Závěrečná zpráva grantu 093/2003/C/FTVS

Název projektu:Nedestrukční a neinvazivní identifikace mechanických vlastností meziobratlové ploténky metodou volných oscilací s diagnostickým využitím
Hlavní řešitel:Mgr. Petra Zemanová
Spoluřešitelé: Prof.Ing. Stanislav Otáhal, CSc.; MUDr. Petr Vaněk; Mgr. Josef Zeman; Marek Drápal
Období řešení:2003-2003
Celková dotace:209 tis. Kč

Souhrn výsledků

Byla zkonstruována originální měřící aparatura pro měření in vitro. Na této aparatuře bylo provedeno celkem 186 úspěšných měření na vzorcích meziobratlové ploténky ze čtyř páteří ovce domácí a jedné  páteře prasete domácího.  Se zkušebními snímači bylo provedeno celkem 40 měření in vivo na zdravých páteřích čtyř dobrovolníků. Na základě chování těchto zkušebních snímačů byl proveden návrh konstrukce snímačů pro měření in vivo a tento návrh je předán do výroby. Měřící aparatura umožňuje sledovat mechanické chování meziobratlové ploténky ve fyziologickém rozsahu pohybu. Při měření in vitro bylo jednoznačně ověřeno, že se tuhost meziobratlové ploténky v oblasti fyziologického rozsahu pohybu mění. Tento fakt byl pozorován na všech generacích naší měřící aparatury je v rozporu se všemi nám známými měřeními a modelovými předpoklady celé řady obdobných výzkumů. Platí minimálně pro torzní a laterálně flexní pohyb, naše aparatura nebyla určena pro měření ve směru axiálního zatížení, ze kterého převážná část jiných prací vychází. Aparatura měří vlastní pohyby páteřního segmentu bezdotykově, a tedy pohyb není ovlivněn mechanickými vlastnostmi aparatury (míněno např. vnitřní tření). I toto měření potvrdilo, že tlumení v ploténce je čistě viskózního charakteru, což souhlasí s  experimentálními  výsledky a modelovými předpoklady mnoha autorů. Aparatura také umožňuje sledovat přenosy mechanické energie mezi jednotlivými složkami pohybu, způsobené vnitřní strukturou meziobratlové ploténky. Tento jev rovněž nebyl v literatuře sledován, přestože my si myslíme, že patří k základním  vlastnostem ploténky, ke kterým by mělo být přihlíženo při tvorbě plotýnkových náhrad. Při vybuzení pohybu jedním směrem se část této vložené kinetické energie přelije do směru komplementárního (disjunktního) a dochází tak k rovnoměrnějšímu útlumu, jež méně namáhá plotýnkové struktury. Dále byla realizována měření s cílem potvrdit či vyvrátit možnost zjišťovat stav páteřního segmentu za pomoci in vivo měření neinvazivní subakustické vibrační techniky. Metoda rozvibrování obratle přenosem přes processus spinalis a snímání způsobených vibrací na sousedním processus spinalis a výsledném sledování souvztažnosti těchto dvou vibrací je velmi nadějná, neboť se ukázalo, že segmenty páteře splňují dva základní metodické předpoklady: metoda je opakovatelná a  dostatečně citlivá na stav páteřního segmentu.
Vyhodnocené výsledky byly již z části publikovány na mezinárodních konferencích:
Mezinárodní studentská vědecká konference "Nové perspektivy výzkumu a praxe", Praha FTVS UK 21.3. 03: Možnosti identifikace biomechanických vlastností meziobratlové ploténky in vitro a in vivo-ústní prezentace-publikace v elektronickém sborníku
Celouniverzitní studentská vědecká konference UK, Praha FHS UK 16.5. 03: Využití metody volných oscilací k identifikaci mechanických vlastností meziobratlové ploténky -ústní prezentace
XXVI. Dny lékařské biofyziky, Senohraby 21.23.5. 03: Identification of mechanical properties of the intervertebral disc by free oscillation method-ústní prezentace-publikace ve  sborníku
Eurosummer School on Biorheology, Varna, Bulgaria 29.6-2.7. 03 Identification of mechanical properties of the intervertebral disc by free oscillation method-ústní prezentace-publikace ve  sborníku
Mezinárodní konference "Movement and health", Olomouc 21.-22.11. 03 Možnosti identifikace biomechanických vlastností meziobratlové ploténky -ústní prezentace