Od momentu wprowadzenia fotelików samochodowych do użytku poziom ochrony dzieci przed urazami lub śmiercią wskutek kolizji samochodowych znacząco się podniósł. Jednakże takie wypadki pozostają wiodącą przyczyną urazów zagrażających życiu dzieci. Inżynierowie projektujący pojazdy wspomagają się w pracy oprogramowaniem komputerowym, które obejmuje opartą na symulacjach ocenę bezpieczeństwa. Jednak na potrzeby oceny foteli samochodowych w testach zderzeniowych jako imitacje dzieci, których kości jeszcze się w pełni nie wykształciły, wykorzystuje się zwykle zmniejszone modele osób dorosłych.
Aby znaleźć rozwiązanie dla tego problemu oraz dostarczyć dokładniejsze i oparte na faktach informacje, grupa naukowców zbadała wytrzymałość kości niemowląt w stosunku do wieku i masy ciała. Aby to osiągnąć, naukowcy wykorzystali modelowanie komputerowe i diagnostykę obrazową. Oczekuje się, że ich badania umożliwią firmom lepsze projektowanie i testowanie produktów ochrony bezpieczeństwa dla dzieci, takich jak foteliki samochodowe i wózki dziecięce, zanim trafią one do sprzedaży.
Ich ustalenia, opublikowane w czasopiśmie
„Biomechanics and Modeling in Mechanobiology” pomogą także w stawianiu diagnoz klinicznych w przypadku urazów kości, stwierdzając czy urazy te są przypadkowe czy powstały na skutek ataku.
W tym badaniu, częściowo dofinansowanym przez UE w ramach grantu badawczego z projektu CompBioMed, na potrzeby oceny oddziaływania różnych natężeń siły na kość wykorzystano tomografię komputerową i modelowanie komputerowe. Kości w testach wyginano i wykręcano, aby ustalić jaki jest ich punkt łamania. Tomografia komputerowa to technika trójwymiarowego, przekrojowego obrazowania wewnętrznych części ciała, w której obraz uzyskiwany jest dzięki wykorzystaniu promieniowania rentgenowskiego i komputera.
Jak wyjaśnia zespół badawczy w wydanej niedawno
notce prasowej, „dzięki zastosowaniu tych nieinwazyjnych technik na podstawie badań kości dzieci w wieku od noworodka po trzylatka udało nam się uzyskać trójwymiarowe modele kości udowej. Jest to grupa wiekowa, nad którą skupiało się dotychczas najmniej badań. Jest to też wiek, w którym dzieci nie są w stanie powiedzieć lub w inny sposób skutecznie zakomunikować, w jaki sposób doszło do urazu”.
Badacze ustalili, w jaki sposób rozwijają się kości i jak zmienia się ich wytrzymałość w okresie gwałtownego wzrostu dziecka. Zespół liczy, że uda się rozbudować bieżące badania i poddać ocenie dłuższe kości, takie jak piszczel. Badacze chcą również rozbudować swoją bazę danych, by móc zapewnić odpowiednio reprezentatywną próbę dzieci w każdym przedziale wiekowym i zbadać bardziej złożone sytuacje, w których dochodzi do urazów. W opublikowanym przez nich artykule, naukowcy doszli do wniosku, że: „W przyszłości ta technika pozwoli na tworzenie modeli zastępczych dla niemowląt i bardzo małych dzieci, a także otrzymywanie bardziej mierzalnych informacji na temat procesu wzrostu kości i ich wytrzymałości, co znacząco poszerzy, ograniczone dotychczas, zasoby literatury fachowej”.
Wyniki tych badań mogą zostać wykorzystane na potrzeby różnych biomechanicznych analiz kości u dzieci, co jest zbieżne z celami projektu CompBioMed (A Centre of Excellence in Computational Biomedicine). Projekt ten został stworzony w celu rozwijania komputerowego modelowania i symulacji dla potrzeb biomedycyny. Stosowanie takich technik pozwoli pracownikom naukowym oraz przemysłowym i klinicznym badaczom na lepszą analizę układu sercowo-naczyniowego, a także przeprowadzanie analiz z zakresu medycyny komórkowej oraz medycyny badającej zależności między układem nerwowym a mięśniowo-szkieletowym. Co więcej, projekt CompBioMed umożliwi przewidywanie skutków spersonalizowanych terapii i zabiegów zanim zostaną przeprowadzone.
Więcej informacji:
strona projektu CompBioMed
poleca:
