Kokeellinen tutkimus

4.1  Tutkittiin valittujen luuston luonteenomaisten pisteiden paikannusta palpaatiolla 18 071 tapauksessa.

Tutkimuksessa käytettiin palpaatiota, jota käytetään yleisesti lääketieteessä [63, 15]. Tutkimus koski monien parametrien arviointia (lantion asento, alaraajojen pituus, käsivarsien ja lapaluiden asento, selkärangan spinous-prosessit, lonkan rotaatioalue) ja sitä tehtiin tarkoituksena etsiä erilaisia suhteita näiden tutkimusten kerättyjen tulosten välillä. Tutkimustyön määrittelemää tutkimustavoitetta varten valittiin kaksi niistä, eli lonkan tasojen sijainnin ero (sen arvo ja tyyppi) sekä tutkittavan lapsen skolioosin arvo ja muoto. Työssä osoitetaan, että nämä ominaisuudet ovat johtavassa asemassa ja vaikuttavat skolioosin kokoon ja muotoon.

Selkärangan, lapaluiden, vyötärökolmioiden, selän lihasten jännityksen (tutkimuksen havainnot [67, 26]) arviointi suoritettiin seisoma-asennossa ja lantion luuston sekä alaraajojen pituuden mittaaminen "mahallaan" asennossa. Lantion tasojen sijainnin mittaamisen tarkkuus oli asetettu 0,5 cm: iin tarkan mittauksen mahdottomuuden vuoksi (Kuvat 10 ja 11).

Viime aikoina erilaisia ​​laitteita ja instrumentteja on käytetty vastaaviin tutkimuksiin [28, 85, 8, 3, 61, 55], mutta kirjoittajan mukaan nämä mittaukset eivät ole tarkempia johtuen tarpeesta löytää näiden laitteiden tai antureiden sovelluspisteet, juuri palpaation tavoin. Ainoa laite, jota käytettiin tutkimuksessa, oli itsetasoittuva ristilaser (Kuva 12), joka näyttää laserviivoja tutkittavan henkilön siluettiin: vaakatasossa ja pystysuunnassa. Tämä helpotti tutkittavan henkilön symmetrian arviointia.

Tuloksista kerätyillä tiedoilla saatiin luotua tietokanta, joka sisältää 18071 tapausta. Poikien osuus oli 55% ja tyttöjen 45%. Tutkitun ryhmän ikäjakauma on seuraava:

ikä 1-4 vuotta – 4,3%

ikä 5-8 vuotta – 24,1%

ikä 9-12 vuotta – 31,7%

ikä 13-16 vuotta – 29,9%

ikä 17-19 vuotta – 10%

Lääketieteessä käytetään usein termejä "tyyppi C skolioosi" ja "S-tyypin skolioosi". Ne viittaavat selkärangan kaarevuuden samankaltaisuuteen kirjainten muotojen kanssa, joita käytetään niitä merkitsemään. Näin ollen "C" tarkoittaa yksikaarevuutta ja "S" kahta kaarevuutta. Kaarevuuden konveksisuuden suunta, alkaen ylhäältä, merkitään "L" vasemmalle ja "P" oikealle. "1" tarkoittaa ensimmäisen asteen skolioosia ja "2" toista astetta tai sitä korkeampaa. Tällä tavoin rakennettu merkintöjen järjestelmä ei esiinny saatavilla olevassa kirjallisuudessa, vaan se on luotu kirjoittajan toimesta. Näiden skolioosityyppien perusteet on esitetty kuvassa 13.

Kuva 13 Perusmuodot skolioosista

Muuttuja "M_+" määrittää lantion epäsymmetrian koon ja tyypin. Numeeriset arvot osoittavat erotuksen lantion yläreunojen sijainnissa poikittaissuunnassa (senttimetreinä, tarkkuudella 0,5 cm), ja positiivinen arvo osoittaa korkeamman oikean lonkan laatan ja negatiivinen arvo osoittaa, että vasen lonkan harju on korkeammalla.

