Проблема болей в спине давно считается неотъемлемой частью современного образа жизни. Более 80% людей по всему миру хотя бы раз сталкивались с неприятными ощущениями в пояснице, и часто они становятся причиной снижения жизненной активности или временной потери работоспособности. Сегодня инновационный подход исследователей из Пермского Политеха при поддержке специалистов ПГМУ открывает новые горизонты для диагностики и лечения заболеваний позвоночника.
Современные вызовы и новые решения
Основная нагрузка на позвоночник приходится на поясничный отдел, особенно часто страдает сегмент L4-L5. Грыжа межпозвоночного диска этой области становится причиной болей у значительной доли пациентов, но операции, направленные на удаление грыжи, далеко не всегда дали ожидаемый результат. Существовала потребность в более глубоком понимании механических процессов, приводящих к возникновению болевого синдрома.
Денис Хорошев, аспирант факультета прикладной математики и механики, рассказал, что причина боли в спине зачастую кроется не только в самой грыже, а в изменениях, происходящих на микроуровне между суставами и нервными окончаниями. В случае возрастных изменений или развития грыжи диска происходит смещение и перераспределение нагрузки. Это приводит к возникновению подвывиха межпозвоночных суставов, что сопровождается деформацией суставных сумок и ростом давления внутри сустава. Так формируется болевой сигнал, который организм воспринимает как тревожный.
Технологии на службе медицины
Для более точной и эффективной диагностики биомеханики позвоночного сегмента ученые впервые реализовали трехмерную геометрическую модель участка позвоночника L4-L5. Особое внимание уделялось не только костным структурам, но и межпозвоночным связкам, суставным поверхностям и самому диску. Такой подход позволяет воссоздать точную картину происходящих процессов при различных патологических состояниях.
Создание этой модели стало возможным благодаря современному программному обеспечению Mimics Materialise. Это позволило максимально детализировать строение сегмента и учесть все анатомические особенности каждого пациента. Модель учитывает реальные нагрузки: на тело позвонка L4 закладывалось давление, соответствующее 400 кг, что моделирует реальное воздействие массы человеческого тела.
Индивидуальный подход к каждому пациенту
В ходе работы специалисты разработали уникальную методику перевода данных компьютерной томографии в высокоточные конечно-элементные геометрические модели. Такой способ реконструкции позволяет практически «оживлять» исследуемый сегмент позвоночника и анализировать его поведение под нагрузками прямо в естественных условиях. Для тестирования методики были оцифрованы результаты КТ поясничного отдела у 34 здоровых добровольцев – 20 мужчин и 14 женщин в возрасте от 19 до 41 года.
Разработанную методику можно применять не только для поясницы, но и других отделов позвоночника. Это открывает возможности для максимально точного подбора терапии и хирургических вмешательств, исходя из индивидуальной анатомии и особенностей каждого пациента. Такой подход поддерживает современную тенденцию персонализированной медицины и значительно повышает эффективность лечения.
Преимущества для пациентов и врачей
Внедрение объемной биомеханической модели сегмента L4-L5 позволит врачам более точно выявлять причину болевого синдрома и эффективно бороться с патологией. Новая технология доказывает существование подвывиха межпозвоночных суставов, что ранее не всегда учитывалось в диагностике. По предварительным оценкам, применение таких моделей поможет значительно сократить количество хирургических операций по удалению грыжи: до 40% пациентов смогут избежать излишнего хирургического вмешательства благодаря более точной диагностике и выбору иной тактики лечения.
Использование трехмерных моделей и цифровых технологий выводит лечение заболеваний позвоночника на новый уровень. Итоги исследования подчеркивают: интеграция междисциплинарных знаний, передовых программных решений и индивидуального подхода – ключ к здоровью миллионов людей. Команда специалистов Пермского Политеха и ПГМУ уверенно смотрит в будущее, ожидая, что новые методы моделирования и диагностики станут повседневной практикой в современной медицине.
Заключение: шаг навстречу инновациям
Работа коллектива, в который вошли Денис Хорошев и его коллеги из Пермского Политеха и ПГМУ, доказывает, как цифровые технологии и глубокий научный подход способны преобразить традиционные медицинские практики. Разработанная методология расширяет возможности лечения и снижает риски для пациентов, создавая по-настоящему персонализированную медицину будущего. Мощный оптимизм и вера в инновации позволяют надеяться, что боль в спине, которая когда-то мешала миллионам людей жить полноценно, будет успешно преодолена.
Источник: scientificrussia.ru
