В настоящее время врачи-ортопеды не располагают информацией о том, какие нагрузки на систему кость-имплантат регенерат допустимы на стадии регенерации и не приводят к разрушению новообразуемой костной ткани. На примере реконструкции локтевой кости при переломе, стопы при переломе лодыжки и варусной деформации пальца и патологии шейного отдела позвоночника рассмотрен общий подход к построению компьютерных моделей сложных структурных образований опорно-двигательного аппарата. Обоснован подход к построению содержательных моделей, проиллюстрирована возможность персонифицированного подхода при построении по КТ и МРТ геометрических компьютерных моделей биологических объектов в программе Mimics, позволяющей конвертировать объект в программу Solidworks, и выполнены вычисления напряжений, перемещений и деформаций в рассматриваемых моделях в программе SolidWorks Simulation. Так как в доступной литературе отсутствуют исследования для всех рассмотренных биологических объектов с имплантами, сравнительный анализ результатов вычислений проведен для наиболее сложной из рассмотренных моделей - шейного отдела позвоночника в норме. Построенные модели могут быть использованы для биомеханической оценки состояния структур опорно-двигательного аппарата на разных стадиях реконструкции
Currently, orthopedic surgeons do not have information about what loads on the bone-implant regenerate system are permissible at the stage of regeneration and do not lead to the destruction of the newly formed bone tissue. The general approach to the construction of computer models of complex structural formations of the musculoskeletal system is considered on the example of reconstruction of the ulna in a fracture, of a foot in an ankle fracture and varus deformity of the toe and pathology of the cervical spine. An approach to the construction of meaningful models has been substantiated, the possibility of a personalized approach in the construction of CT and MRI geometric computer models of biological objects in the Mimics program, which allows converting the object into the Solidworks program, has been illustrated, and the calculations of stresses, displacements and deformations in the considered models in the SolidWorks Simulation program have been performed. Since there are no studies in the available literature for all considered biological objects with implants, a comparative analysis of the calculation results was carried out for the most complex of the considered models - the cervical spine is normal. The constructed models can be used for biomechanical assessment of the state of the structures of the musculoskeletal system at different stages of reconstruction.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.