Saatujen tietojen analyysi suoritettiin käyttäen Statistica 9.0 -ohjelmaa. Tietojen louhintamoduulista valittiin satumetsämenetelmä. Tässä menetelmässä joukko yksinkertaisia päätöspuita käytetään ennustamaan riippuvan muuttujan arvoa. Jokainen näistä puista ennustaa riippuvan muuttujan arvon perustuen riippumattomiin muuttujiin (ennustajiin). Lähdeaineistossa on esitetty yksittäisten ryhmien muodostamien tapausten lukumäärä muuttujalle "SCOLIOSIS K7" taulukossa 1 ja histogrammissa (Kuva 14).

Lähdeaineiston tilastojen perusteella yksittäisten skolioosityyppien esiintyvyydet eroavat merkittävästi toisistaan. On huomattava, että lasten ryhtiä koskevat testit, joiden perusteella analysoitu tietokanta luotiin, eivät olleet seulontatyyppisiä. Voidaan siis olettaa, että lasten määrä, joilla ei esiinny skolioosia, on suurempi. Huomionarvoista kuitenkin on, että skolioosityyppien CL, SPL1 ja SPL2 määrä on paljon suurempi suhteessa "käänteisiin" (kaarevuuden muodon suhteen) vastaaviin CP, SLP1 ja SLP2 -tyyppeihin.

Muuttujan "SCOLIOSIS K7" riippuvuuden analysoimiseksi muuttujaan "M+" käyttäen Statistica-ohjelmistopakettia tarvittiin data-aineisto tiedonlouhintaa varten, jossa riippuva muuttuja olisi tasavertainen tai lähes tasavertainen ryhmissä.

Koska tapausten määrä ryhmissä poikkesi merkittävästi toisistaan, pieniä ryhmiä suurennettiin siten, että ne kaksinkertaistettiin kokonaislukukerroin vastaavasti, jotta muuttujien yhdistelmärakenne ryhmässä ei häiriintyisi. Tuloksena saatu uusi tietoaineisto on kasvanut 44575 tapaukseen. Sen rakenne muuttujan "SCOLIOSIS K7" perusteella esitetään taulukossa 2 ja histogrammissa (Kuva 15).

Data-analyysin jälkeen satunnaisen metsän menetelmää käyttäen saatiin tulokseksi päätöspuu. Solmun kuvaus on esitetty kuvassa 16.

Data-analyysin jälkeen satunnaisen metsän menetelmää käyttäen saatiin tulokseksi päätöspuu. Solmun kuvaus on esitetty kuvassa 16.

Päätöspuun esitetyn kaavion mukaan jako päättyy kolmannelle tasolle, joka määrittää tutkittujen muuttujien riippuvuuden. Tämä selkeyden vuoksi on sisällytetty taulukkoon 3.

Taulukkoa 3 tulisi tulkita joukkona "jos-sitten" päätösperiaatteita. Esimerkiksi jos tutkitun potilaan oikea lonkan lonkan harju sijaitsee 2,5 cm korkeammalla kuin vasen, on todennäköisintä, että tutkittavalla potilaalla on kaksikaarisen skolioosin ensimmäisen vaiheen (Cobbin mukaan) kaari ylhäältä katsoen kääntyen ensin oikealle ja sitten vasemmalle (SPL1).

Kuvatut tutkimukset ja suoritettu datan louhinta edustavalla 18071 tapauksen otoksella osoittivat riippuvuuden olemassaolon lantion epäsymmetrian koon ja suunnan sekä skolioosin muodon ja koon välillä.

Skolioosi voidaan jakaa kahteen perusryhmään, joita kutsutaan yleisesti: "tyypillinen skolioosi" ja "epätyypillinen skolioosi". "Tyypillisiä skoliooseja" ovat: CL, SPL1 ja SPL2. "Epätyypillinen skolioosi" on: CP, SLP1, SLP2. Näiden skolioosien määritelmä tyypillisinä ja epätyypillisinä oletettiin sen vuoksi, että edellisiä esiintyy huomattavasti enemmän suhteessa jälkimmäisiin (Taulukko 1).

Molemmissa ryhmissä voidaan havaita tietty tapahtumien järjestys muuttuvan absoluuttisen muuttujan "M+" arvon kasvaessa: "M+" (positiivinen) → CL → SPL1 → SPL2 (Kuva 18) ja "M-" (negatiivinen) → CP → SLP1 → SLP2 (Kuva 19). Kuvissa käytetyt nuolet osoittavat selkärangan muodonmuutosten etenemissuunnat.

