dtЦифровая трансформацияDigital Transformation2522-96132524-2822Educational Establishment “Belarusian State University of Informatics and Radioelectronics”10.35596/1729-7648-2023-29-3-75-81dt-781Research ArticleТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИTECHNICAL SCIENCESМодель электростимуляции мышц спины при лечении сколиозаModel of Electrical Stimulation of Back Muscles in the Treatment of ScoliosisВоронцоваТ. С.VorontsovaT. S.

Воронцова Т. С. - инженер

г. Минск

Vorontsova T. S. - Engineer

Minsk

ДавыдовМ. В.DavydovM. V.

Давыдов Максим Викторович -  к. т. н., доцент, первый проректор 

220013, г. Минск, ул. П. Бровки, 6Тел.: +375 17 378-42-51

Davydov Maksim Viktorovich -  Cand. of Sci., Associate Professor, First Vice-Rector

220013, Minsk, Brovki St., 6Tel.: +375 17 378-42-51

davydov-mv@bsuir.byРеспубликанский научно-практический центр «Мать и дитя»Republican Scientific and Practical Center “Mother and Child"Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники Belarusian State University of Informatics and Radioelectronics2023240920232937581Copyright © Воронцова Т.С., Давыдов М.В., 20232023Воронцова Т.С., Давыдов М.В.Vorontsova T.S., Davydov M.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://dt.bsuir.by/jour/article/view/781

В статье представлена трехмерная модель тканей спины человека в программных пакетах ZBrush и SolidWorks. Выполнено моделирование позвоночного столба с изгибом, мышц, жировой ткани и кожных покровов. С использованием среды COMSOL Multiphysics смоделированы воздействия электростимуляции на биологические объекты, определены характеристики. При моделировании в свойствах каждой биологической ткани задавались значения удельной электрической проводимости и относительной диэлектрической проницаемости, были настроены электроды, создана сетка для разбиения моделей на меньшие части и элементы, настраивалась необходимая частота. Для верификации результатов моделирования проводили исследование на пациенте, расчет и анализ полученных результатов. Разработанные модели могут применяться в клинической медицине для определения силы стимулирующего тока и задания параметров электростимуляции. При построении модели можно изменять толщину жировой ткани, кожи, размеры мышц и костей, менять размеры электродов и тем самым подбирать наиболее оптимальные параметры для проведения электростимуляции. Модели могут применяться при разработке эффективной методики электростимуляции и схемы наложения электродов для определенного вида сколиоза.

The article presents a three-dimensional model of the tissues of the human back in the ZBrush and SolidWorks software packages. Modeling of the spinal column with a bend, muscles, adipose tissue and skin was performed. Using the COMSOL Multiphysics environment, the effects of electrical stimulation on biological objects are modeled, and characteristics are determined. When modeling, in the properties of each biological tissue, the values of electrical conductivity and relative permittivity were set, the electrodes were adjusted, a grid was created to divide the models into smaller parts and elements, and the required frequency was adjusted. To verify the simulation results, a study was carried out on the patient, the calculation and analysis of the results obtained. The developed models can be used in clinical medicine to determine the strength of the stimulating current and set the parameters of electrical stimulation. When building a model, one can change the thickness of adipose tissue, skin, muscle and bone sizes, change the size of the electrodes, and thereby select the most optimal parameters for electrical stimulation. Models can be used in the development of the most effective method of electrical stimulation and the scheme for applying electrodes for a certain type of scoliosis.

электростимуляциямоделированиепрограммное вычислениемодель спиныelectrical stimulationmodelingsoftware calculationback modelReferencesКрасикова, И. С. Сколиоз. Профилактика и лечение / И. С. Красикова. М.: Медицина, 2011. 192 с.Krasikova I. S. (2011) Scoliosis. Prevention and Treatment. Moscow, Medicine Publ. 192 (in Russian).Котельников, Г. П. Травматология и ортопедия / Г. П. Котельников, С. П. Миронов, В. Ф. Мирошниченко. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2016. С. 400.Kotelnikov G. P., Mironov S. P., Miroshnichenko V. F. (2016) Traumatology and Orthopedics. Moscow, GEOTAR-Media Publ. 400 (in Russian).Гуляев, В. Ю. Электродиагностика, электростимуляция и импульсная низкочастотная электротерапия / В. Ю. Гуляев, В. А. Матвеев, И. Е. Оранский. Екатеринбург, 2004. 104 с.Gulyaev V. Y., Matveev V. A., Oransky I. E. (2004) Electrodiagnostics, Electrostimulation and Pulsed Low-Frequency Electrotherapy. Yekaterinburg. 104 (in Russian).Губенко, В. П. Мануальная терапия в вертеброневрологии / В. П. Губенко. Киев: Здоровье, 2003. 456 с.Gubenko V. P. (2003) Manual Therapy in Vertebroneurology. Kyiv, Zdorovye Publ. 456 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.