БИОМЕХАНИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ АНАСТОМОЗОВ ТОЛСТОГО КИШЕЧНИКА Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского
реклама
БИОМЕХАНИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ АНАСТОМОЗОВ ТОЛСТОГО КИШЕЧНИКА Хайдарова Л.Р., Коссович Л.Ю., Голядкина А.А., Полиенко А.В. Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского E-mail: nano-bio@sgu.ru Проблема восстановления целостности кишечника на сегодняшний день является крайне актуальной, так как до сих пор нет единого мнения о тактике проведения хирургического вмешательства. Для выработки необходимой тактики оперативного лечения и снижения возможных послеоперационных рисков целесообразно проведение компьютерного моделирования хирургического лечения. Применение анастомоза (соединение двух полых частей органа) является одним из основных методов хирургического лечения кишечника. Существует множество различных видов анастомозов толстого кишечника, в данной работе рассмотрен анастомоз «конец в конец» с применением однорядного и двурядного швов (рис.1) [1]. а б Рис.1. Кишечный шов: а – однорядный; б – двурядный Трехмерные модели кишечных анастомозов, учитывающие анатомические особенности стенки органа [2] были построены с помощью программного пакета SolidWorks [3] (рис.2). а б Рис.2. Модели анастомоза толстой кишки: а – однорядный шов; б – двурядный шов Численный анализ построенных моделей проведен в программном комплексе ANSYS Workbench. Механические характеристики для стенки были получены в ходе натурного эксперимента по растяжению тканей толстой кишки и сопутствующих мышечных лент: модуль Юнга 3.3·106 Па (для тканей стенки), 5.5·106 Па (для мышечных лент с сопутствующими слоями тканей). Так как материал стенки предполагался несжимаемым, то коэффициент Пуассона принимался равным 0.49. Химус толстой кишки был представлен как однородная несжимаемая ньютоновская жидкость с плотностью 970 кг/м3 и динамической вязкостью 0.01 Па·с [4]. Для моделирования перистальтики стенки толстой кишки на внешнюю поверхность стенки прикладывалось давление 7000 Па, которое соответствует средней амплитуде сокращений стенки органа за рассматриваемый цикл [5]. К поверхностям соприкосновения нитей со стенкой кишки было приложено постоянное давление 300 Па, полученное из эксперимента по определению силы натяжения нити хирургом во время формирования шва кишечного анастомоза [6]. В результате конечно-элементного анализа получены картины напряженно-деформированного состояния стенки толстой кишки при наложении двух видов швов (рис.3, 4). а б Рис.3. Деформация стенки толстой кишки: а – однорядным швом, б – с двухрядным швом а б Рис.4. Эквивалентное напряжение стенки толстой кишки: а – однорядным швом, б – с двухрядным швом с внешней и внутренней стороны Максимальные значения эквивалентных напряжений (ЭН) в стенке толстого кишечника при наложении однорядного шва сосредоточены в зоне анастомоза на внешней поверхности стенки. В случае наложения двухрядного шва, наибольшие значения ЭН наблюдаются как на внешней поверхности, так и на внутренней, что свидетельствует о достаточно высокой степени повреждения тканей стенки при проведении операции. Следовательно, использование однорядного шва кишечного анастомоза целесообразней, так как он позволяет минимизировать послеоперационные риски для пациента. Библиографический список 1. Оперативная хирургия и топографическая анатомия / Под ред. В.В. Кованова 4-е изд., дополнен. – М.: Медицина 2001. – 408 с. 2. Синельников, Р.Д. Атлас анатомии человека / Р.Д. Синельников, Я.Р. Синельников. М.: Мед. лит., 2 1997. 67-75 с. 3. Голядкина А.А., Иванов Д.В., Каменский А.В., Кириллова И.В., Сальковский Ю.Е., Сафонов Р.А., Щучкина О.А. Практическое применение системы автоматизированного проектирования SolidWorks в моделировании кровеносных сосудов: учебное пособие для студентов естественных дисциплин. Саратов: ООО Издательский центр наука, 2011. – 148 с. 4. Hari B., Bakalis S., Fryer P. Computational Modeling and Simulation of the Human Duodenum// Excerpt from the Proceedings of the 2012 COMSOL Conference in Milan- 2012 5. http://www.tryphonov.ru/tryphonov2/terms2/mfcln.htm. Двигательная активность толстой кишки. Обращение к ресурсу 20.08.2013. 6. Городков С.Ю. Адаптированные анастомозы тонкой кишки у новорожденных: Диссертация. — Саратов, 2007.