Kuva 18. Skolioosin eteneminen ("M+" positiivinen)

Kuva 19. Skolioosin eteneminen ("M-" negatiivinen)

Ohjelmasta saadut tulokset kuvaavat skolioosin muodostumista peräkkäisten perusvaiheiden kautta kaarevuudessa, yhdestä kaaresta, kahdesta kaaresta pienemmästä asteesta kahteen kaareen suuremmassa asteessa. Yksittäisten kaarevuusvaiheiden muodot riippuvat lantion kallistumissuunnasta. Jos lantio on symmetrisessä asennossa, kaarevuutta ei esiinny.

4.2    Analyysi kehon painopisteen (COG) sijainnista 303 henkilöllä

Tutkimuksen toteuttamiseksi valmistettiin erityinen mittausjärjestelmä, joka sisälsi tasapainolaudan, niin kutsutun "Balance Boardin" Nintendo Wii -tietokonepelin järjestelmästä (Kuva 20). Tällä laitteella on neljä erittäin herkkää paineanturia, jotka on sijoitettu levyn kulmiin ("jalkoihin").

Laitteen käyttämiseksi ja tietojen lukemiseksi on rakennettu erityinen tietokoneohjelma, joka mahdollistaa COG-pisteen sijainnin seuraamisen. (Kuva 21). Ohjelman käyttöliittymä näyttää COG-projektion sijainnin ja liikkeet suhteessa sagittaali- ja frontaalitasoihin (näytön vasen puoli) ja COG:n sijainnin asetetun testiajan aikana (näytön oikea puoli). Ohjelma laskee myös COG:n keskimääräisen prosentuaalisen poikkeaman normaalista.

Tutkimme 101 lasta (3-17-vuotiaita, keski-ikä 10), 101 naista (28-50-vuotiaita, keski-ikä 33) ja 101 miestä (30-52-vuotiaita, keski-ikä 40).

Kaikki koehenkilöt seisoivat levyn päällä symmetrisesti asetetuilla jaloilla. Jokainen testi kesti 10 sekuntia. Sen aikana kerättiin sarja numeroita, jotka määrittivät COG-projektion prosentuaalisen poikkeaman koehenkilön sagittaalitasosta. Positiivinen luku tarkoitti poikkeamaa koehenkilön oikealle puolelle ja negatiivinen vasemmalle. Tutkimuksen tavoitteena oli löytää yhteys koehenkilön lantion liikkuvuuden ja painopisteen sijainnin prosentuaalisen poikkeaman välillä. Tulokset kullekin ryhmälle on esitetty taulukoissa 4, 5 ja 6.

Isien ryhmässä on jopa negatiivinen korrelaatio (-0,396).

Kaikissa ryhmissä (lapset, naiset, miehet) ei ollut korrelaatiota koehenkilön lantion sijainnin ja COG:n sijainnin välillä.

Tällainen tilanne voi vahvistaa selkärangan roolin lihaskudossysteemissä, joka säätelee kehon painon stabiilisuutta ei-asymptoottisesti.

4.3     Tutkimus, johon sisältyi 101 tutkimusryhmän koon arviointi palpation avulla, koostuen lapsesta ja molemmista biologisista vanhemmista

Tämän tutkimuksen osittaisten tulosten esittely löytyy artikkelista [18].

 Käytetyt muuttujanimikkeet ja niiden kuvaus on esitetty taulukossa 7.

Tulokset samojen tyyppisten muuttujien korrelaatiosta, jotka määrittävät lantion symmetrian tai epäsymmetrian lapsessa ja hänen biologisissa vanhemmissaan, esitetään taulukoissa 8, 9, 10 ja 11 (tilastollinen ohjelma merkitsi tilastollisesti merkittävät arvot punaisella).

Lapsi-äiti -korrelaatio oli 0,399 ja lapsi-isä -korrelaatio oli -0,107.

Lapsi-äiti korrelaatio oli 0,580 ja lapsi-isä korrelaatio oli -0,179.

Lapsen ja äidin välinen korrelaatio oli 0,852 ja lapsen ja isän välinen korrelaatio oli -0,223.

