as well as conducting strength tests with the use of finite elements method.

PL

W artykule przedstawiono analizę czynników, które wpływają na dokładność odwzorowania geometrii kręgów i krążka międzykręgowego segmentu ruchowego kręgosłupa lędźwiowego, na potrzeby projektowania endoprotezy krążka międzykręgowego. W celu zwiększenia funkcjonalności nowego typu endoprotez poprzez lepsze dopasowanie ich konstrukcji do cech anatomicznych pacjenta, wykorzystywano specjalistyczne oprogramowanie, które umożliwiło przetwarzanie projekcji zdiagnozowanych struktur. Zgromadzone dane medyczne, pochodzace z projekcji tomografii komputerowej oraz rezonansu magnetycznego zostały opracowane i zestawione w utworzonej bazie danych. Poszczególne zbiory różniły się między sobą właściwościami (rozdzielczością, wielkością pojedynczego piksela, liczbą rastrów, odstępem pomiędzy rastrami oraz grubością rastrów). Na ich podstawie wygenerowano trójwymiarowe modele. Określono zalecane wartości minimalne cech projekcji, które zapewniają efektywne przetwarzanie skanowanych struktur oraz inne czynniki wpływające na jakość odwzorowania geometrii modeli 3D. Do końcowego opracowania modeli geometrycznych krążka oraz kręgów L4 i L5 wykorzystano procedurę wygładzania poprzez kubiczne krzywe swobodne techniką NURBS. Dzięki temu możliwe jest dokładne odwzorowanie geometrii w celu identyfikacji przestrzennego kształtu powierzchni kręgów i krążka międzykręgowego oraz wykorzystania modelu do zaprojektowania nowej endoprotezy, a także do przeprowadzenia badań wytrzymałościowych metodą elementów skończonych.

4

Development of a robotic system for spinal surgery

Kostrzewski S., Duff J. M., Baur Ch., Olszewski M.

Medical Robotics Reports

|

2012

|

vol. 1

22--26

PL

Kręgosłup człowieka składa się z 24 ruchomych i 9 połączonych kręgów. Ważne elementy układu nerwowego znajdują się we wnętrzu otworu kręgowego osłoniętego przez otaczającą go kość. W wyniku wypadków lub chorób mogą się pojawić schorzenia, które muszą być leczone chirurgicznie. Ze względu na dużą gęstość ważnych tkanek w tym rejonie, takich jak układ nerwowy lub krwionośny, powodzenie operacji zależy w dużym stopniu od dokładności, z jaką może być ona przeprowadzona. W obecnie używanych metodach manualnych duże znaczenie ma doświadczenie i dyspozycja chirurga. Aby rozwiązać te problemy opracowano nowy system zrobotyzowany do operacji kręgosłupa. Składa się on z mechanizmu robota pozycjonowanego za pomocą struktury pasywnej, optycznego systemu pomiarowego, urządzenia wejściowego, identyfikacji położenia operowanych kręgów, algorytmów i oprogramowania do planowania operacji i nawigacji. System został przebadany na denatach z udziałem chirurga, osiągając bardzo dobre rezultaty. Omówiono wyniki badań, zaproponowano możliwości dalszych ulepszeń i inne zastosowania systemu.

5

Tworzenie modelu numerycznego kręgosłupa człowieka

Mańka I.

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

|

2005

|

z. 29

327-332

PL

W artykule opisano metodę tworzenia geometrii przestrzennej dla programów MES na przykładzie kręgoslupa człowieka. Opisywana metoda polega na analizowaniu zdjęć kolejnych warstw ciała człowieka w opracowanym programie Bio3DModel celem uzyskania geometrii poszczególnych warstw, a następnie wyeksportowaniu plików z danymi do programu CATIA.

EN

This paper presents successive stages of work for human spine modeling and analysis. In this paper present also about methods and stages of modeling human spine geometry. This method based on pictures of slices or X-ray pictures and using created Bio3Dmodel program for data collection. It was present also method of using CATIA for created solid body from cloud of points imported from Bio3Dmodel program.