Исследование, первое на младенческой прочности кости относительно моделей использования возраста/веса, разработанных из современных медицинских изображений, опубликовано сегодня в Журнале Биомеханики и Моделирующий в Mechanobiology.Исследование использовало снимки компьютерной томографии – рентген, чтобы сделать подробные снимки костей от различных углов – и последующие компьютерные модели, чтобы настроить сценарии, смотрящие на то, как различная сумма силы затрагивает кости, сгибаясь и крутя кости, чтобы обнаружить предел.Эти неразрушающие методы создали 3D модели бедра (бедренная кость) в исследовании детских костей в новорожденном к трехлетнему возрастному диапазону.
Это – возрастной диапазон, у которого было наименьшее количество исследования, проводимого ранее, но также и возрасты, где дети не могут говорить или общаться эффективно о том, как их травма произошла. Есть также период быстрого роста между этими возрастами, и исследователи смогли определить, как кости развивались в это время и как прочность кости изменилась.Защита улучшилась значительно начиная с введения автокресел, но автокатастрофы – все еще главная причина опасной для жизни раны у детей.
Разработка компьютера, которой помогают, – основная часть разработки транспортных средств, и оценки безопасности все больше и больше полагаются на моделирования. Поэтому жизненно важно, чтобы правильные моделирования, используя точные модели, использовались, чтобы обеспечить оптимальную безопасность.Текущее тестирование на автокресла в моделируемых краш-тестах часто использует сокращенные модели взрослых, чтобы моделировать ребенка в данной ситуации. Однако анатомически у малыша есть совсем другая структура кости взрослому – кости не полностью сформированы и все еще рост.
Доктор Ксиншен Ли, от Института Insigneo в silico Медицине и Отделе Машиностроения в Университете Шеффилда, сказал: «Есть в настоящее время очень маленькое исследование, изучающее прочность кости маленьких детей. Наши данные могут быть применены, чтобы помочь производителям автокресел, производителям детской коляски, игрушечным производителям и любым другим компаниям, проектировав детские продукты, чтобы проектировать и сделать более безопасные продукты и использовать наше моделирование прочности кости в тестировании их продуктов прежде, чем поставить их на рынок.
«Мы будем продолжать наше исследование в этой области и надежде работать в сотрудничестве с этими отраслями промышленности, чтобы продемонстрировать влияние, которое наша работа могла оказать в помощи предотвратить и минимизировать воздействие потенциальных несчастных случаев. Это даст душевное спокойствие родителей, что их ребенок максимально в безопасности и что продукты, которые они используют, были проверены, используя очень последние и точные методы».Доктор Амака Оффиа, Читатель в Педиатрическом Скелетно-мышечном Отображении в Отделе Онкологии и Метаболизма в Университете Шеффилда, и Почетный Консультант Педиатрический Радиолог в Шеффилдской Детской Больнице, сказал: «Переломы кости распространены в детстве и, как оценивалось, составляли 25 процентов всех педиатрических травм. Они могут широко быть категоризированы в случайные или нанесенные телесные повреждения.
«В настоящее время различение их может часто быть чрезвычайно трудным. Из-за трудностей при получении педиатрических образцов кости было отсутствие исследования, чтобы предоставить информацию на основе фактических данных о прочности кости в маленьких детях.«В дополнение к детской безопасности основанные на промышленности заявления результаты от нашего исследования могут использоваться в будущем, чтобы помочь клиническому диагнозу. Если мы можем обеспечить стол, который показывает прочность кости возрастным диапазоном для различных костей в теле, мы можем тогда вычислить силу, требуемую сломать ту конкретную кость.
Это помогло бы клиницистам использовать информацию на основе фактических данных, чтобы решить, случайна ли травма или причинена, особенно для младших детей, которые не в состоянии ясно сформулировать, как травма произошла. Мы благодарны на Детскую Благотворительность Больницы, кто финансировал начальную работу в этой области».
Институт Insigneo в silico Медицине является совместной инициативой между Университетом Шеффилда, Sheffield Teaching Hospitals NHS Foundation Trust и Sheffield Children’s NHS Foundation Trust (в silico медицине также известен как вычислительная медицина). Это – мультидисциплинарное сотрудничество между более чем 140 академиками и клиницистами, чтобы развивать компьютерные моделирования человеческого тела и его процессы болезни, которые могут использоваться непосредственно в клинической практике, чтобы улучшить диагноз и лечение. MultiSim, Технические науки и Научный совет Физики (EPSRC) финансировали программу, которая базируется в Insigneo.
Профессор Дамиан Лакруа, директор MultiSim, сказал: «Проект MultiSim обеспечил ресурсы для этого исследования, поскольку исследовательская группа смогла использовать те же самые методы моделирования и программное обеспечение, мы создали, чтобы изучить скелетно-мышечные болезни и применить это к моделированию для детских костей, чтобы проверить их силу.«Возможное применение этого исследования далеко идущее и демонстрирует, как компьютерные моделирования могут потенциально сэкономить время и предоставить более надежный диагноз клиницистам».Исследовательская группа продолжает их работу в этой области и будет основываться на текущем исследовании, чтобы оценить другие длинные кости, такие как большая берцовая кость, расширить их базу данных, чтобы гарантировать хорошее представление детей в каждом возрастном диапазоне и посмотреть на более сложные сценарии травмы.
‘Исследование механического ответа педиатрической кости при изгибе и скрученности, используя анализ конечного элемента’ Алтаем Zainab, Марко Вичеконти, Амаку Оффиу и Ксиншена Ли издано в Журнале Биомеханики и Моделирующий в Mechanobiology.Это исследование было поддержано Более высоким Комитетом по Развитию образования в Ираке (HCED).
Проект также получил финансирование из Проекта MultiSim и программы Европейской комиссии H2020 через Центр передового опыта CompBioMed.