Výpočtové modelování miniinvazivních fixací zadního segmentu lidské pánve

Bc. Michaela MAREŠOVÁ

Master's thesis

Abstract:

Tato diplomová práce se zaměřuje na výpočtové modelování zlomenin kosti křížové a jejich fixace, čímž svým obsahem navazuje na dříve vypracovanou bakalářskou práci. Současný výpočtový model se skládá z pánve, čtvrtého bederního obratle (L4), pátého bederního obratle (L5) a dvou meziobratlových plotének. Výpočtový model pánve byl sestaven na základě CT snímků ortopedického modelu pánve. Výpočtové modely obou obratlů byly sestaveny na základě CT snímků konkrétního anonymního pacienta s aplikovanou spinopelvickou fixací. Meziobratlové ploténky byly umístěny mezi obratlem L4 a L5 a mezi obratlem L5 a bází křížové kosti. Takto sestavený výpočtový model umožňuje simulaci miniinvazivních fixačních technik, konkrétně spinopelvických fixací. Celkem byly uvažovány 3 typy zlomenin a to konkrétně lineární transforaminální vertikální zlomenina, kominutivní vertikální zlomenina a bilaterální kominutivní vertikální zlomenina. V této práci jsou srovnány nejčastěji používané spinopelvické fixace na základě posuvu báze křížové kosti při shodném zatížení. Dalším krokem bylo vytvoření výpočtového modelu kompozitní pánve, který svou vnitřní stavbou více odpovídá struktuře kosti. K jeho sestavení byl využit ortopedický model kompozitní pánve, který byl vyroben z epoxidového potahu a pěnového polyuretanového jádra. Ověření materiálových parametrů potahu a jádra je jednou z podkapitol této práce, tyto parametry byly následně použity ve výpočtovém modelu kompozitní pánve. Vybrány byly fixačních techniky používané již v předchozích výpočtech a byly aplikovány na lineární zlomeninu kompozitního modelu pánve. Následně bylo provedeno srovnání jednotlivých fixací na základě posuvu báze křížové kosti

Abstract:

This diploma thesis focuses on computational modeling of sacrum fractures and their fixation. This is a~continuation of the previously developed bachelor thesis. The current computational model consists of the pelvis, the fourth lumbar vertebra (L4), the fifth lumbar vertebra (L5) and two intervertebral discs. Computational models of both vertebrae were compiled based on CT images of an anonymous patient with established spinopelvic fixation. One intervertebral discs was placed between the L4 and L5 vertebraes and the second one was placed between the L5 vertebra and the sacral base. This computational model allows the simulation of mini-invasive fixation techniques, specifically spinopelvic fixations. A total of 3 types of fractures were considered, namely linear transforaminal vertical fractures, comminutive vertical fractures and bilateral comminutive vertical fractures. Here is a comparison of the most commonly used spinopelvic fixation techniques based on the displacement of the sacral base when a appropriate load is applied. Another goal was to create a computational model of a composite pelvis. This computational model corresponds more to the bone structure with its internal structure. Verification of material parameters of the coating and the core is one of the subchapters of this work, these parameters were subsequently used in the computational model of the composite pelvis. Several fixation techniques were selected and applied to a linear fracture of the pelvic composite model. Subsequently, a comparison of individual fixations was performed.

Keywords

lidská pánev, osteosyntéza, miniinvazivní fixace, iliosakrální šroub, transiliakální vnitřní fixátor, spinopelvická fixace, kompozitní model pánve

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 31. 5. 2022

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Date of defence: 23. 6. 2022
• Supervisor: Ing. Tomáš Mandys, Ph.D.

University of West Bohemia

Faculty of Applied Sciences

Master programme / field:
Applied Mechanics / Biomechanika a mechanika moderních materiálů