Lapsen ja äidin välinen korrelaatio oli 0,852 ja lapsen ja isän välinen korrelaatio oli -0,223.

Tutkimuksessa havaittiin korkea korrelaatio niiden muuttujien välillä, jotka määrittelevät lapsen lantion asennon tyypin ja äidin. Tämä korrelaatio oli suurin vertailtaessa muuttujia, jotka määrittelevät vain symmetrian esiintymisen tai sen puuttumisen, ja se oli 0,85 (hyvin korkea korrelaatio). Lapsen ja isän vertailussa korrelaatio oli negatiivinen ja oli -0,22.

Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli vastata kysymykseen siitä, liittyykö lapsen lantion symmetrisyys/epäsymmetrisyys vanhempien lantion asentoon. Saadut tulokset vahvistavat selvästi tällaisen suhteen äidin kanssa (erittäin vahva korrelaatio) ja täydellisen riippuvuuden puutteen isän kanssa (negatiivinen korrelaatio) 95 %:n luottamustasolla.

4.4   Valvontaryhmän lasten tutkimus viidellä peräkkäisellä käynnillä

Testit koostuivat selkärangan asennon tunnustelusta ja lantion luun asennon arvioinnista viidessä peräkkäisessä (eri väliajoin tapahtuvassa) samojen lasten tutkimuksessa. Kerättyjen tietojen tilastollinen analyysi suoritettiin viiden peräkkäisen valvontatutkimuksen osalta, johon käytettiin tilastollista ohjelmaa Statistica. Kuvailevaa tilastotiedettä käytettiin osoittamaan läheinen suhde lantion epäsymmetrian ja selkärangan lateraalikäyrän käynnistymisen välillä. Tulosten kehittämisessä käytettiin 3034 tapausta.

Tutkimuksen tavoitteena oli tarkistaa, aiheuttaako sovellettu terapeuttinen korjaus lantion asentoon muutoksia selkärangan muotoon. Tähän tutkimukseen liittyvät muuttujat on koodattu seuraavasti:

"0" - selkärangan lateraalikäyryyttä ja lantion epäsymmetriaa ei ole. Ei vaadi kiropraktista hoitoa.

"1" - lantion epäsymmetria ja korkeintaan yksikaarinen selkärangan kaarevuus. Kiropraktinen korjaus lantion asentoon.

"-1" - lantion epäsymmetria ja vähintään kaksikaarinen kaarevuus. Terapeuttiset toimenpiteet lantion asennon korjaamiseksi.

Histogrammitapausten erittely viidessä peräkkäisessä tutkimuksessa on esitetty kuvissa 22, 23, 24, 25 ja 26.

Lasten tutkimukset tehtiin 1–4 kuukauden välein. Scoliosis ei ylittänyt 25° Cobb-järjestelmän mukaan.

Ensimmäisessä tutkimuksessa yksikaarisen (54 %) ja kaksikaarisen (44 %) skolioosin osuus on erittäin korkea. Tapauksia, joissa ei havaittu skolioosia, oli vain 2 %. Kaikkien seuraavien tutkimusten tulokset esitetään erittäin samankaltaisina histogrammeina, joissa lopulta skolioosin prosenttiosuus laski merkittävästi (yksikaarinen 16 % ja kaksikaarinen 12 %) ja skolioosia havaitsemattomien tapausten osuus oli 72 %.

Koe muistuttaa apagogista todistelua. Se olettaa, että lantion luut eivät vaikuta skolioosin esiintymiseen. 

Kuitenkin lantion asennon korjausten jälkeen, erityisesti ensimmäisen tarkastuksen aikana, tilanne muuttui radikaalisti ja kesti seuraavat 4 tarkastusta. Skolioosin esiintymistapaukset suhteessa normaaliin selkärangan asentoon ennen ensimmäistä tarkastusta olivat 98 %:n ja 2 %:n välillä, ja korjauksen ja lantion asennon jälkeen keskimäärin 28 %:n ja 72 %:n välillä. On huomattava, että niin pieni prosenttiosuus (2 %) lapsista, joilla oli normaali selkärangan asento, johtui siitä, että tutkimusryhmä ei ollut seulontaryhmä. Vanhemmat toivat lapset tarkastukseen jo tietoisina epäsäännöllisyyksistä tai huomanneet ne itse.

