МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЯВЛЕНИЯ БОЛЕВОГО СИНДРОМА В ПОЗВОНКОВО-ДВИГАТЕЛЬНОМ СЕГМЕНТЕ ПОЯСНИЧНОГО ОТДЕЛА ПОЗВОНОЧНИКА

Хорошев Д.В. (1), Ильялов О.Р. (1), Устюжанцев Н.Е. (2)

(1) Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, Россия; (2) ГОУ ВПО «Пермский государственный медицинский университет им. акад. Е.А. Вагнера», Пермь, Россия

Позвоночник – одна из самых важных частей тела, играющая роль стержня для всего организма. Однако каждый человек когда-нибудь испытывал боль в спине. Она не зависит от возраста, возникает лишь раз или возвращается снова и снова. Согласно исследовательским данным, более половины жителей мира периодически испытывают боли в спине и около 80% из них приходятся на поясничный отдел [1].

Боль в позвоночнике делят на прямую и косвенную. К прямой относятся грыжи межпозвоночных дисков, остеопороз и переломы позвонков, где причиной боли является непосредственно позвоночник. Косвенная боль в позвоночнике возникает от спазмов мышц, заболеваний почек, желчного пузыря и др. Как показывает врачебная практика, почти в половине случаев боль в поясничном отделе позвоночника связана с грыжей межпозвоночного диска L4–L5.

Однако не всегда удаление грыжи приводит к полному исчезновению болевого синдрома. С нашей точки зрения, это связано непосредственно с перераспределением нагрузки в позвонково-двигательном сегменте при дегенеративном уменьшении высоты межпозвоночного диска. Вследствие этого при высокой кратковременной нагрузке происходит сублюксация фасеточных суставов. С течением времени прилегающие поверхности фасеточных суставов смещаются на 1–2 мм и уже не возвращаются на свои исходные позиции. Площадь контакта между суставами уменьшается, а значит, увеличивается и давление на них, что заставляет близлежащие барорецепторы подавать сигналы о наличии болевого синдрома. Одновременно происходит нарушение питания поверхностей суставов и с течением времени наступает процесс отмирания хряща из-за перегрузок.

Отметим, что данный процесс наблюдается не только у людей с грыжей межпозвоночного диска, но и при возрастном изменении геометрии и свойств межпозвоночного диска.

Цель работы – показать на конечно-элементной модели, что при смещении прилегающих поверхностей фасеточных суставов на 1–2 мм происходит ограничение подвижности позвонково-двигательного сегмента и возникновение болевого синдрома.

В исследовании рассматривается построение объемной упругой конечно-элементной модели позвонково-двигательного сегмента L4-L5 поясничного отдела позвоночника. Материал считается изотропным. Отдельно решена задача для межпозвоночного диска L4-L5, как для пороупругого тела по теории Био [2]. Модель состоит из позвонков, межпозвоночного диска L4-L5, который включает в себя пульпозное ядро, фиброзное кольцо и замыкательные пластинки, и фасеточных суставов. Поставленная задача решена с использованием программного пакета Ansys. Получены распределения перемещений, напряжений и деформаций.

Литература