Моделювання імпланту узагальненої форми для ліктьового суглоба собаки
Вантажиться...
Дата
2025
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Актуальність теми. Ліктьова дисплазія є патологією, що характеризується комплексом порушень розвитку, які призводять до витончення та дегенерації хряща. Кістки ліктьового суглоба не змикаються належним чином, що спричиняє нерівномірний розподіл навантаження на суглобову поверхню, викликаючи біль і кульгавість. У багатьох випадках лікування цієї патології потребує високотравматичних хірургічних втручань, зокрема тотальної заміни суглоба. Це підкреслює необхідність розробки менш інвазивних ортопедичних рішень, що дозволять знизити ризики для пацієнтів і покращити результати лікування. Зв’язок дослідження з науковими програмами, планами, темами. Дослідження виконано в рамках науково-дослідної роботи Laboratory for Mechanical Systems Engineering, Empa – Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology у межах проєкту ReSurf, присвяченого моделюванню та відновленню суглобових поверхонь. Автор брала участь у всіх етапах дослідження: від збору даних і моделювання до обробки результатів і підготовки наукових публікацій. Мета і задачі дослідження. Метою дослідження є створення методики моделювання узагальненої форми анатомічних структур ліктьового суглоба собак, що слугуватиме основою для проєктування імплантів узагальненої форми для лікування ліктьової дисплазії. Для досягнення мети було визначено такі завдання:
- Розробити алгоритм автоматизованої побудови анатомічних орієнтирів та вісі згинання-розгинання для стандартизації моделей ліктьового суглоба собак.
- Створити програмний інструмент для вирівнювання та масштабування 3D-моделей кісток у єдиній системі координат.
- Виконати морфометричний аналіз суглобових поверхонь та дослідити кореляції між основними параметрами.
- Побудувати узагальнену модель вінцевого відростка ліктьової кістки з використанням методів сферичної інтерполяції та альфа-оболонок.
- Оцінити точність моделі імпланту методом валідації.
Об’єкт дослідження. Дистальний відділ ліктьового суглоба собак, медіальний вінцевий відросток ліктьової кістки. Предмет дослідження. Геометричні характеристики MCP, методи побудови анатомічних орієнтирів і 3D-моделювання форми імпланту. Методи дослідження. Застосовано комп’ютерну томографію для отримання STL-моделей, методи цифрової обробки даних (Python, Materialise) для виділення анатомічних орієнтирів і морфометричного аналізу. Для моделювання використано побудову контурів у сферичних і полярних координатах, інтерполяцію та згладжування даних, а також PyVista для 3D-візуалізації й оцінки точності. Наукова новизна одержаних результатів. Вперше розроблено підхід, що поєднує анатомічні орієнтири, сферичні та полярні перетворення для побудови узагальненої поверхні медіального вінцевого відростка (MCP). На його основі сформовано узагальнену модель форми імпланту, адаптовану до анатомічної варіативності собак різних порід. Практичне значення одержаних результатів. Розроблена методика може бути використана для створення типорозмірних імплантів у ветеринарній хірургії, а також для подальших біомеханічних досліджень із метою оптимізації ортопедичних втручань.
Опис
Ключові слова
морфометрія, геометричне моделювання, ліктьова дисплазія, вінцевий відросток, STL-моделі, сферичні координати, імплант, 3D-моделювання, валідація, morphometry, geometric modeling, elbow dysplasia, medial coronoid process, STL models, spherical coordinates, implant, 3D modeling, validation
Бібліографічний опис
Динник, А. В. Моделювання імпланту узагальненої форми для ліктьового суглоба собаки : магістерська дис. : 105 Прикладна фізика та наноматеріали / Динник Анна Вадимівна. - Київ, 2025. - 98 с.