Tulosten perusteella pääteltiin, että alun perin tehty oletus voidaan osoittaa epätodeksi.

5.  NUMEERISET TESTIT

5.1  Mallin rakentaminen ja sovelletut ratkaisut

Viime aikoina äärettömän elementin menetelmää on käytetty yhä enemmän erilaisten simulointien suorittamiseen ihmisen luuston mallin perusteella [76, 30, 21, 50, 52, 33, 47, 75, 79, 80, 87].

Malli on joukko oletuksia, käsitteitä ja niiden välisiä suhteita, jotka mahdollistavat jonkin näkökohdan kuvaamisen (mallintamisen) likimääräisesti todellisuudesta. Malli on siten tutkimuskohde, alkuperäisen kaltaisuus, jonka tutkimus antaa tietoa todellisesta kohteesta.

Äärellisen elementin menetelmässä voimme käyttää monimutkaisempia malleja, jotka edustavat todellisuutta mahdollisimman uskollisesti, mutta sallivat useiden virheiden esiintymisen, mikä voi merkittävästi vaikuttaa saadun tuloksen luotettavuuteen. Yksinkertaisemmat mallit eivät täysin heijasta alkuperäisen kaikkia näkökohtia, mutta ne mahdollistavat monien epäsäännöllisyyksien välttämisen sen jäljentämisessä. Tällaisten mallien suunnittelussa on tärkeää sopiva tasapaino monimutkaisen mallin ja odotettujen tulosten monimuotoisuuden ja tarkkuuden välillä.

Koska tutkimuksen tarkoituksena oli vastata kysymykseen, millaiseksi selkäranka muotoutuu suhteessa sagittaalitasoon yksipuolisen lantion (ristiluu) kaltevuuden suhteen järjestelmän poikittaisessa tasossa. Samalla muodonmuutosten ja siirtymien suuruudet eivät olleet yhtä tärkeitä kuin muutokset ja muoto itse muuttuneissa olosuhteissa. Siksi odotettujen tulosten ei odotettu olevan kovin monimutkaisia, mikä mahdollisti hyvin yksinkertaisen mallin ihmisen selkärangasta.

Kuten tiedetään, ihmisen selkäranka täyttää kolme perusroolia:

1. Se suojaa siinä kulkevaa selkäydintä kaikilta vammoilta.

2. Se on liikuntaelin, joka mahdollistaa muun muassa vakauden ylläpitämisen pystyasennossa.

3. Se on ylävartalon tukirakenne.

Huolellisesti rakennetussa mallissa tukirakenne ja vakauden ylläpitäminen pystyasennossa olivat tärkeimmät. Kuvassa "Johdanto" selitetyt tärkeimmät mekanismit, jotka toimivat selkärangan ympyräsegmenteissä, otettiin huomioon. Äärellisen elementin analyysia varten luotiin malli sarjasta keskenään yhteydessä olevia varrenpäitä ja niitä erottavia nikamavälilevyjä, jotka olivat putkenmuotoisessa sauvassa. Fysiologisten kaarteiden vastaava muoto säilytettiin ja yhdistettiin perustaan, joka upotettiin sopivaan mekanismiin, joka mahdollistaa sen kallistumisen, mikä vastaa ristiluun (lantion) epäsymmetristä asentoa. Mallin rakentamiseen ja simulointiin käytettiin ADINA-ohjelmaa.

Yksinkertainen ihmisen selkärangan malli koostuu 24 nikamavälistä ja niitä erottavista nikamavälilevyistä. Jokainen levy "liimattiin" vierekkäisten ympyröiden pintojen avulla. Kaikkiin levyihin sijoitettiin pallokappaleen muotoisia ytimiä. Mallin kaikissa osissa säilytettiin todelliset suhteet ja fysiologiset kaarteet.

Mallin kolmeosainen osa upotettiin perustaan pyöreän mekanismin periaatteen mukaisesti (Kuva 30).

Mallin diskretisoinnissa käytettiin Delaunayn kolmiointijärjestelmää, jossa oli neljä solmua elementissä (Kuva 31).

