Details

В данной работе было выполнено конечно-элементное моделирование голеностопных суставов здоровой ноги и ноги с травмами, а также пластин для остеосинтеза. На основе данных компьютерной томографии (КТ) были созданы трехмерные геометрические модели голеностопных суставов и пластин. В рамках конечно-элементного анализа были определены физико-механические свойства материалов (костная пластинка, компактное костное вещество, губчатое вещество, костный мозг, титановый сплав), контактные взаимодействия, граничные условия и нагрузки. Проведен сравнительный анализ распределения полей напряжений для моделей здоровой ноги и ноги с травмами для двух случаев нагружения: при опоре на носок и при опоре на пятку. Выявлены локализации зон концентрации напряжений и их максимальные значения. Работа демонстрирует эффективность конечно-элементного моделирования в персонализированной медицине, позволяет оценить риски и последствия хирургического вмешательства и оптимизировать углы коррекции и точки фиксации.

In this work, finite element modeling of the ankle joints of a healthy leg and a leg with injuries, as well as plates for osteosynthesis, was performed. Three-dimensional geometric models of the ankle joints and plates were created based on computed tomography (CT) data. The physical-mechanical properties of materials (bone plate, compact bone substance, spongy substance, bone marrow, titanium alloy), contact interactions, boundary conditions, and loads were determined within the framework of finite element analysis. A comparative analysis of the distribution of stress fields for models of a healthy leg and a leg with injuries was carried out for two cases of loading: with support on the toe and with support on the heel. The localization of stress concentration zones and their maximum values are revealed. The work demonstrates the effectiveness of finite element modeling in personalized medicine, makes it possible to assess the risks and consequences of surgical intervention and optimize correction angles and fixation points.