Научная визуализация

Scientific Visualization

Электронный журнал открытого доступа

Национальный Исследовательский Ядерный Университет "МИФИ"

      ISSN 2079-3537      

 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             





Научная визуализация, 2024, том 16, номер 1, страницы 112 - 123, DOI: 10.26583/sv.16.1.10

Математическое моделирование и визуализация сложнонапряженного состояния при переломе диафиза бедренной кости

Авторы: К.Н. Крупин1,A, М.А. Кислов2,B, В.И. Бахметьев3,C, Е.М. Кильдюшов4,A

A ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России, Москва, Россия

B ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова (Сеченовский Университет)» Минздрава России, Москва, Россия

C ФГАОУ ВО «Воронежский государственный медицинский университет им. Н.Н. Бурденко», Воронеж, Россия

1 ORCID: 0000-0001-6999-8524, krupin_kn@rsmu.ru

2 ORCID: 0000-0002-9303-7640, smedik@gmail.com

3 ORCID: 0000-0002-8770-1664, bahmetev@vsmaburdenko.ru

4 ORCID: 0000-0001-7571-0312, kem1967@bk.ru

 

Аннотация

Целью настоящей работы является установление возможности применения метода конечно-элементного анализа для исследования сложнонапряженных состояний при переломе бедренной кости с последующей визуализацией данных. Экспериментальные данные получены на твердотельной математической параметрической модели бедра, созданной на базе данных компьютерных томограмм, и повторяющие исследования на нативных биологических объектах. В результате математического моделирования изучены косопоперечные с элементами винтообразной деформации, винтообразные переломы диафизов бедренных костей. Применение конечно-элементного анализа позволило визуализировать и прогнозировать напряжения, возникающие в костной ткани при ударном воздействии тупого твердого предмета при сложнонапряженном состоянии и особенности морфологии переломов диафиза бедра при разной силе нагружения кручения проксимальной части бедра. Полученные при моделировании данные механизма и морфологии перелома диафиза бедренной кости подтверждаются результатами оригинальных натурных экспериментов.

 

Ключевые слова: бедро, удар, сложнонапряженное состояние, конечно-элементный анализ, судебная медицина.