Malli rakennettiin 360426 diskreetillä elementillä (Kuva 32)

Kuva 32. Mallin tiedot

5.2   Rajaehtoja 

Rajaehtoina käytettiin alaosan asettamista liikkumattomaksi reisiluun osan alapinnan suhteen heijastaen lantion sekä sallimalla vain pystysuuntaisen siirtymän "Z"-akselin suuntaan, nikamaa C7 (kaulanikamien alin osa). Nikaman C7 liikkeiden estäminen suunnassa X ja Y oli tarkoitus simuloida pystysuoran vartalon asennon ylläpitämistä lihaksiston, faskioiden ja jänteiden avulla, jotka eivät kuulu tähän malliin.

5.3   Kuormitus

Malli olettaa yläimän negatiivisen siirtymän "Z"-akselin suunnassa, ja tämän siirtymän arvo valittiin koko järjestelmän vakauden ylläpitämiseksi. Tällä tavoin sovellettu kuorma heijastaa ylävartalon painoa, joka siirtyy selkärangan pylvääseen.

Ydinlevyä altistetaan sisäiselle paineelle (paineen arvo on valittu kokeellisesti, jotta järjestelmä ei katkeaisi). Tällainen menettely oli suunniteltu tekemään tästä yksinkertaistetusta mallista mahdollisimman samanlainen kuin todellinen selkärangan mekaniikka. Intervertebral-diskissä oleva paineistettu ydin simuloi yksittäisen kuulalaakerin mekanismia, jota kutsutaan myös palloniveleksi,mahdollistaen elastisen kuormansiirron.

Siirtokuorma asetettiin tukijalan uloimmille reunoille vastakkaisille puolille aiheuttamaan pienen kallistuman toiselle puolelle suhteessa sagittaalitasoon. Tämä kaltevuus vastaa lantioluun ja lantion vyön epäsymmetristä järjestelyä (Kuva 33).

Yläpuoliselle C1-C2-yliluokan ytimeen sovellettiin siirtymäkuormaa, joka valittiin simuloimaan ylävartalon massan painopisteen korjausta vastauksena pohjan kallistukseen. Sen jälkeen voiman vaikuttamissuuntaa muutettiin asteittain (ajan funktiona) vastakkaiseen suuntaan, mikä oli tarkoitettu heijastamaan yritystä korjata selkärangan liiallista taipumista pohjan kaltevuuden suuntaan (Kuva 34).

Kuva 35 ja 36 näyttävät sovelletut siirtymäkuormat ja niiden soveltamismenetelmän sekä niihin määritetyt aikafunktiot. Aikafunktion viivan väri vastaa sovelletun kuorman väriä.

5.4    Materiaaliarvot

5.5 Toiminta simulaatiossa

Alkuvaiheessa korjaava voimareaktio yläosassa selkärankaa yhdessä kallistetun pohjan (ristiluun) kanssa johti koko selkärangan kaareutumiseen kallistuksen suuntaan. Tämä näkyy etu-taka-suunnassa kuvassa 39, jossa tällä hetkellä käsitellään sivusuuntaista, yksikaarista kaareutumista "C" -tyypin mukaan. Kaikissa kuvissa on allekirjoituksessaan aika-arvo t, jolloin ne on tehty. Aikafunktiot näytetään kuvassa 35.

Yläpuolelta katsottuna (Kuva 38) voit nähdä selvän muodonmuutoksen mallissa pyörimisenä pituusakselin ympäri. Mekaniikan näkökulmasta tämä on normaali oire. Putkimainen sauva, joka on taivutettu tasossa, missä sen pituusakseli kulkee, altistettuna taivutukselle suunnassa, joka on kohtisuorassa edellä mainittuun nähden, on pyöritettävä suhteessa akseliinsa [73, 5].

Sivuprofiilissa ei näy suurempaa kallistusta (Kuva 37).

Seuraavassa vaiheessa simuloinnissa yläosan ytimelle kohdistettua siirtokuormaa muutettiin siten, että tällainen toimenpide heijastaisi yritystä korjata jo muodostunut sivukaarevuus. Tämä muutos tapahtuu ajanfunktion arvojen 200 ja 400 välillä kuvassa 35.

