Модель позвоночника Советский патент 1983 года по МПК G09B23/32 

Изобретение относится к медицине в частности к ортопедии и травматологии, и может быть применено для изучения биомеханики позвоночника при его ортопедо-травматологической патологии, поскольку современный уровень изучения патологии позвоночника настоятельно требуетполучения более точной характеристики распределения напряжений в позвоночном столбе как в норме, так и при патологии.

Известна модель позвоночника, состоящая из корпуса, шарниров сгибания и отведения, промежуточного звена и опоры. С целью воспроизведения естественных движений человека корпус соединен шарниром сгибания с промежуточным звеном, которое, в свою очередь, соединено шарниром отведения с опорой l.

Данная модель предназначена для изучения только внешних перемещений различных частей тела человека и не предназначена для изучения биомехаНИКИ отдельных элементов позвоночного столба. Кроме того, она не дает точных объективных данных.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемо му эффекту является модель позвоно.чника, содержащая модель позвоночного столба, включающую жесткие и эластичные звенья 2.

Недостатком известной модели является то, что отсутствие в модели точных анатомических соотношений и конфигурации позвонков и дисков не позволяет воспроизвести различные задаваемые патологические ситуации (вывих, подвывих, кифоз, гиперлордоз и т.д.) и изучить их влияние на характер нагрузок в различных участках позвоночного столба.

Цель изобретения - обеспечение возможности определения величи ы напряжения в элементах модели.

Поставленная цель достигается тем что модель позвоночника, содержащая модель позвоночного столба, включающую жесткие и эластичные звенья, снабжена наклонной платформой с прокладками и боковыми ограничителями, причем звенья модели соответствуют формам позвонков человека в сагиттальной плоскости и установлены на наклонной платформе между прокладками и боковыми ограничителями с возможностью фиксации их.

Кроме того, жесткие звенья выполнены из прозрачногооргстекла, эластичные звенья выполнены из оптически активной резины, а боковые ограничители выполнены прозрачными.

На фиг. 1 изображена модель шейного отдела позвоночного столба, вид сбоку; на фиг. 2 г то же, вид ,сверху; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг.1 на фиг. 4 - модель, общий вид.

Модель позвоночника содержит модель позвоночного столба, состоящую из жестких звеньев (позвонков) 1, соединенных между собой эластичными прокладками (диски) 2, опирающуюся на наклонную платформу 3 и закрепленную у основания между боковыми ограничителями 4 при помощи прокладок 5 и струбцин 6.

Звенья 1 изготовлены по точным размерам позвонков человека в сагиттальной плоскости из органического стекла толщиной 0,5 см.

После укладки и жесткой фиксации звеньев на горизонтальной плоскости (шлифовальная металлическая плита) в любом необходимом положении по отношению друг к другу промежутки межд телами звеньев (позвонков) ограничивают по переднему и заднему контуру металлическими пластинками и заливаю оптически активной резиной марки СКУ-б. Поверх звеньев накладывают единое стекло. Отвердевание резины осуществляют путем полимеризации при в вакууме. По окончании полимеризации удаляют излишки резины и боковые ограничители и модель отделяют от основы.

По нижнему краю одного из боковых ограничителей 4 укладывают наклонную платформу 3, по верхнему краю которой располагают основание модели. По углам бокового ограничителя и на основании модели укладывают прокладки 5, сверху укладывают второй боковой ограничитель. По углам бо- ковые ограничители скрепляют струбцинами б.

Таким образом, установленная и зажатая у основания модель получает возможность перемещаться в переднезаднем направлении и по своей ocji, перемещения в боковых направлениях исключены. Подготовленную таким образом моделн закрепляют в известной поляризационно-оптической установке ИМАШ-ЖВ-2 (не показана) перпендикулярно пучку света и производят вертикальную компрессию модели посредство рычага этой установки, который упирается в вышестоящее над боковыми ограничителями 4 звено 1.

Под действием вертикально сжимающей нагрузки происходит перемещение модели по ее оси и в передне-заднем направлении за счет деформации упругих прокладок 2.

На модель направляется поляризованный пучок света, который дает на экране установки картину полос интерференции, которая фотографируется. Получаемые подвергают изучению. Полосы интерференции нумеруются по порядку. Поляризационнооптический метод определения напряжений и деформаций предполагает определейие наибольшего порядкового номера полосы интерференции в интересующей точке эластичной прокладки модели.

Величина результирующего напряжения в даЙ1ной точке определяется по формуле

Е

где Е - результирующее напряжение в

данной точке; Е - ц4на полосы модели по нап яженшо равная 0,4 кг/см , п - порядковый номер полосы в данной точке.

. Соэданид биомеханической модели, имитирующей патологическое состояние позвоночного столба, осуществляют путем изменения взаиморасположения звеньев 1 модели перед заливкой резиной межпоэвонковых промежутков и установкой ее на наклонной платформе 3 с различным углом наклона.

Таким образом, изобретение позволяет выявить величину результирующего напряжения влюбом участке эластичной плокладки, имитирующий диск, в физических величинах (кг/см). При

этом возможно создавать и исслеДовать биомеханические модели различных патологических и физиологических состояний позвоночника (вывих, подвы- . вих, гиперлордоз, сгибание, разгибание и т.д.) на лйбом уровне позвоночного столба.

Результаты этих исследований хорошо документируются, легко и наглядно сравнимы. Исследования дают

объективные данные об изменении напряжений в дисках, что на ранее известных моделях было невыполнимо.

Таким образом, получают качественно новую точную документированную

информацию, которая позволяет объективно оценить н сравнить количествен.ные изменения напряжений и .деформаций в элементах модели позвоночного столба при различном взаиморасположении звеньев модели.

1. МОДЕЛЬ ПОЗВОНОЧНИКА, содержащая модель позвоночного столба, включающую жесткие и эластичные звенья, связанные между собой, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения возможности определения величины напряжения в элементах модели, она снабжена наклонной платформой с прокладками и боковыми ограничителями, причем звенья модели соответствуют формам позвонков человека в сагиттальной плоскости и установлены на наклонной платформе между прокладками и боковыми ограничителями с возможностью фиксации их. 2. Модель по п. 1, отличающая с я тем, что жесткие звенья выполнены из прозрачного оргстекла, эластичные звенья выполнены из оптически активной резины, а боковые ог-j раничители выполнены прозрачными. (Л G СП 4;ii ю

ЦД41