Biomechanical aspects of functional treatment of scoliotic spine deformation

Authors

  • A.F. Levitsky Bogomolets National Medical University, Kyiv, Ukraine
  • O.А. Buryanov Bogomolets National Medical University, Kyiv, Ukraine
  • Т.М. Omelchenko Bogomolets National Medical University, Kyiv, Ukraine
  • М.О. Ovdiy Bogomolets National Medical University, Kyiv, Ukraine
  • N.Р. Letucha Dnipro City Polyclinic 2, Dnipro, Ukraine
  • І.А. Subbota Sytenko Institute of the Spine and Joints Pathology of NAMS of Ukraine, Kharkiv, Ukraine
  • M.Yu. Karpinsky Sytenko Institute of the Spine and Joints Pathology of NAMS of Ukraine, Kharkiv, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.22141/1608-1706.2.23.2022.888

Keywords:

scoliotic deformation, mathematical modeling, complex spinal deformations

Abstract

Introduction. Scoliotic spinal deformity has been and is the subject of numerous developments and studies by various medical professionals. Patient management actively includes in its program such a powerful factor as functional treatment for both patients after surgery and for patients who are indicated for surgery. The purpose was improving the results of physio-functional treatment of patients with scoliotic disease by experimental-clinical justification of the effectiveness of various physical exercises used in the treatment of patients. Materials and methods. Mathe-
matical models of the spine with C-shaped and S-shaped scoliotic deformations were developed, which were used to analyze the stress-strain state. 17 different exercises were tested, including 12 asymmetric ones; 3 — symmetrical and 2 — derotation. Of these: 6 exercises we use for the cervical-thoracic type; 8 exercises for the chest; 8 exercises for thoracolumbar; 12 exercises for lumbar and 10 exercises for S-shaped deformity of the spine. Results. The creation of a mathematical model made it possible to study the stresses ari-sing from spinal deformations under different load variants. We got a clear idea of the distribution of internal stress in the vertebral motor segments. It was found that most of the exercises of our complex contribute to the creation of compression forces on the convex side of the deformed spine and the formation of distraction forces on the concave side. Similar data confirm the indicators of anthropometric research. All the above suggests the feasibility of developing complexes of functional treatment, taking into account the location of the top of the curvature of the spine. Undoubtedly, no experimental study reflects the full range of anatomical and physiological processes of a living organism. However, in general, the creation of a mathematical model allowed to develop the provisions of differentiated application of kinesitherapy in a particular clinical situation, and the results of the development became part of the clinical and biomechanical rationale for functional treatment of scoliotic patho­logy. Conclusions. The study using a mathematical model allowed us to study the differentiated effect of kinesitherapy methods on spinal deformity depending on its apex. This study allowed to biomechanically substantiate the indications and contraindications for the use of various physical exercises in the treatment of scoliosis. The study made it possible to improve the methodological approach to the development of therapeutic gymnastics complexes, taking into account the topical features of spinal deformity.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Корж Н.А., Мезенцев А.А. Сколиотическая болезнь. Лікування та діагностика. 2004. № 4. С. 9-16.

Белова А.Н., Шопетова О.Н. Руководство по реабилитации больных с двигательными нарушениями. М.: АОЗТ «Антидор», 1998. 224 с.

Rohozynskyi V., Levytskyi A., Dolianytskyi M., Benzar I. Treatment of Severe Spinal Deformations in Children with Idiopatic Scoliosis Using Halo-Gravity Traction. Wiadomości Le-karskie. 2020. Vol. 73. № 10. Р. 2144-2149.

Левицький А.Ф., Рогозинський В.О., Бензар І.М., Доляницький М.М., Карпінська О.Д. Аналіз ефективності використання системи галогравітаційної тракції як фактора, що впливає на крововтрату при хірургічній корекції складних сколіотичних деформацій у дітей. Хірургія дитячого віку. 2022. № 1 (74). С. 34-39.

Васюра А.С., Новиков В.В., Михайловский М.В. и др. Некоторые особенности оперативного лечения тяжелых форм идиопатического сколиоза подростков. Хирургия позвоночника. 2006. № 3. С. 29-37.

Епифанов В.А. Медицинская реабилитация. М.: Медпресс-Информ, 2005. 328 с.

Фищенко В.Я., Улещенко В.А., Вовк Н.Н. и др. Консервативное лечение сколиоза. К.: Медицинская фирма «Унити-Атлант», 1994. 187 с.

Чаклин В.Д., Абальмасова Е.А. Сколиозы и кифозы. М.: Медицина, 1973. 254 с.

Кон И.И. Эффективность асимметричной тренировки подвздошно-поясничной мышцы в комплексе лечения идиопатических и диспластических сколиозов. Ортопедия. 2003. № 4. С. 33-40.

Корнилов Н.В., Грязнухин Э.Г. Травматология и ортопедия. Руководство для врачей. М.: Гиппократ, 2006. Т. 4. С. 330-347.

Лоскутов А.Е., Летучая Н.П., Головаха М.Л. Применение лечебной физкультуры с использованием аппаратно-программного комплекса «Антропометр» при лечении сколиотической болезни. Вісник ортопедії, травматології та протезування. 2008. № 2. С. 21-27.

Головаха М.Л., Тяжелов А.А., Летучая Н.П., Суббота И.А., Карпинский М.Ю. Биомеханические аспекты экспериментального исследования функционального лечения S-образной сколиотической деформации позвоночника. Травма. 2018. Т. 19. № 1. С. 58-68. DOI: 10.22141/1608-1706.1.19.2018.126661.

Головаха M.Л., Тяжелов А.A., Летучая Н.П., Суббота И.A., Карпинский M.Ю. Биомеханические аспекты экспериментального исследования функционального лечения С-образной сколиотической деформации позвоночника. Травма. 2019. Т. 20. № 3. С. 32-41. DOI: 10.22141/1608-1706.3.20.2019.172091.

Березовский В.А., Колотилов Н.Н. Биофизические характеристики тканей человека: справочник. К.: Наукова думка, 1990. 224 с.

Зенкевич О.К. Метод конечных элементов в технике. М.: Мир, 1978. 519 с.

Алямовский А.А. SolidWorks/COSMOSWorks. Инженерный анализ методом конечных элементов. М.: ДМК Пресс, 2004. 432 с.

Малышкина С.В. Экспериментальное моделирование в научных исследованиях Института патологии позвоночника и суставов им. проф. М.И. Ситенко. Ортопедия, травматология и протезирование. 2007. № 4. С. 5-16.

Published

2022-07-08

How to Cite

Levitsky, A., Buryanov, O., Omelchenko Т., Ovdiy М., Letucha, N., Subbota І., & Karpinsky, M. (2022). Biomechanical aspects of functional treatment of scoliotic spine deformation. TRAUMA, 23(2), 29–39. https://doi.org/10.22141/1608-1706.2.23.2022.888

Issue

Section

Original Researches

Most read articles by the same author(s)

1 2 3 4 > >>