 Tämän toimenpiteen seurauksena ilmenee toinen kaari, jota voidaan kuvailla toissijaisena kaarena, joka kompensoi ensisijaisen kaaren yläpuolella (Kuva 43).

Sivunäkymässä mallissa ei tapahdu suuria muutoksia (Kuva 41), ja yläkuvassa se muuttaa taas asemaansa, lähestyen sagittaalitasoa verrattuna tilanteeseen yksikaarisessa lateraalisessa kaarevuudessa (Kuva 42). Tämä näkyy selvemmin ytimien näkymässä ylhäältä päin (Kuva 45), jotka on merkitty väreillä, jotka ovat identtiset Kuva 44:n kanssa, mikä mahdollisti ytimien sijainnin (korkeustason) tunnistamisen mallissa.

5.6  Keskustelu selkärangan muodonmuutoksen simuloinnin tuloksista

Simuloinnit osoittavat mallin muodon muutoksen eri vaiheissa, kun kuormitustilanteet vaihtelevat. Kolmiulotteisessa FEM-mallissa voidaan havaita kaikki selkärangan muodonmuutoksen vaiheet, jotka tämä malli kartoittaa. Liikuteltava pohja kääntyy sovelletun kuorman avulla muodonmuutoksen myötä heijastaen lantion luun kallistusta. Valitut kuormat, jotka korjaavat mallin asemaa, jotta ihmiskehon pystyasento säilyisi tasapainoisena todellisissa olosuhteissa, mahdollistavat selkärangan peräkkäisten vaiheiden näyttämisen suorasta, yksikaarisesta kaarevuudesta kaksikaariseen kaarevuuteen. Näiden kaarevuussuuntien voidaan selvästi nähdä olevan riippuvaisia mallin lantion projektion kallistussuunnasta.

5.7 Analyysi selkärangan muodonmuutoksista kolmella erilaisella lantion luun kallistumisen vaihtoehdolla

Selkärankamalli käyttää kolmea erilaista siirtokuormitusta, jotka on sovellettu liikkuvan pohjan, kasvattamalla niitä suhteessa aiemmassa analyysissä käytettyyn kuormitukseen (vaihtoehto 1), kaksinkertaisesti (vaihtoehto 2) ja kolminkertaisesti (vaihtoehto 3). Vektorimuodonmuutosten kenttä on esitetty kuvissa 46 ja 47.

Kuva 46.  Selkärangan muodonmuutosvektorikenttä etu-takapuolelta katsottuna

Kuva 47.  Selkärangan muodonmuutosvektorikenttä sivulta katsottuna

Täällä puristusmuodonmuutos on osoitettu nuolipäillä, jotka päättyvät nuolipäihin, missä maksimiarvot ovat punaisia, ja vetomuodonmuutos on esitetty suorilla viivoilla, missä maksimiarvot (negatiiviset) ovat sinisiä. Kaikki muodonmuutokset vastaavat aikapistettä 450 (Kuva 35), joka on simuloinnin kriittisin hetki.

Koska on selvää vektorikartoista mallin muodonmuutoksista, että muodonmuutoksia tapahtuu vain nikamaväleissä, nämä elementit valittiin mallista ja muodonmuutosten vektoritulkinta laadittiin uudelleen, mikä esitetään kuvissa 48 ja 49.

Kuva 48. Vektorimuodonmuutoskenttä nikamaväleissä etu-takapuolen näkymässä

Kuva 49. Vektorimuodonmuutoskenttä nikamaväleissä sivunäkymässä

Maksimaaliset muodonmuutosarvot kasvavat yksittäisissä vaihtoehdoissa seuraavasti:

Vaihtoehto 1: 53,68

Vaihtoehto 2: 66,32

Vaihtoehto 3: 79,62

Suurin muodonmuutosten kertymä tapahtuu nikamavälissä L2-L3 ja Th6-Th7. Nikamavälin L2-L3 muodonmuutosten diagrammi esitetään kuvassa 50 ja Th6-Th7 kuvassa 51.

Kuva 50. Kaavio muodonmuutoksista nikamavälissä L2-L3

Kuva 51. Kaavio muodonmuutoksista nikamavälissä Th6-Th7