Математичне моделювання сторонніх тіл різної щільності в біологічних і небіологічних моделях в експерименті

Abstract

Актуальність. Моделювання дозволяє досліджувати як існуючі, так і передбачувані процеси і широко використовується в фундаментальній науці й багатьох галузях виробничої діяльності. Мета: роз-робити математичну модель визначення розмірів сторонніх тіл (СТ) і їхньої рентгенологічної щільності в небіологічних і біологічних моделях для поліпшення результатів діагностики вогнепальних рикошетних поранень. Матеріали та методи. У біологічну неживу модель (шматок свинячого м’яса) і небіологічні моделі (пінопласт, поролон) розміщуємо СТ з паперу, шкіри, гуми, пластику і літій-іонні батареї. Кіль-кість СТ — по 9 кожного типу. Кількість моделей — по 3: свиняче м’ясо, пінопласт, поролон. Визначення розмірів СТ і моделей проводимо метричною лінійкою. На кожну модель відбираємо СТ, які підписуємо за номером дослідження. Занурюємо СТ на однакову глибину за допомогою інструмента загальнохірургічного середнього кровозупинного затискача типу Більрот у такій послідовності: папір, шкіра, гума, пластик і літій-іонна батарея. Проводиться мультиспіральна комп’ютерна томографія (МСКТ) моделей на апа-раті Revolution EVO (2021) із заміром розмірів і рентгенографічної щільності СТ і моделей. Рентгеноло-гічна щільність вимірювалась в умовних одиницях за шкалою Хаусфільда. Для кожної групи досліджень у системі комп’ютерної математики MathCad15 було визначено співвідношення реальних розмірів СТ і за даними спіральної комп’ютерної томографії залежно від рентгенологічної щільності СТ і моделі. Резуль-тати. За даними МСКТ, рентгенографічна щільність моделей за шкалою Хаусфільда така: пінопласт — –990,0 ± 0,3 ум.од.; поролон — –985,0 ± 0,2 ум.од.; свиняче м’ясо — 62,0 ± 0,3 ум.од.; рентгенографічна щільність сторонніх тіл: папір — –743 ± 10,3 ум.од., шкіра — –258 ± 14,2 ум.од., гума — –12 ± 2,6 ум.од., пластик — 183 ± 14,6 ум.од., літій-іонні батареї — 3071 ум.од. Візуалізація паперу в небіологічних і біо-логічних моделях і шкіри в небіологічних моделях проблематична у зв’язку з подібною рентгенологічною щільністю моделей і неможливістю виміряти розміри. При зануренні СТ (гума, пластик, батарейка) в пінопласт: коефіцієнт довжини (КД) = 1,0612; коефіцієнт ширини (КШ) = 1,928; у поролон: КД = 0,9926; КШ = 1,9641; у свиняче м’ясо: КД = 0,8394; КШ = 1,534. Порівнюючи середні коефіцієнти відношення (КД і КШ), бачимо, що найближчим до 1 є коефіцієнт у біологічній моделі. Це означає, що СТ з гуми, пластику і батарейки найкращим чином визначаються в свинячому м’ясі. Висновки. Реальні розміри СТ, розміщених у біологічних і небіологічних моделях, відрізняються від розмірів, отриманих на МСКТ. Корекція даних проводиться через розрахункові коефіцієнти по довжині й ширині. Рентгенологічна щільність моделі впливає на променеву візуалізацію СТ. Застосування математичного моделювання при визначенні розмірів і рентгенографічної щільності дозволяє зменшити похибку вимірювання і визначитися зі структурою СТ.